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1、流量检测,确定流动介质的流量，以保证连续生产的需要或进 行经济核算； 为了监视或控制容器的流量，使它保持在规定的范 围内； 对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、 正常进行。,流量检测,6.1 流量检测基本概念 6.2 体积流量检测方法 6.3 质量流量检测方法 6.4 流量标准装置,瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。 体积流量用流体的体积来表示（qv），单位为m3/h。 质量流量用流量的质量来表示（qm），单位为kg/h。,累积流量：一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值,6.1 流量检测的基本概念,累积体积流量,累积质量流量,流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。
2、,例：设测得流速v =10m/s ，圆管道的直径D =1m，则截面积A=0.79m2 ，流量qV= 7.9m3 /s 。在一小时内流过的流体总量为7.9*3600=28440m3 。,流量的国际单位是千克/秒（kg/s）、立方米/秒（m3/s）。此外，常用的还有吨/小时（t/h）、千克/小时（kg/h）、立方米/小时（m3/h）等；总量的国际单位是千克（kg）、立方米（m3）。此外，常用的总量单位还有吨（t）。,流量的国际单位,对于气体，密度受温度、压力变化影响较大，如在常温常压附近，温度每变化10，密度变化约为3%；压力每变化10kPa，密度约变化3%。 因此在测量气体流量时，必须同时测量流
3、体的温度和压力。为了便于比较，常将在工作状态下测得的体积流量换算成标准状态下（温度为20，压力为101325Pa）的体积流量，用符号Qn表示，单位符号为Nm3/s。,流量仪表的分类,可以分为体积流量测量和质量流量测量两大类。 测量流量的仪表称为流量计， 测量流体总量的仪表称为计量表或是总量计。,从测量方法上一般可分为以下四大类：,（1）容积式流量计 （2）差压式流量计 （3）速度式流量计 （4）质量式流量计,6.2 体积流量检测方法,（1）容积式流量计 （2）差压式流量计 （3）速度式流量计,容积式流量检测,单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据,测量原理,设：V0计量室的容积 n转子的旋
4、转次数,则,排出的流体总量,根据转子的形状分为： 椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）,椭圆齿轮型容积流量计(奥巴尔容积流量计),椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，对介质的清洁要求较高，不允许有固体颗粒杂质流过流量计。,例1：椭圆齿轮流量计的半月形空腔体积为0.5L，今要求机械齿轮每转一周跳一个字代表100L，试求传动系统的减速比。,解：椭圆齿轮流量计的体积流量,由题设可以得到,所以减速比为：50：1,腰轮流量计（罗茨型容积流量计）,腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。,与椭圆齿轮型基本
5、相同，依靠进，出口流体压力差产生运动，每旋转一周排出四份“计量空间”的流体体积量。所不同的是在腰轮上没有齿，它们不是直接相互啮合转动，而是通过按装在壳体外的传动齿轮组进行传动。,比椭圆齿轮流量计明显优点是：能保持长期稳定。可测液、气体；基本误差：0.2%0.5：范围度：10:1；工作温度：120度以下；压力损失：小于0.02Pa。,刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计，流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板，转子在流量计进出口差压作用下转动，每转动一周排出四份“计量空间”的流体体积。只要测出转动次数，就可以计算出排出流体的体积量。,刮板式容积流量计,刮板式流量计工作原理,原理：利用刮
6、板的缩进、突出固流、排流。,1.刮板 2.凸轮 3.转子,皮膜式家用煤气表,皮膜往复一次流过一定煤气，检测往复次数可得煤气总量。精度2%；简单价廉。,型号、规格须考虑被测介质物性参数（压力、温度等）和工作状态。 安装条件、检定 水平、垂直；上游装过滤器，节流阀装在下游； 注意流向标志；使用时液体充满管道，工作在流量范围内；修正 定期清洗检定。,容积式流量计的安装与使用,差压式流量检测,测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污； 工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温； 管径方面：从几毫米到几米； 流动条件：亚音速流、临界流、脉动流,节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强， 几乎
7、能测量各种工况下的流量。,差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。,节流式流量计,节流元件附近流速和压力分布情况,由能量守恒定律得：,由流体连续性定律得：,由于流束在节流装置后的最小收缩面积A2，实际上很难确切地知道它的数值，因此用节流装置开孔的截面积A0来表示：,称为流束的收缩系数，其大小与节流装置的类型有关。,体积流量,质量流量,式中： 流量系数 流束膨胀系数 A0节流装置的开孔截面积 流体密度 节流装置前后实际测得的压力差,流量与压力差的平方根成正比,差压式流量计组成
8、,1上游直管段；2一导压管；3一孔板；4一下游直管段；5、7一连接法兰；6一取压环室,标准节流元件,标准孔板,结构简单，安装方便，适合大流量的测量；压力损失较大，精度低，成本低。,标准喷嘴,标准文丘里管,压力损失较小，精度较高，成本较高,压力损失很小，精度高，成本高,文丘利管压力损失最小，而孔板压力损失最大。,文丘利管,孔板,喷嘴,节流孔板,后取压管,孔板,文丘里喷嘴,文丘里喷嘴在管道中的位置,取压方式,标准孔板的几种取压方式,标准节流装置：标准孔板、标准喷嘴和文丘里管 非标准节流装置：1/4圆喷嘴、锥形入口孔板、圆缺孔板和V内锥流量计,标准取压方式：,(1)角接取压: 上下游取压管位于孔板(
9、或喷嘴)的前后端面处。角接取压包括单独钻孔和环室取压，如图中l-1位置。 (2)法兰取压：上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.40.8mm（1inch）。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上，如图中2-2位置。 (3)径距取压(D-D/2取压)：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为1Dm0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔极下游端面的距离为0.5Dm，如图中的3-3位置（Dm管道直径）。,(4)理论取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为lDm0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离因值不同而异。该距离理论上就是流束收缩到最小截面的距离。如图中的4-4位置。
10、 (5)管接取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为2.5Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板下游端面的距离为8Dm，如图中的5-5位置该方法使用很少。,其他取压方式：,1-1角接取压 2-2法兰取压 3-3径距取压 4-4理论取压 5-5管接取压,流体通过节流孔板时，流速加快，后取压管处的压力减小。,导压管的配置,节流装置输出的压力差是从节流装置的前后取压孔取出的。从取压孔到差压变送器的导压管的配置也应按照规定的标准安装。如果被测流体是气体，导压管应从节流装置的上方引出，以免混杂在气体中的液滴堵住取压管；如果被测流体是液体，导压管应从节流装置的下方引出，以免混杂在液体中的气体影响取压。,导压
11、管配置图,应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产,差压式流量计特点,优点:,缺点:,(1)测量精度普遍偏低; (2)范围度窄,一般仅3:14:1; (3)现场安装条件要求高; (4)压损大(指孔板、喷嘴等),标准节流装置的使用条件,(1) 被测介质应充满全部管道截面，并沿着内径不小于50mm的圆形管道流动；对文丘里管则其管径不应小于l00mm，亦不能大于800mm。 (2) 管道内的流速是稳定的，或者实际上可以认为是稳定的(当流速稳定时，在同一点的流速和压力不随
12、时间而变化)。 (3) 被测介质通过节流装置时，其相态不变，如液体不蒸发，过热蒸汽仍然是过热的，溶解在液体中的气体不析出等。同时是单相存在的；对于成分复杂的介质，只有其性质与单一成分的介质类似时，才能使用。 (4) 测量气体(蒸汽)流量时所析出的冷凝水或灰尘，或测量液体流量时所析出的气体或沉淀物，既不得聚积在管道中的节流装置附近，也不得聚积在连接管内。 (5) 在测量能引起节流装置堵塞的介质流量时，必须进行定期清洗(吹洗或清刷)。 (6) 在离开节流装置两端面2D的管道内表面上，没有任何凸出物和肉眼可见的粗糙与不平现象。,节流式流量计的安装与使用条件,标准节流装置的安装,1、安装地点,(1)流
13、体在节流装置前后，应始终保持单相流体，蒸汽不应含水。 (2)流体在节流装置前后有足够的直管段。一般孔板前为1020D，孔板后为5D，D为管道内径。,2、安装前的检查,(1)管道直径是否符合设计要求。(2)节流装置孑L径必须与设计相符 (3)节流装置加工精度必须符合要求。 (4)节流装置用的垫圈内径不得小于管径可比管径大23mm。 (5)节流装置用的法兰焊接后必须与管道垂直，不得歪斜。法兰中心与管道中心应重合；焊缝必须平整光滑。 (6)节流装置的管道前后，至少2倍管道直径的距离内无明显不光滑的凸块，无电、气焊的熔渣，无露出的管接头、铆钉等。 (7)环室取压时，环室内径不得小于管道的直径，可比管道
14、直径稍大。(8)孔板、环室及法兰等在安装前应清除积垢和油污，并注意保护开孔锐边不得碰伤。节流装置安装应在管道吹洗干净后及试压前进行，以免管道内污物将节流装置损坏或将取压口堵塞。,3、安装,测量不同介质时节流装置取压口方位规定示意图,a液体；b一蒸汽；c一气体,a,b,c,浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。在美国、日本常称作变面积流量计（Variable Area Flowmeter）或面积流量计。,浮子流量计（转子流量计）,金属转子流量计,金属浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管
15、轴上下移动的浮子组所组成。,从转子的悬浮高度直接读取流量数值。,一.工作原理 转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积流量。,如果流体流量恒定不变，那么转子就稳定在平衡位置上；如果流体流量发生变化，则转子原平衡位置对应的环形流通截面上的流速随之改变，转子所受向上的作用力也相应变化，从而便产生新的位移，直至达到新的平衡位置。由此可见，被测流体流量的大小可以通过转子在锥管中高度位置的变化来反映。,当被测流体自锥管下端流入流量计时，由于流体的作用，浮子上下端面产生一差压，该差压即为浮子的上升力。当差压值大于浸在流体中浮子的重量时，浮子开始上升。随着浮子的上升，浮子最大外径与锥管之间的环形面积逐渐增大
16、，流体的流速则相应下降，作用在浮子上的上升力逐渐减小，直至上升力等于浸在流体中的浮子的重量时，浮子便稳定在某一高度上。这时浮子在锥管中的高度与所通过的流量有对应的关系。,工作原理演示示意图（）,工作原理演示示意图（）,工作原理演示示意图（）,设: A0为环隙流通面积，则转子流量计的体积流量为,设：作用在转子上的力有转子本身垂直向下的重力f1； 流体对转子所产生的垂直向上的浮力f2； 流体作用在转子上的向上冲力f3；,当转子处于平衡时，有,则有,体积流量的基本方程式为：h,大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。 较宽的流量范围度，一般为10：1，最低为5：1，最高为25：1。 流量检测元件的输出接近于线性。 压力损失较低。 玻璃管浮子流量计结构简单，价格低廉。 现场指示流量使用方便,浮子流量计的性能,1 优点,大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。 浮子流量计应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径，玻璃管浮子流量计最大口径100mm，金属管浮子流
