目前流量的测量方法

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1、目前流量的测量方法目前工业上常用的流量计仪表种类繁多，按其工作原理大致可分为：容积式，压差式，流体 阻力式，速度式流量计等几大类。一，容积式流量计容积式流量计 又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。 它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次 重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。容积式流量测 量是采用固定的小容积来反复计 量通过流量计的流体体积.所 以， 在容积式流量 计内部必须具有构成一个标准体 积的空间，通常称其为 容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”. 这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构 成.容积

2、式流量计的工 作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进 出口之间产生一 定的压力差 .流量计的转动部件 （简称转子 ）在这个压力差作用下特产生旋 转，并将流 体由入口排向 出口.在这个过程中，流体一次次地充满流量 计的“计量空间”，然后 又不断地被送 往出口.在给定流量计条件下，该计量空间的 体积是确定的，只要测得 转子的转动次数. 就可以得到通过流量计的 流体体积的累积值。常用的有椭圆齿轮流 量计，腰轮转子流量计和比较新型流量计。优点：计量精度高；安装管道条件对计量精度没有影响；可用于高粘度液体的测量； 范围度宽；直读式仪表无需外 部能源可直接获得累计，总量,清晰明了，操作简便。 缺点：结果

3、复杂，体积庞大;被测介质种类、口径、介质工作状态局限性 较大；不适用 于高、低温场合；大部分仪表只适用于洁净单相流体；产生噪声及振动。二，压差式流量计压差式式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的流量仪器。 在气体的流动管道上 装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板 前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打 乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落， 即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体 流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大

4、，流量小时，差压就小。流量与差压的平方 根成正比。 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检 测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表 压差式流量计根据不同应用选用不同节流件： 标准孔板标准孔板是目前唯一不用实流标定的节流装置，具有低成本， 可复制，精度可溯源等优势。这种测量方法是以流动连续性方 程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的， SAILSORS 采用的节流件符合 ISO 5167-2.03 和 GB/T 2624-93。应用的压强范围：2.5MPa10Mpa，取决于密封压力等级。应用的温度范围：-40C450C 管道直径（mm）:50500系

5、统精度： 0.52.5%（与现场工况有关）管段式V型锥节流件为一个悬挂在管道中央的锥形体。流体在节流元件的作用 下，经过非稳定流-整流-稳定流的过程，因此V形锥在扰动 流体中也能取得稳定和精确的差压值；另一个优点是，由于流体 在经过V型节流件时产生的边界效应使肮脏流体不能 磨损节流件，使 V 形锥具有长期的稳定性，无需重复标定。应用的压强范围：0.25MPa42Mpa，取决于密封压力等级。 应用的温度范围： -196C850C管道直径（mm）:153000系统精度： 0.30.5%（与现场工况有关）插入式V型巴子弹头截面形状的V型探头能产生精确的压力分布，固定的流体分离点；位于探头侧后两边、流

6、体分离点之前的低压取压孔，可以生成稳定的差压信号，并且有效防堵。内部一体化结构能避免信号渗漏提.1 高探头结构强度，保持长期高精度。应用的压强范围：0.65MPa 42Mpa，取决于密封压力等级。 应用的温度范围： -196C850C管道直径（mm）:5012000 （圆管），边长2004000 （方管）系统精度： 0.52.0%（与现场工况有关）三，流体阻力式流量计流体阻力式流 量计是利用阻力体对流体产生的 阻力来测量流量的传感器 ， 阻力体有 圆盘状（称为靶）和转子等不 同形式，相应的流量计分别称为靶式流 量计和转子流量 计。靶式流 量计它将圆形靶悬在管道中央，通过杠杆将所受阻力传递到力平

7、衡转换器。作用于靶 上主要有两种 靶与管壁之间 滞力与前两种力。一种是冲击到靶上的流 的环形空隙时，节流作用所 力相比可以忽略。靶所受到器利用差动变压器，把杠杆的位移转换成 用于杠杆并与流体阻力平衡。此时转换器 利用了力平衡式传感器的优点和靶的特性体动量所造成的动压力；另 产生的静压差。薄圆形靶的 的合力与流速的平方成正比 电信号，再通过一个反馈线一种是流体通过 周边上所受的粘 。力平衡式转换 圈产生电磁力作的电流即与流速的平方成正比。靶式流量计 ，它能检测非导电性流体和差压式流量计不能测量的流体，如高粘度流体，高温熔融的浆液流体，也可检测气体和蒸汽的流量。 应用的压强范围：0.642MPa

8、应用的温度范围： -180+500C管道直径(mm): DN15 DN3000mm系统精度： 0.2 1.5%FS转子流 量计它有一个垂直的锥形玻璃管或金属管，在锥形管内漂浮着一个转子或称浮子。所 以转子流量计又称浮子流量计。转子的重 量靠自下而上的流体压力平衡。随着流体流 速的变化，转子自由地在锥形管内上、下移动。随转子上升锥形管的截面积逐渐增大， 起到减缓升力增加的作用。转子上、下移动的距离可以作为 流量的度量。简单的读出 方法是通过标 定，在锥形管壁上刻线来表 示流量大小。也可以将转子 通过导杆与差动 变压器的铁心相连，把转子的位移转换成电信号输出。转子 流量计灵敏度较高，读数 直观方便

9、，常用于测量 气体和液体流量，尤其适合于小流量 测量，如实验室和仪器设 备中的流量监视。应用的压强范围：6.4MPa应用的温度范围:-2080 C系统精度： 1.5/2.5四，速度式流量计速度式流量计主要有：涡轮流量计，超声波流量计，电磁流量计。涡轮流量计 原理：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有 转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件 下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成） 的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出 电脉冲信号，此

10、信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远 传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内，脉冲频率f与流经 传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：Q=3600xf/k式中：f脉冲频率Hz； k传感器的仪表系数1/m,由校验单给出。若以1心为单位Q=3.6xf/k，Q流体的 瞬时流量（工作状态下）m/h ；3600换算系数。涡轮流量计总体原理框图如下图所示：公称口径：管 道式： DN4 DN200插入式： DN100DN2000环境温度： -20C50C大气压力： 86KPa106Kpa公称压力： 1.6 Mpa 、2.5Mpa 、 6.4Mpa 、

11、 25Mpa超声波流量计超声波流量 计是通过检测流体流动 对超声束（或超声 脉冲）的作用以测量 流量的仪表。 根据对信号检 测的原理超声流量 计可分为 传播速度 差法（直接时差法 、时差法 、相位 差法和频差法 ）、波束偏移法 、多普勒法、互 相关法、空间滤法及噪 声法。管段式超声 波流量仪表引是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲 技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便 经济、准确。流速范围：0.01m/s12.0m/s管径范围： DN300mmDN2000mm工作温度：-20150 C准确度： 1.0%优点：可做非接

12、触式测量；为无流动阻挠测量，无压力损失；可测量非导电性液体，对无 阻挠测量的电磁流量计是一种补充。缺点:传播时间法只能用于清洁液体和气体 ；而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮 颗粒和气泡的 液体； 多普勒法测 量精度不高。产品特点电磁流量计电磁流量计的 工作原理是基于法拉第电磁感应 定律。在电磁流量计中 ，测量管内的导 电介质相当于 法 拉第试验中的导电金属杆， 上下两 端的两个电磁线圈产生恒定磁场 。 当有导电介质 流过时，则会产生感 应电压。管道内部 的两个电极测量产生的感应电压 。 测量管道通过 不导电的内衬（橡胶，特氟隆等 ）实现与流体和测量电极的电 磁隔离。 按激磁方式分类：要产生

13、一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式。如按励磁电流方式划分， 有直流励磁、交流（工频或其他频率）励磁、低频矩形波励磁和双频矩形波励磁。1. 直流励磁 直流励磁方式用直流电或采用永久磁铁产生一个恒定的均匀磁场。这种直 流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的 影响。但是使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解， 产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极，这将导致正负电极 分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪表的正常工作。所以，直流励磁一般只用于测量 非电解质液体，如液态金属流量（常温下的汞和高温下的液态钢、锂、钾）等。2. 交流励磁工业上使用的电磁流量计，大都采用工频（50Hz）电源交流励磁方式产生交变磁场， 避免了直流励磁电极表面的极化干扰。但是用交流励磁会带来一系列的电磁干扰问题（例如 正交干扰、同相干扰、零点漂移等）。现在交流励磁正在被低频方波励磁所代替。3. 低频方波励磁低频方波励磁波形有二值（正-负）和三值（正-零-负-零）两种，其频率通常为工频的 1/21/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰，消除由分布电容引起的工频干扰， 抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流，排除直流励磁的极化现象。