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1、第三章第三章 流量检测及仪表流量检测及仪表 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的负荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控负荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控负荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控负荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控制。以便为生产操作和控制提供依据。同时，为制。以便为生产操作和控制提供依据。同时，为制。以便为生产操作和控制提供依据。同时，为制。以便为生产操作和控制提供依据。同时，为了进行经济核算，经常需要知道在
2、一段时间（如了进行经济核算，经常需要知道在一段时间（如了进行经济核算，经常需要知道在一段时间（如了进行经济核算，经常需要知道在一段时间（如一班、一天等）内流过的介质总量。所以，介质一班、一天等）内流过的介质总量。所以，介质一班、一天等）内流过的介质总量。所以，介质一班、一天等）内流过的介质总量。所以，介质流量（液体、气体和蒸汽等）是控制生产过程达流量（液体、气体和蒸汽等）是控制生产过程达流量（液体、气体和蒸汽等）是控制生产过程达流量（液体、气体和蒸汽等）是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需
3、到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。的一个重要参数。的一个重要参数。的一个重要参数。 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n流流流流量量量量（瞬瞬瞬瞬时时时时流流流流量量量量）：单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内流流流流过过过过管管管管道道道道某某某某一一一一截截截截面的流体的数量。面的流体的数量。面的流体的数量。面的流体的数量。 n n累积流量（总流量）累积流量（总流量）累积流量（总流量）累积流量（总流量）：某一时段内流过的流体的：某一时段内流过的流体的：某一时段内流过的流体的：某一时段内流过的流体的总合。瞬时流量在某一时段的累积量。总合。瞬时流量在某一时段的
4、累积量。总合。瞬时流量在某一时段的累积量。总合。瞬时流量在某一时段的累积量。 n n质量流量质量流量质量流量质量流量(M)(M)(M)(M)：单位时间内流过某截面的流体的质：单位时间内流过某截面的流体的质：单位时间内流过某截面的流体的质：单位时间内流过某截面的流体的质量。单位：量。单位：量。单位：量。单位：(kg/s)(kg/s)(kg/s)(kg/s) n n体积流量体积流量体积流量体积流量(Q)(Q)(Q)(Q)：单位时间内流过某截面的流体的体单位时间内流过某截面的流体的体单位时间内流过某截面的流体的体单位时间内流过某截面的流体的体积。积。积。积。（工作状态下）（工作状态下）（工作状态下）
5、（工作状态下）单位：单位：单位：单位：（m m m m3 3 3 3/s /s /s /s ）流量的基本概念流量的基本概念流量的基本概念流量的基本概念 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n体体体体积积积积流流流流量量量量(Q(Q(Q(Qn n n n) ) ) )：折折折折算算算算到到到到标标标标准准准准的的的的压压压压力力力力和和和和温温温温度度度度下下下下的的的的体体体体积流量。积流量。积流量。积流量。（标准状态下）（标准状态下）（标准状态下）（标准状态下） 流量的国际单位是千克流量的国际单位是千克流量的国际单位是千克流量的国际单位是千克/ / / /秒秒秒秒（kg/skg/skg/
6、skg/s）、立方米、立方米、立方米、立方米/ / / /秒秒秒秒（m m m m3 3 3 3/s/s/s/s）。此外，常用的还有吨。此外，常用的还有吨。此外，常用的还有吨。此外，常用的还有吨/ / / /小时小时小时小时（t/ht/ht/ht/h）、千克千克千克千克/ / / /小时小时小时小时（kg/hkg/hkg/hkg/h）、立方米、立方米、立方米、立方米/ / / /小时小时小时小时（m m m m3 3 3 3/h/h/h/h）等；等；等；等；总量的国际单位是千克（总量的国际单位是千克（总量的国际单位是千克（总量的国际单位是千克（kgkgkgkg）、立方米（）、立方米（）、立方米
7、（）、立方米（m m m m3 3 3 3）。）。）。）。此外，常用的总量单位还有吨（此外，常用的总量单位还有吨（此外，常用的总量单位还有吨（此外，常用的总量单位还有吨（t t t t）。）。）。）。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 对对对对于于于于气气气气体体体体，密密密密度度度度受受受受温温温温度度度度、压压压压力力力力变变变变化化化化影影影影响响响响较较较较大大大大，如如如如在在在在常常常常温温温温常常常常压压压压附附附附近近近近，温温温温度度度度每每每每变变变变化化化化10101010，密密密密度度度度变变变变化化化化约约约约为为为为3%3%3%3%；压压压压力力力力每每每每变变变
8、变化化化化10kPa10kPa10kPa10kPa，密密密密度度度度约约约约变变变变化化化化3%3%3%3%。 因因因因此此此此在在在在测测测测量量量量气气气气体体体体流流流流量量量量时时时时，必必必必须须须须同同同同时时时时测测测测量量量量流流流流体体体体的的的的温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力。为为为为了了了了便便便便于于于于比比比比较较较较，常常常常将将将将在在在在工工工工作作作作状状状状态态态态下下下下测测测测得得得得的的的的体体体体积积积积流流流流量量量量换换换换算算算算成成成成标标标标准准准准状状状状态态态态下下下下（温温温温度度度度为为为为20202020，压压压压力力力
9、力为为为为101325Pa101325Pa101325Pa101325Pa）的的的的体体体体积积积积流流流流量量量量，用用用用符符符符号号号号Q Q Q Qn n n n表表表表示示示示，单单单单位符号为位符号为位符号为位符号为NmNmNmNm3 3 3 3/s/s/s/s。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n3.1 3.1 3.1 3.1 差压式流量变送器差压式流量变送器差压式流量变送器差压式流量变送器（工业应用最广泛）（工业应用最广泛）（工业应用最广泛）（工业应用最广泛） n n3.2 3.2 3.2 3.2 靶式流量计靶式流量计靶式流量计靶式流量计n n3.3 3.3 3.3 3.
10、3 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计n n3.4 3.4 3.4 3.4 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计n n3.5 3.5 3.5 3.5 涡街流量计涡街流量计涡街流量计涡街流量计 n n3.6 3.6 3.6 3.6 涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计 n n3.7 3.7 3.7 3.7 电磁流量计电磁流量计电磁流量计电磁流量计 n n3.8 3.8 3.8 3.8 质量流量计质量流量计质量流量计质量流量计 主要研究内容主要研究内容 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 差压式（也称节流式）流量变送器差压式（也称节流式）流量变送器差压式（也称节流式
11、）流量变送器差压式（也称节流式）流量变送器（图（图（图（图3-13-13-13-1）是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。通常是由节流
12、装置产生的压差信号，通过差压流通常是由节流装置产生的压差信号，通过差压流通常是由节流装置产生的压差信号，通过差压流通常是由节流装置产生的压差信号，通过差压流量变送器转换成相应的标准电信号，以供显示、量变送器转换成相应的标准电信号，以供显示、量变送器转换成相应的标准电信号，以供显示、量变送器转换成相应的标准电信号，以供显示、记录或控制用。记录或控制用。记录或控制用。记录或控制用。 3.1 3.1 差压式流量变送器差压式流量变送器 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件图图3-1 3-1 差压式（也称节流式）流量变送器外形图差压式（也称节流式）流量变送器外形图 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件
13、节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检测元件，是安装在流体流动的管道中的阻力元件。测元件，是安装在流体流动的管道中的阻力元件。测元件，是安装在流体流动的管道中的阻力元件。测元件，是安装在流体流动的管道中的阻力元件。机组控制常用的节流元件有孔板、文丘里管。机组控制常用的节流元件有孔板、文丘里管。机组控制常用的节流元件有孔板、文丘里管。机组控制常用的节流元件有孔板、文丘里管。 它它它它们的结构形式、相对尺寸、技术要求、管道条件们的结构形式、相对尺寸、技术要求、管道条件们的结构形式、相对
14、尺寸、技术要求、管道条件们的结构形式、相对尺寸、技术要求、管道条件和安装要求等均已标准化，故又称标准节流元件，和安装要求等均已标准化，故又称标准节流元件，和安装要求等均已标准化，故又称标准节流元件，和安装要求等均已标准化，故又称标准节流元件，如图如图如图如图3-23-23-23-2所示。所示。所示。所示。（动画）（动画）（动画）（动画） 3.1.1 3.1.1 节流装置节流装置 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件图图3-2 3-2 标准节流元件标准节流元件 (a) (a) 孔板孔板 (b) (b)文丘里管文丘里管 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 在管道中流动的流体具有动压能和静压能，在
15、管道中流动的流体具有动压能和静压能，在管道中流动的流体具有动压能和静压能，在管道中流动的流体具有动压能和静压能，在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，在一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，但参加转换的能量总和不变。但参加转换的能量总和不变。但参加转换的能量总和不变。但参加转换的能量总和不变。用节流元件测量流用节流元件测量流用节流元件测量流用节流元件测量流量时，流体流过节流装置前后产生压力差量时，流体流过节流装置前后产生压力差量时，流体流过节流装置前后产生压力差量时，流体流过节流装置前后产生压力差p p
16、p p(p p p p= = = =p p p p1-1-1-1-p p p p2)2)2)2)，且流过的流量越大，节流装置，且流过的流量越大，节流装置，且流过的流量越大，节流装置，且流过的流量越大，节流装置前后的压差也越大，前后的压差也越大，前后的压差也越大，前后的压差也越大，流量与压差之间存在一定关流量与压差之间存在一定关流量与压差之间存在一定关流量与压差之间存在一定关系，这就是差压式流量传感器测量原理。系，这就是差压式流量传感器测量原理。系，这就是差压式流量传感器测量原理。系，这就是差压式流量传感器测量原理。 3.1.2 3.1.2 测量原理测量原理 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件
17、图图图图3 3 3 3- - - -3 3 3 3 孔孔孔孔板板板板前前前前后后后后流流流流体体体体的的的的速速速速度度度度与与与与压压压压力力力力的的的的分分分分布布布布图图图图流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 图图图图3-33-33-33-3为节流件前后流速和压力分布情况，为节流件前后流速和压力分布情况，为节流件前后流速和压力分布情况，为节流件前后流速和压力分布情况，图中充分地反映了能量形式的转换。图中充分地反映了能量形式的转换。图中充分地反映了能量形式的转换。图中充分地反映了能量形式的转换。由于流动是由于流动是由于流动是由于流动是稳定不变的，即流体在同一时间内通过管道截面稳定不变的，
18、即流体在同一时间内通过管道截面稳定不变的，即流体在同一时间内通过管道截面稳定不变的，即流体在同一时间内通过管道截面A A A A和节流件开孔截面和节流件开孔截面和节流件开孔截面和节流件开孔截面A A A A0 0 0 0的流体量应相同，这样通过的流体量应相同，这样通过的流体量应相同，这样通过的流体量应相同，这样通过截面截面截面截面A A A A0 0 0 0的流速必然比通过截面的流速必然比通过截面的流速必然比通过截面的流速必然比通过截面A A A A时快。在流速变化时快。在流速变化时快。在流速变化时快。在流速变化的同时，流体的动压能和静压能也发生变化，根的同时，流体的动压能和静压能也发生变化，
19、根的同时，流体的动压能和静压能也发生变化，根的同时，流体的动压能和静压能也发生变化，根据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压差。据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压差。据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压差。据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压差。通过测量此静压差便可以求出流量。通过测量此静压差便可以求出流量。通过测量此静压差便可以求出流量。通过测量此静压差便可以求出流量。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 流量方程式为流量方程式为流量方程式为流量方程式为 ： 流量公式中的流量公式中的流量公式中的流量公式中的流量系数流量系数流量系数流量系数与节流装置的结构与节流装置的结构与节流
20、装置的结构与节流装置的结构形式、取压方式、节流装置开孔直径、流体流动形式、取压方式、节流装置开孔直径、流体流动形式、取压方式、节流装置开孔直径、流体流动形式、取压方式、节流装置开孔直径、流体流动状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标准节流装置，准节流装置，准节流装置，准节流装置，值可直接从有关手册中查出。值可直接从有关手册中查出。值可直接从有关手册中查出。值可直接从有关手册中查出。 节流装置节流装置节流装置节流装置是将被测流体的流量值变换成差压是将被测流体的流量值变
21、换成差压是将被测流体的流量值变换成差压是将被测流体的流量值变换成差压信号信号信号信号p p p p，节流装置输出的差压信号由压力信号管，节流装置输出的差压信号由压力信号管，节流装置输出的差压信号由压力信号管，节流装置输出的差压信号由压力信号管路输送到差压变送器（或差压计）。路输送到差压变送器（或差压计）。路输送到差压变送器（或差压计）。路输送到差压变送器（或差压计）。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 由流量基本方程式可以看出，由流量基本方程式可以看出，由流量基本方程式可以看出，由流量基本方程式可以看出，被测流量与差被测流量与差被测流量与差被测流量与差压压压压p p p p成平方根关系，成平
22、方根关系，成平方根关系，成平方根关系，对于直接配用差压计显示流对于直接配用差压计显示流对于直接配用差压计显示流对于直接配用差压计显示流量时，流量标尺是非线性的，为了得到线性刻度，量时，流量标尺是非线性的，为了得到线性刻度，量时，流量标尺是非线性的，为了得到线性刻度，量时，流量标尺是非线性的，为了得到线性刻度，可加开方运算电路或加开方器。如差压流量变送可加开方运算电路或加开方器。如差压流量变送可加开方运算电路或加开方器。如差压流量变送可加开方运算电路或加开方器。如差压流量变送器带有开方运算，变送器的输出电流就与流量成器带有开方运算，变送器的输出电流就与流量成器带有开方运算，变送器的输出电流就与流
23、量成器带有开方运算，变送器的输出电流就与流量成线性关系。显示仪表则显示流量的大小。线性关系。显示仪表则显示流量的大小。线性关系。显示仪表则显示流量的大小。线性关系。显示仪表则显示流量的大小。 要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相符，必须做到以下几点：符，必须做到以下几点：符，必须做到以下几点：符，必须做到以下几点：流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件（1 1 1 1）差差差差压压压压变变变变送送送送器器器器的的的的压压压压差差差差和和和和显显显显示示示示仪仪仪仪表表表表的的的的流
24、流流流量量量量标标标标尺尺尺尺有有有有若若若若干种规格，选择时应与节流装置孔径匹配。干种规格，选择时应与节流装置孔径匹配。干种规格，选择时应与节流装置孔径匹配。干种规格，选择时应与节流装置孔径匹配。 （2 2 2 2）在测量蒸汽和气体流量时，常遇到工作条件的在测量蒸汽和气体流量时，常遇到工作条件的在测量蒸汽和气体流量时，常遇到工作条件的在测量蒸汽和气体流量时，常遇到工作条件的密度密度密度密度与设计时的密度与设计时的密度与设计时的密度与设计时的密度c c c c不相同，这时必须对示不相同，这时必须对示不相同，这时必须对示不相同，这时必须对示数进行修正。数进行修正。数进行修正。数进行修正。（3 3
25、 3 3）显示仪表刻度通常是线性的，测量值（差压信显示仪表刻度通常是线性的，测量值（差压信显示仪表刻度通常是线性的，测量值（差压信显示仪表刻度通常是线性的，测量值（差压信号）要经过开方运算进行线性化处理后再送显示号）要经过开方运算进行线性化处理后再送显示号）要经过开方运算进行线性化处理后再送显示号）要经过开方运算进行线性化处理后再送显示仪表。仪表。仪表。仪表。 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件（4 4 4 4）节流装置应正确安装。节流装置应正确安装。节流装置应正确安装。节流装置应正确安装。 （5 5 5 5）接至差压变送器的压差应该与节流装置前后压接至差压变送器的压差应该与节流装置前后压接
26、至差压变送器的压差应该与节流装置前后压接至差压变送器的压差应该与节流装置前后压差相一致，这就需要正确安装差压信号管路，差相一致，这就需要正确安装差压信号管路，差相一致，这就需要正确安装差压信号管路，差相一致，这就需要正确安装差压信号管路，信信信信号管路安装举例号管路安装举例号管路安装举例号管路安装举例( ( ( (如下如下如下如下) ) ) )：流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如图图图图3 - 4 3 - 4 3 - 4 3 - 4
27、 所示。所示。所示。所示。 a)a)垂直管道差压仪表在管道下方垂直管道差压仪表在管道下方 b) b) 差压仪表在管道上方差压仪表在管道上方 图图3-4 3-4 清洁液体时安装示意图清洁液体时安装示意图流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方式如图式如图式如图式如图3 - 5 3 - 5 3 - 5 3 - 5 所示所示所示所示 ：a)a)垂直管道差压仪表在管道下方垂直管道差压仪表在管道下方 b) b) 差压仪表在管道上方差压仪表在
28、管道上方图图3-5 3-5 清洁干气体时的安装图示意图清洁干气体时的安装图示意图 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图3 - 63 - 63 - 63 - 6所示。所示。所示。所示。 图图3-6 3-6 测量蒸汽时的安装图示意图测量蒸汽时的安装图示意图 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图 3 -
29、7 3 - 7 3 - 7 3 - 7 所示。所示。所示。所示。 图图3-7 3-7 测量洁净湿气体时的安装图示意图测量洁净湿气体时的安装图示意图 返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 在流体通过的管道中，垂直于流动方向插上在流体通过的管道中，垂直于流动方向插上在流体通过的管道中，垂直于流动方向插上在流体通过的管道中，垂直于流动方向插上一块圆盘形的靶。流体通过时对靶片产生推力，一块圆盘形的靶。流体通过时对靶片产生推力，一块圆盘形的靶。流体通过时对靶片产生推力，一块圆盘形的靶。流体通过时对靶片产生推力，经杠杆系统产生力矩。力矩与流量的平方近似成经杠杆系统产生力矩。力矩与流量的平方
30、近似成经杠杆系统产生力矩。力矩与流量的平方近似成经杠杆系统产生力矩。力矩与流量的平方近似成正比。正比。正比。正比。 靶式流量计适用于测量粘稠性及含少量悬浮靶式流量计适用于测量粘稠性及含少量悬浮靶式流量计适用于测量粘稠性及含少量悬浮靶式流量计适用于测量粘稠性及含少量悬浮固体的液体。固体的液体。固体的液体。固体的液体。3.2 3.2 靶式流量计靶式流量计流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件图图3-8 3-8 靶式流量计靶式流量计 返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 浮子流量计浮子流量计浮子流量计浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流是以浮子在垂直锥形管中随着流是以浮子在垂直锥形管
31、中随着流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量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称测量的体积流量仪表，又称测量的体积流量仪表，又称测量的体积流量仪表，又称转子流量计。转子流量计。转子流量计。转子流量计。( ( ( (动画动画动画动画) ) ) )在美国、日本常称作变面积流量计（在美国、日本常称作变面积流量计（在美国、日本常称作变面积流量计（在美国、日本常称作变面积流量计（Variable Variable Variable Variable Area
32、 FlowmeterArea FlowmeterArea FlowmeterArea Flowmeter）。）。）。）。 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计利用流体节流作用测量流体的体利用流体节流作用测量流体的体利用流体节流作用测量流体的体利用流体节流作用测量流体的体积流量。结构有锥管和浮子。转子流量计的积流量。结构有锥管和浮子。转子流量计的积流量。结构有锥管和浮子。转子流量计的积流量。结构有锥管和浮子。转子流量计的特点：特点：特点：特点：结构简单，直观；使用维护方便；压力损失小。结构简单，直观；使用维护方便；压力损失小。结构简单，直观；使用维护方便；压力损失小。结构简单，直观；使用维护
33、方便；压力损失小。 3.3 3.3 转子流量计转子流量计 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件工作原理：工作原理：工作原理：工作原理： 如如如如图图图图所所所所示示示示，被被被被测测测测流流流流体体体体从从从从下下下下向向向向上上上上经经经经过过过过锥锥锥锥管管管管1 1 1 1和和和和浮浮浮浮子子子子2 2 2 2形形形形成成成成的的的的环环环环隙隙隙隙3 3 3 3时时时时，浮浮浮浮子子子子上上上上下下下下端端端端产产产产生生生生差差差差压压压压形形形形成成成成浮浮浮浮子子子子上上上上升升升升的的的的力力力力，当当当当浮浮浮浮子子子子所所所所受受受受上上上上升升升升力力力力大大大大于于于于
34、浸浸浸浸在在在在流流流流体体体体中中中中浮浮浮浮子子子子重重重重量量量量时时时时， 浮浮浮浮子子子子便便便便上上上上升升升升，环环环环隙隙隙隙面面面面积积积积随随随随之之之之增增增增大大大大，环环环环隙隙隙隙处处处处流流流流体体体体流流流流速速速速立立立立即即即即下下下下降降降降，浮浮浮浮子子子子上上上上下下下下端端端端差差差差压压压压降降降降低低低低，作作作作用用用用于于于于浮浮浮浮子子子子的的的的上上上上升升升升力力力力亦亦亦亦随随随随着着着着减减减减少少少少，直到上升力等于浸在流体中浮直到上升力等于浸在流体中浮直到上升力等于浸在流体中浮直到上升力等于浸在流体中浮图图3-9 3-9 工作原
35、理工作原理流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件子子子子重重重重量量量量时时时时，浮浮浮浮子子子子便便便便稳稳稳稳定定定定在在在在某某某某一一一一高高高高度度度度。浮浮浮浮子子子子在在在在锥锥锥锥管管管管中高度和通过的流量有对应关系。中高度和通过的流量有对应关系。中高度和通过的流量有对应关系。中高度和通过的流量有对应关系。 金属转子流量计金属转子流量计金属转子流量计金属转子流量计 金属浮子流量计的流量金属浮子流量计的流量金属浮子流量计的流量金属浮子流量计的流量检测元件是由一根自下检测元件是由一根自下检测元件是由一根自下检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管向上扩大的垂直锥形管向上扩大的垂直锥形
36、管向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下和一个沿着锥管轴上下和一个沿着锥管轴上下和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。移动的浮子组所组成。移动的浮子组所组成。移动的浮子组所组成。3-10 3-10 金属转子流量计金属转子流量计返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 该该该该流流流流量量量量计计计计系系系系直直直直读读读读累累累累积积积积式式式式流流流流体体体体流流流流量量量量计计计计，是是是是由由由由装装装装有有有有一一一一对对对对椭椭椭椭圆圆圆圆齿齿齿齿轮轮轮轮转转转转子子子子的的的的计计计计量量量量室室室室、密密密密封封封封联联联联轴轴轴轴器器器器（小小小小口口口口径径径
37、径流流流流量量量量计计计计采采采采用用用用灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度高高高高的的的的磁磁磁磁性性性性联联联联轴轴轴轴器器器器）和和和和计计计计数数数数机构组成。机构组成。机构组成。机构组成。 测得旋转频率就可求得体积流量。测得旋转频率就可求得体积流量。测得旋转频率就可求得体积流量。测得旋转频率就可求得体积流量。 3.4 3.4 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件图图3-11 3-11 椭圆齿轮流量测量示意图椭圆齿轮流量测量示意图返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 旋涡流量计又称涡街流量计，其测量方法基于旋涡流量计又称涡街流量计，其测量方法基于旋涡
38、流量计又称涡街流量计，其测量方法基于旋涡流量计又称涡街流量计，其测量方法基于流体力学中的卡门涡街原理。把一个旋涡发生体流体力学中的卡门涡街原理。把一个旋涡发生体流体力学中的卡门涡街原理。把一个旋涡发生体流体力学中的卡门涡街原理。把一个旋涡发生体（如圆柱体、三角柱体等非流线型对称物体）垂（如圆柱体、三角柱体等非流线型对称物体）垂（如圆柱体、三角柱体等非流线型对称物体）垂（如圆柱体、三角柱体等非流线型对称物体）垂直插在管道中，当流体绕过旋涡发生体时会在其直插在管道中，当流体绕过旋涡发生体时会在其直插在管道中，当流体绕过旋涡发生体时会在其直插在管道中，当流体绕过旋涡发生体时会在其左右两侧后方交替产生
39、旋涡，形成涡列，且左右左右两侧后方交替产生旋涡，形成涡列，且左右左右两侧后方交替产生旋涡，形成涡列，且左右左右两侧后方交替产生旋涡，形成涡列，且左右两侧旋涡的旋转方向相反。这种涡列就称为卡门两侧旋涡的旋转方向相反。这种涡列就称为卡门两侧旋涡的旋转方向相反。这种涡列就称为卡门两侧旋涡的旋转方向相反。这种涡列就称为卡门涡街。涡街。涡街。涡街。 3.5 3.5 涡街流量计涡街流量计 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件图图3-12 3-12 旋涡流量计测量原理图旋涡流量计测量原理图 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 在在在在一一一一定定定定的的的的雷雷雷雷诺诺诺诺数数数数ReReReRe范范范范
40、围围围围内内内内，体体体体积积积积流流流流量量量量qvqvqvqv与与与与旋旋旋旋涡涡涡涡的的的的频频频频率率率率f f f f成成成成线线线线性性性性关关关关系系系系。只只只只要要要要测测测测出出出出旋旋旋旋涡涡涡涡的的的的频频频频率率率率f f f f就就就就能求得流过流量计管道流体的体积流量能求得流过流量计管道流体的体积流量能求得流过流量计管道流体的体积流量能求得流过流量计管道流体的体积流量qv qv qv qv 。 旋旋旋旋涡涡涡涡流流流流量量量量计计计计的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号是是是是与与与与流流流流量量量量成成成成正正正正比比比比的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲频频频频率率
41、率率信信信信号号号号或或或或标标标标准准准准电电电电流流流流信信信信号号号号，可可可可以以以以远远远远距距距距离离离离传传传传输输输输，而而而而且且且且输输输输出出出出信信信信号号号号与与与与流流流流体体体体的的的的温温温温度度度度、压压压压力力力力、密密密密度度度度、成成成成分分分分、粘粘粘粘度度度度等等等等参参参参数数数数无无无无关关关关。该该该该流流流流量量量量计计计计量量量量程程程程比比比比宽宽宽宽，结结结结构构构构简简简简单单单单，无无无无运运运运动动动动件件件件，具具具具有有有有测测测测量量量量精精精精度度度度高高高高、应应应应用用用用范范范范围围围围广广广广、使使使使用用用用寿命
42、长等特点。寿命长等特点。寿命长等特点。寿命长等特点。 返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件3.6 3.6 涡轮流量计涡轮流量计 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 在流体流动的管道内，安装一个可以自由转在流体流动的管道内，安装一个可以自由转在流体流动的管道内，安装一个可以自由转在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转轮旋转。流体的
43、流速越高，动能就越大，叶轮转轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量和的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量和的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量和的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量和总量。总量。总量。总量。（
44、动画）（动画）（动画）（动画） 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n涡轮流量计安装方便，磁电感应转换器与叶片之涡轮流量计安装方便，磁电感应转换器与叶片之涡轮流量计安装方便，磁电感应转换器与叶片之涡轮流量计安装方便，磁电感应转换器与叶片之间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，可耐高压，静压可达可耐高压，静压可达可耐高压，静压可达可耐高压，静压可达50MPa50MPa50MPa50MPa。由于基于磁电感应转。由于基于磁电感应转。由于基于磁电感应转。由于基于磁电感应
45、转换原理，故反应快，可测脉动流量。输出信号为换原理，故反应快，可测脉动流量。输出信号为换原理，故反应快，可测脉动流量。输出信号为换原理，故反应快，可测脉动流量。输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。电频率信号，便于远传，不受干扰。电频率信号，便于远传，不受干扰。电频率信号，便于远传，不受干扰。 应用特点：应用特点： 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带机械杂质，否则会影响测量精度和损坏机件。因机械杂质，否则会影响测量精
46、度和损坏机件。因机械杂质，否则会影响测量精度和损坏机件。因机械杂质，否则会影响测量精度和损坏机件。因此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后由此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后由此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后由此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后由一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直管段的长度取管道内径的管段的长度取管道内径的管段的长度取管道内径的管段的长度取管道内径的10101010倍以上，出口取倍以上，出口取倍以上，出口取倍以上，出口取5
47、5 5 5倍以倍以倍以倍以上。上。上。上。 返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 在进行流量测量时，在进行流量测量时，在进行流量测量时，在进行流量测量时，如果被测介质具有导如果被测介质具有导如果被测介质具有导如果被测介质具有导电性，则可以使用电电性，则可以使用电电性，则可以使用电电性，则可以使用电磁流量计来测量。磁流量计来测量。磁流量计来测量。磁流量计来测量。3.7 3.7 电磁流量计电磁流量计 图图3-14 3-14 电磁流量计原理图电磁流量计原理图流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 （1 1 1 1）工作原理及组成）工作原理及组成）工作原理及组成）工作原理及组成 电磁流量
48、计是依据法拉第电磁感应定律来测电磁流量计是依据法拉第电磁感应定律来测电磁流量计是依据法拉第电磁感应定律来测电磁流量计是依据法拉第电磁感应定律来测量流量的。量流量的。量流量的。量流量的。 由电磁感应定律可知，导体在磁场中切割磁由电磁感应定律可知，导体在磁场中切割磁由电磁感应定律可知，导体在磁场中切割磁由电磁感应定律可知，导体在磁场中切割磁力线时，便会产生感应电势。同理，当导电的液力线时，便会产生感应电势。同理，当导电的液力线时，便会产生感应电势。同理，当导电的液力线时，便会产生感应电势。同理，当导电的液体在磁场中作垂直于磁力线方向的流动而切割磁体在磁场中作垂直于磁力线方向的流动而切割磁体在磁场中
49、作垂直于磁力线方向的流动而切割磁体在磁场中作垂直于磁力线方向的流动而切割磁力线时，也会产生感应电势。见电磁流量计原理力线时，也会产生感应电势。见电磁流量计原理力线时，也会产生感应电势。见电磁流量计原理力线时，也会产生感应电势。见电磁流量计原理图，将一个直径为图，将一个直径为图，将一个直径为图，将一个直径为D D D D的管道放在一个均匀磁场中，的管道放在一个均匀磁场中，的管道放在一个均匀磁场中，的管道放在一个均匀磁场中，并使之垂直于磁力线方向。管道由非导磁材料制并使之垂直于磁力线方向。管道由非导磁材料制并使之垂直于磁力线方向。管道由非导磁材料制并使之垂直于磁力线方向。管道由非导磁材料制流量检测
50、及仪表课件流量检测及仪表课件 成，如果是金属管道，内壁上要装有绝缘衬里。成，如果是金属管道，内壁上要装有绝缘衬里。成，如果是金属管道，内壁上要装有绝缘衬里。成，如果是金属管道，内壁上要装有绝缘衬里。当导电液体在管道中流动时，便会切割磁磁力线。当导电液体在管道中流动时，便会切割磁磁力线。当导电液体在管道中流动时，便会切割磁磁力线。当导电液体在管道中流动时，便会切割磁磁力线。如果在管道两侧各插入一根电极，则可以引出感如果在管道两侧各插入一根电极，则可以引出感如果在管道两侧各插入一根电极，则可以引出感如果在管道两侧各插入一根电极，则可以引出感应电势。其大小与磁场、管道和液体流速有关，应电势。其大小与
51、磁场、管道和液体流速有关，应电势。其大小与磁场、管道和液体流速有关，应电势。其大小与磁场、管道和液体流速有关，由此不难得出流体的体积流量与感应电势的关系由此不难得出流体的体积流量与感应电势的关系由此不难得出流体的体积流量与感应电势的关系由此不难得出流体的体积流量与感应电势的关系为：为：为：为：式中式中 E E感应电势；感应电势； B B磁感应强度；磁感应强度； D D管道内径。管道内径。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 所以，只要测出感应电势所以，只要测出感应电势所以，只要测出感应电势所以，只要测出感应电势E E E E，就可知道被测流量，就可知道被测流量，就可知道被测流量，就可知道被测流
52、量Q Q Q Q 的大小。实际应用中多采用交流磁场，以消除介的大小。实际应用中多采用交流磁场，以消除介的大小。实际应用中多采用交流磁场，以消除介的大小。实际应用中多采用交流磁场，以消除介质的极化影响。质的极化影响。质的极化影响。质的极化影响。（动画）（动画）（动画）（动画） （2 2 2 2）电磁流量计的使用特点）电磁流量计的使用特点）电磁流量计的使用特点）电磁流量计的使用特点 a.a.a.a.测量管道内没有可动部件或突出于管内的部件，测量管道内没有可动部件或突出于管内的部件，测量管道内没有可动部件或突出于管内的部件，测量管道内没有可动部件或突出于管内的部件，所以几乎没有压力损失，可以测量各种
53、腐蚀性液体所以几乎没有压力损失，可以测量各种腐蚀性液体所以几乎没有压力损失，可以测量各种腐蚀性液体所以几乎没有压力损失，可以测量各种腐蚀性液体以及带有悬浮颗粒的浆液。以及带有悬浮颗粒的浆液。以及带有悬浮颗粒的浆液。以及带有悬浮颗粒的浆液。b.b.b.b.输出电流与介质流量呈线性关系，且不受液体物输出电流与介质流量呈线性关系，且不受液体物输出电流与介质流量呈线性关系，且不受液体物输出电流与介质流量呈线性关系，且不受液体物流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 理性质（温度、压力、粘度、密度）或流动状态理性质（温度、压力、粘度、密度）或流动状态理性质（温度、压力、粘度、密度）或流动状态理性质（温度、
54、压力、粘度、密度）或流动状态 的影响。流速的测量范围大。的影响。流速的测量范围大。的影响。流速的测量范围大。的影响。流速的测量范围大。 c.c.c.c.一般精度为一般精度为一般精度为一般精度为0.5 0.5 0.5 0.5 级到级到级到级到1.51.51.51.5级。级。级。级。 d.d.d.d.被测介质必须是导电液体，导电率一般要求不小被测介质必须是导电液体，导电率一般要求不小被测介质必须是导电液体，导电率一般要求不小被测介质必须是导电液体，导电率一般要求不小于水的导电率。不能测量气体、蒸气及石油制品于水的导电率。不能测量气体、蒸气及石油制品于水的导电率。不能测量气体、蒸气及石油制品于水的导
55、电率。不能测量气体、蒸气及石油制品等的流量。等的流量。等的流量。等的流量。e.e.e.e.信号较弱，满量程时只有信号较弱，满量程时只有信号较弱，满量程时只有信号较弱，满量程时只有2.52.52.52.58mV 8mV 8mV 8mV ，抗干扰能力，抗干扰能力，抗干扰能力，抗干扰能力差。电源电压的波动会引起磁场强度的变化，从差。电源电压的波动会引起磁场强度的变化，从差。电源电压的波动会引起磁场强度的变化，从差。电源电压的波动会引起磁场强度的变化，从而影响到测量信号的准确性。而影响到测量信号的准确性。而影响到测量信号的准确性。而影响到测量信号的准确性。返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪
56、表课件（1 1 1 1）直接式质量流量传感器）直接式质量流量传感器）直接式质量流量传感器）直接式质量流量传感器科里奥利质量流量科里奥利质量流量科里奥利质量流量科里奥利质量流量传感器传感器传感器传感器 科里奥利质量流量传感器是利用流体在直线科里奥利质量流量传感器是利用流体在直线科里奥利质量流量传感器是利用流体在直线科里奥利质量流量传感器是利用流体在直线运动的同时，运动的同时，运动的同时，运动的同时， 处于一个旋转系中，产生与质量流处于一个旋转系中，产生与质量流处于一个旋转系中，产生与质量流处于一个旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力而制成的一种直接式质量量成正比的科里奥利力而制成的一种直接
57、式质量量成正比的科里奥利力而制成的一种直接式质量量成正比的科里奥利力而制成的一种直接式质量流量传感器。然而，通过旋转运动产生科里奥利流量传感器。然而，通过旋转运动产生科里奥利流量传感器。然而，通过旋转运动产生科里奥利流量传感器。然而，通过旋转运动产生科里奥利力实现起来比较困难，目前的传感器均采用振动力实现起来比较困难，目前的传感器均采用振动力实现起来比较困难，目前的传感器均采用振动力实现起来比较困难，目前的传感器均采用振动的方式来产生，下图是科里奥利质量流量传感器的方式来产生，下图是科里奥利质量流量传感器的方式来产生，下图是科里奥利质量流量传感器的方式来产生，下图是科里奥利质量流量传感器结构原
58、理图。结构原理图。结构原理图。结构原理图。 3.8 3.8 质量流量计质量流量计 流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 3-15 3-15 科里奥利质量流量传感器结构原理图科里奥利质量流量传感器结构原理图 流量传感器的测量管道是两根两端固定平行的流量传感器的测量管道是两根两端固定平行的流量传感器的测量管道是两根两端固定平行的流量传感器的测量管道是两根两端固定平行的U U U U形形形形管，在两个固定点的中间位置由驱动器施加产生管，在两个固定点的中间位置由驱动器施加产生管，在两个固定点的中间位置由驱动器施加产生管，在两个固定点的中间位置由驱动器施加产生振动的激励能量，在管内流动的流体产生科里振动
59、的激励能量，在管内流动的流体产生科里振动的激励能量，在管内流动的流体产生科里振动的激励能量，在管内流动的流体产生科里流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件 奥利力，使测量管两侧产生方向相反的扭曲。位奥利力，使测量管两侧产生方向相反的扭曲。位奥利力，使测量管两侧产生方向相反的扭曲。位奥利力，使测量管两侧产生方向相反的扭曲。位于于于于U U U U形管的两个直管管端的两个检测器用光学或电形管的两个直管管端的两个检测器用光学或电形管的两个直管管端的两个检测器用光学或电形管的两个直管管端的两个检测器用光学或电磁学方法检测扭曲量以求得质量流量。磁学方法检测扭曲量以求得质量流量。磁学方法检测扭曲量以求得质量
60、流量。磁学方法检测扭曲量以求得质量流量。 当管道充满流体时，流体也成为转动系的组当管道充满流体时，流体也成为转动系的组当管道充满流体时，流体也成为转动系的组当管道充满流体时，流体也成为转动系的组成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性关系，关系，关系，关系，因此科里奥利质量流量传感器也可测量流因此科里奥
61、利质量流量传感器也可测量流因此科里奥利质量流量传感器也可测量流因此科里奥利质量流量传感器也可测量流体密度。体密度。体密度。体密度。流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件n n流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例新的流量测量方法也日益被人们重视和采用，例如超声波、激光、如超声波、激光、如超声波、激光、如超声波、激光、X X X X 射线及核磁共振等逐渐应用射线及核磁共振等逐渐应用射线及核磁共振等逐渐应用射线及核磁共振等逐渐应用到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。到工业生产中，成为目前较新的流量测量技术。 返回返回返回返回流量检测及仪表课件流量检测及仪表课件
