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1、第第8章章流量测量技术流量测量技术在工农业生产和科学研究试验中，流量在工农业生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。例如，在石油化工都是一个很重要的参数。例如，在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计量还是能源管理和经此外，对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。本章介绍流量测量的基本知识和
2、重要工具。本章介绍流量测量的基本知识和常用的流量检测仪表。常用的流量检测仪表。8.1流量测量的基础知识流量测量的基础知识8.2流量测量仪表流量测量仪表8.3流量标准装置流量标准装置8.1 流量测量的基础知识流量测量的基础知识8.1.1流量和流量计流量和流量计8.1.2 流体的物理性质与管流基础知识流体的物理性质与管流基础知识8.1.3 流量测量方法与流量仪表的分类流量测量方法与流量仪表的分类8.1 流量测量的基础知识流量测量的基础知识 8.1.1流量和流量计流量和流量计流量定义：流量定义：(瞬时流量、累积流量瞬时流量、累积流量)指单位时间内流体指单位时间内流体(气体、液体或固体颗粒等气体、液体
3、或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量，又称流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流瞬时流量量。 体积流量：体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量当流体以体积表示时称为体积流量; 质量流量：质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。当流体以质量表示时称为质量流量。 V 体积；M质量；t时间； A截面面积；流体的密度；累积流量累积流量： 平均流速平均流速 ： 流体在流过截面上各点的流速。流体在流过截面上各点的流速。 体积流量和质量流量关系：体积流量和质量流量关系： 已已知知流流体体的的密密度度和和体体积积流流量量，即即可可换换算算出出质质量量流流量量。但但流流体体的的密密度度是是随随流
4、流体体的的温温度度、压压力力变变化化而而变变化化的的，特特别别是是气气体体，其其密密度度随随压压力力、温温度度变变化化而而显显著著不不同，换算时应予以考虑。同，换算时应予以考虑。计量单位计量单位 ：体积流量的计量单位为米体积流量的计量单位为米3秒秒(m3s)，质量流量的计量单位为千克秒质量流量的计量单位为千克秒(kgs)；累积体积流量的计量单位为米累积体积流量的计量单位为米3 (m3)；累积质量流量的计量单位为千克累积质量流量的计量单位为千克(kg)。 工程上还使用的流量计量单位有：工程上还使用的流量计量单位有： 米米3时时 (m3h)升分升分(Lmin)吨小时吨小时(t/h)升升(L)吨吨(
5、t)等等 在工业生产中，瞬时流量是涉及流体介质的工艺流在工业生产中，瞬时流量是涉及流体介质的工艺流程中需要控制和调节的重要参量，用以保持均衡稳定的程中需要控制和调节的重要参量，用以保持均衡稳定的生产和保证产品质量。累积流量则是有关流体介质的贸生产和保证产品质量。累积流量则是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中必知的参数之一，易、分配、交接、供应等商业性活动中必知的参数之一，它是计价、结算、收费的基础。它是计价、结算、收费的基础。 用于测量流量的汁量器具称为流量计通常由一次用于测量流量的汁量器具称为流量计通常由一次装置和二次仪表组成；一次装置安装于流体导管内部或装置和二次仪表组成；
6、一次装置安装于流体导管内部或外部，根据流体与一次装置相互作用的物理定律。产生外部，根据流体与一次装置相互作用的物理定律。产生一个与流量有确定关系的信号。一次装置又称流量传感一个与流量有确定关系的信号。一次装置又称流量传感器；二次仪表接受一次装置的信号，并转换成流量显示器；二次仪表接受一次装置的信号，并转换成流量显示信号或输出信号。流量计可分为专门测量流体瞬时流量信号或输出信号。流量计可分为专门测量流体瞬时流量的瞬时流量计和专门测量流体累积流量的累积式流量计。的瞬时流量计和专门测量流体累积流量的累积式流量计。累积式流量计又称计量表。随着流量测量仪表及测量技累积式流量计又称计量表。随着流量测量仪表
7、及测量技术的发展，大多数流量计都同时具备测量流体瞬时流量术的发展，大多数流量计都同时具备测量流体瞬时流量和计算流体总量的功能。和计算流体总量的功能。 8.1.2 流体的物理性质与管流基础知识流体的物理性质与管流基础知识 1. 流体的密度流体的密度单位体积的流体所具有的质量称为流体密度，单位体积的流体所具有的质量称为流体密度，用数学表达式表示为：用数学表达式表示为：M 流体质量；流体质量；V流体体积；流体体积； 流体的密度。流体的密度。流体密度是温度和压力的函数流体密度是温度和压力的函数。单位是千克米单位是千克米3 (kg/m3)。 2. 流体粘度流体粘度流体运动过程中阻滞剪切变形的粘滞力与流体
8、流体运动过程中阻滞剪切变形的粘滞力与流体的速度梯度和接触面积成正比，并与流体粘性有关，的速度梯度和接触面积成正比，并与流体粘性有关，其数学表达式为：其数学表达式为： 上式称为牛顿粘性定律。上式称为牛顿粘性定律。 F 粘滞力；粘滞力； A 接触面积；接触面积； 流体垂直于速度方向的速度梯度；流体垂直于速度方向的速度梯度； 表征流体粘性的比例系数，流体的动表征流体粘性的比例系数，流体的动力粘度力粘度。流体的动力粘度与流体密度的比值称为运动粘流体的动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，即度，即 动力粘度的单位为牛顿动力粘度的单位为牛顿秒秒/米米2（NS/m2），），即帕斯卡秒（即帕斯卡秒（PaS）；
9、运动粘度的单位为米）；运动粘度的单位为米2/秒秒（m2/S）。）。3. 流体的压缩系数和膨胀系数流体的压缩系数和膨胀系数在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的膨胀性。膨胀性。压缩系数：压缩系数：当流体温度不变而所受压力变化时，其体积当流体温度不变而所受压力变化时，其体积的相对变化率：的相对变化率：流体的体积压缩系数，（流体的体积压缩系数，（1Pa）；）；流体的原体积，流体的原体积，(m3
10、)；流体压力增量，流体压力增量，(Pa)； 流体体积变化量，流体体积变化量，(m3)；流体的体积膨胀系数流体的体积膨胀系数(1)；流体的原体积，流体的原体积，(m3)； 流体体积变化量，流体体积变化量，(m3)；流体温度变化量流体温度变化量()。膨胀系数：膨胀系数：在一定的压力下，流体温度变化时其体积的在一定的压力下，流体温度变化时其体积的相对变化率，即相对变化率，即 4. 雷诺数雷诺数雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比，表雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比，表示为：示为：雷诺数（无量纲数）；雷诺数（无量纲数）；流动横截面的平均流速，（流动横截面的平均流速，（m/s）；）；动力粘度，（动力
11、粘度，（NS/m2）；）； 运动粘度，（运动粘度，（m2/S）；）；流体的密度，流体的密度，(kg/m(kg/m3 3) )； 特征长度，（特征长度，（m）。）。 雷诺数是判别流体状态的准则，在紊流时流体流速分布更是与雷诺数是判别流体状态的准则，在紊流时流体流速分布更是与雷诺数有关，因此在流量测量中，雷诺数是很重要的一个参数。雷诺数有关，因此在流量测量中，雷诺数是很重要的一个参数。5. 管流类型管流类型(1) 单相流和多相流单相流和多相流 管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流，如只有单纯气态或液态流体在管道中的相流，如只有单纯气态或液态流体在管道中的
12、流动；两种以上不同相流体同时在管道中流动流动；两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多相流。称为多相流。 (2) 可压缩和不可压缩流体的流动可压缩和不可压缩流体的流动 流体可分为可压缩流体和不可压缩流体，流体可分为可压缩流体和不可压缩流体， 所以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不所以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不 可压缩流体流动两种。可压缩流体流动两种。 通常把流体充满管道截面的流动叫管流。管通常把流体充满管道截面的流动叫管流。管流分为下述几种类型：流分为下述几种类型： (3) 稳定流和不稳定流稳定流和不稳定流 当当流流体体流流动动时时，若若其其各各处处的的速速度度和和压压力力仅仅和和
13、流流体体质质点点所所处处的的位位置置有有关关，而而与与时时间间无无关关，则则流流体体的的这这种种流流动动称称为为稳稳定定流流；若若其其各各处处的的速速度度和和压压力力不不仅仅和和流流体体质质点点所所处处的的位位置置有有关关，而而且且与与时时间间出有关，则流体的这种流动称为不稳定流出有关，则流体的这种流动称为不稳定流 。(4) 层流与紊流层流与紊流 管管内内流流体体有有两两种种流流动动状状态态：层层流流和和紊紊流流。层层流流中中流流体体沿沿轴轴向向作作分分层层平平行行流流动动，各各流流层层质质点点没没有有垂垂直直于于主主流流方方向向的的横横向向运运动动，互互不不混混杂杂，有有规规则则的的流流线线
14、。紊紊流流状状态态管管内内流流体体不不仅仅有有轴轴向向运运动动，而且还有剧烈的无规则的横向运动而且还有剧烈的无规则的横向运动 。6. 流速分布与平均流速流速分布与平均流速 流流体体有有粘粘性性，当当它它在在管管内内流流动动时时，即即使使是是在在同同一一管管路路截截面面上上，流流速速也也因因其其流流经经的的位位置置不不同同而而不不同同。越越接接近近管管壁壁，由由于于管管壁壁与与流流体体的的粘粘滞滞作作用用，流流速速越越低低；管管中中心心部部分分的的流流速速最最快快。流流体体流流动动状状态不同将呈现不同的流速分布。态不同将呈现不同的流速分布。 研研究究具具有有圆圆形形截截面面的的管管内内流流动动情
15、情况况，当当管管内内流流体体为为层层流流状状态态时时，沿沿半半径径方方向向上上的的流流速速分分布布可可用用下式表示下式表示： 距管中心距离距管中心距离处的流速；处的流速；管中心处最大流速；管中心处最大流速；距管中心径向距离；距管中心径向距离； 管内半径。管内半径。 当管内流体为紊流状态时，沿半径方向上的流当管内流体为紊流状态时，沿半径方向上的流速分布为速分布为：n随流体雷随流体雷诺数不同而数不同而变化的系数化的系数 圆管内的流速分布 通过测流速求流量的流量计一般是检测出平均通过测流速求流量的流量计一般是检测出平均流速然后求得流量。对于层流，平均流速是管中心流速然后求得流量。对于层流，平均流速是
16、管中心最大流速的最大流速的0.5倍倍()；紊流时的平均流速与；紊流时的平均流速与n值有关：值有关：表8-1 雷诺数与 n的关系 104 104 1042.5610.5420.5632.007.07.38.08.338.453.670.084.48.58.89.09.2110.0152.0198.0278.09.49.79.89.97. 7. 流流 体体 流流 动动 的的 连连 续续 性性 方方 程程 和和 伯伯 努努 利利 方方 程程(1)(1)连续性方程连续性方程 任取一管段，设截面任取一管段，设截面、截面、截面处的面积、流体处的面积、流体密度和截面上流体的平均流速分别为密度和截面上流体的平
17、均流速分别为A1A1、 、 和和A2A2、 、 ，根据质量守恒定律，单位时间内经过，根据质量守恒定律，单位时间内经过截面截面I I流入管段的流体质量必等于通过截流入管段的流体质量必等于通过截IIII流出的流流出的流体质量。即有连续性方程：体质量。即有连续性方程：=连续性方程示意图(2) 伯努利方程伯努利方程 当理想流体在重力作用下在管内定常流动时，当理想流体在重力作用下在管内定常流动时，对于管道中任意两个截面对于管道中任意两个截面和和有如下关系式（伯有如下关系式（伯努利方程）：努利方程）：伯努利方程示意图重力加速度重力加速度 截面截面和和相对基准线的高度；相对基准线的高度；截面截面和和上流体的
18、静压力；上流体的静压力；截面截面和和上流体的平均流速。上流体的平均流速。 而实际流体具有粘性，在流动过程中要克服流而实际流体具有粘性，在流动过程中要克服流体与管壁以及流体内部的相互摩擦阻力而作功，体与管壁以及流体内部的相互摩擦阻力而作功，这将使流体的一部分机械能转化为热能而耗散。这将使流体的一部分机械能转化为热能而耗散。因此，实际流体的伯努利方程可写为：因此，实际流体的伯努利方程可写为： 截面截面和和之之间单位位质量量实际流体流流体流动产生的能量生的能量损失。失。 8.1.3 流量测量方法与流量仪表的分类流量测量方法与流量仪表的分类1. 流量测量方法流量测量方法流量测量方法大致可以归纳为以下几
19、类：流量测量方法大致可以归纳为以下几类：(1)利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量的号来反映流量的差压式流量测量法差压式流量测量法； (2)通过直接测量流体流速来得出流量的通过直接测量流体流速来得出流量的速度式速度式流量测量法流量测量法；(3)利用标准小容积来连续测量流量的利用标准小容积来连续测量流量的容积式测容积式测量量；(4)以测量流体质量流量为目的的以测量流体质量流量为目的的质量流量测量质量流量测量法法。 2. 流量仪表的分类流量仪表的分类类 别工作原理仪表名称可测流体种类适用管径mm测量精度安装要求、特点体积流量计差流压量式计流体流过
20、通管道中的阻力件时产生的压力差与流量之间有确定关系，通过测量差压值求得流量节流式孔板液、气、蒸汽50100012需直管段，压损大喷嘴50500需直管段，压损中等文丘里管1001200需直管段，压损小均速管液、气、蒸汽2590001需直管段，压损小转子流量计液、气41502垂直安装靶式流量计液、气、蒸汽1520014需直管段，弯管流量计液、气0.55需直管段，无压损容流积量式计直接对仪表排出的定量流体计数确定流量椭园齿轮流量计液104000.20.5无直管段要求，需装过滤器，压损中等腰轮流量计液、气刮板流量计液0.2无直管段要求，压损小速流度量式计通过测量管道截面上流体平均流速来测量流量涡轮流量
21、计液、气46000.10.5需直管段，装过滤器涡街流量计液、气15010000.51需直管段电磁流量计导电液体620000.51.5直管段要求不高，无压损超声波流量计液101需直管段，无压损直接式直接检测与质量流量成比例的量来质量流量热式质量流量计气1冲量式质量流量计固体粉料0.22科氏质量流量计液、气0.15间接式同时测体积流量和流体密度来计算质量流量体积流量经密度补偿液、气0.5温度、压力补偿体积流量计质量流量计3. 流量仪表的主要技术参数（流量仪表的主要技术参数（4组）组） (1)流量范围流量范围 流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。的
22、范围。 (2)量程和量程比量程和量程比 流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比，亦称流量计的范围度。程比，亦称流量计的范围度。 (3)允许误差和精度等级允许误差和精度等级 流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差，称为该流量仪表的允许误差，一般用最大误差，称为该流量仪表的允许误差，一般用最大相对误差和引用误差来表示。大相对误差和引用误差来表示。 流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划
23、分的，其精度等级有：来划分的，其精度等级有：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。等。(4)压力损失压力损失 压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈小愈好。小愈好。 8.2 流量测量仪表流量测量仪表8.2.1 差压式流量计差压式流量计8.2.2 容积式流量计容积式流量计8.2.
24、4 质量流量计质量流量计8.2.3 速度式流量计速度式流量计8.2 流量测量仪表流量测量仪表 8.2.1 差压式流量计差压式流量计 差压式流量计基于流体在通过设置于流通管道差压式流量计基于流体在通过设置于流通管道上的流动阻力件时产生的压力差与流体流量之间上的流动阻力件时产生的压力差与流体流量之间的确定关系，通过测量差压值求得流体流量。差的确定关系，通过测量差压值求得流体流量。差压式流量计主要有以下几种：压式流量计主要有以下几种：1.节流式流量计节流式流量计2.皮托管和均速管流量计皮托管和均速管流量计3.转子流量计转子流量计4.靶式流量计靶式流量计5.弯管流量计弯管流量计 1. 节流式流量计节流
25、式流量计1-节流元件 2-引压管路3-三阀组 4-差压计 节流式流量计组成 流体流经节流件时压力和流速变化情况= (1)测量原理及流量方程测量原理及流量方程截面截面1和和2上流体的静上流体的静压力；力； 截面截面1和和2上流束直径；上流束直径；截面截面1和和2上流体的平均流速；上流体的平均流速； 、截面截面1和和2上流体的密度上流体的密度 、 求出：求出：体体积流量流量 质量流量量流量 以以实际采用的某种取采用的某种取压方式所得到的方式所得到的压差差来代替来代替的的值；同；同时引入流出系数引入流出系数C（或流量系数（或流量系数 ）对上式进行修正：）对上式进行修正： 对于可于可压缩流体，考流体，
26、考虑到到节流流过程中流体程中流体密度的密度的变化而引入流束膨化而引入流束膨胀系数系数进行修正进行修正采用节流件前的流体密度采用节流件前的流体密度 ，由此流量公式，由此流量公式可更一般的表示为：可更一般的表示为：a. 流体必须是牛顿流体，在物理学和热力学上流体必须是牛顿流体，在物理学和热力学上是均匀的、单相的，或者可认为是单相的流体是均匀的、单相的，或者可认为是单相的流体 。b. 流体必须充满管道和节流装置且连续流动，流体必须充满管道和节流装置且连续流动，流经节流件前流动应达到充分紊流，流束平行流经节流件前流动应达到充分紊流，流束平行于管道轴线且无旋转，流经节流件时不发生相于管道轴线且无旋转，流
27、经节流件时不发生相变。变。c. 流动是稳定的或随时间缓变的流动是稳定的或随时间缓变的 （2）节流装置）节流装置 标准节流装置的适用条件标准节流装置的适用条件标准节流元件的结构形式标准节流元件的结构形式a. 标准孔板标准孔板 标准孔板是一块具有与管道同心标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，迎流一侧是有锐圆形开孔的圆板，迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。的出口呈扩散的锥形。 结构简单，加工方便，价格便宜结构简单，加工方便，价格便宜 压力损失较大，测量精度较低，压力损失较大，测量精度较低，只适用于洁净流体介质，测量大管只适用于洁净流
28、体介质，测量大管径高温高压介质时，孔板易变形。径高温高压介质时，孔板易变形。 标准孔板 标准节流元件有标准节流元件有孔板、喷嘴和文丘里管孔板、喷嘴和文丘里管。工业上最常用的是工业上最常用的是孔板，其次是喷嘴，文孔板，其次是喷嘴，文丘里管使用较少。丘里管使用较少。b. 标准喷嘴标准喷嘴 标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对称体，主要由入口圆弧收缩部分与出口圆筒形喉称体，主要由入口圆弧收缩部分与出口圆筒形喉部组成，有部组成，有ISAl932喷嘴和长径喷嘴两种型式。喷嘴和长径喷嘴两种型式。 ISA1932喷嘴长径喷嘴c. 文丘里管文丘里管文丘里管有两种标准
29、型式：经典文丘里管与文丘文丘里管有两种标准型式：经典文丘里管与文丘里喷嘴。文丘里管压力损失最低，有较高的测量里喷嘴。文丘里管压力损失最低，有较高的测量精度，对流体中的悬浮物不敏感，可用于污脏流精度，对流体中的悬浮物不敏感，可用于污脏流体介质的流量测量，在大管径流量测量方面应用体介质的流量测量，在大管径流量测量方面应用的较多。但尺寸大、笨重，加工困难，成本高，的较多。但尺寸大、笨重，加工困难，成本高，一般用在有特殊要求的场合。一般用在有特殊要求的场合。 节流装置的取压方式节流装置的取压方式根据节流装置取压口位置可将取压方式分为理论根据节流装置取压口位置可将取压方式分为理论取压、角接取压、法兰取压
30、、径距取压与损失取取压、角接取压、法兰取压、径距取压与损失取压等五种压等五种: 节流装置的取压方式节流装置的取压方式角接取压装置 法兰取压装置 目前广泛采用的是目前广泛采用的是角接取压法角接取压法，其次是，其次是法兰取法兰取压法压法。角接取压法比较简便，容易实现环室取压，。角接取压法比较简便，容易实现环室取压，测量精度较高。法兰取压法结构较简单，容易装配，测量精度较高。法兰取压法结构较简单，容易装配，计算也方便，但精度较角接取压法低些。计算也方便，但精度较角接取压法低些。 测量管道条件测量管道条件 测量管道截面应为圆形，节流件及取压装置测量管道截面应为圆形，节流件及取压装置安装在两圆形直管之间
31、。节流件附近管道的圆度安装在两圆形直管之间。节流件附近管道的圆度应符合标准中的具体规定。应符合标准中的具体规定。 当当现现场场难难以以满满足足直直管管段段的的最最小小长长度度要要求求或或有有扰扰动动源源存存在在时时，可可考考虑虑在在节节流流件件前前安安装装流流动动整整流流器器，以以消消除除流流动动的的不不对对称称分分布布和和旋旋转转流流等等情情况况。安安装装位位置置和和使使用用的的整整流流器器型型式式在在标标准准中中有有具具体体规规定定。 注注意意：安安装装了了整整流流器器后后会会产产生生相相应应的的压压力力损失。损失。非标准节流装置非标准节流装置 标准化节流装置有其适用的范围和条件。在工标准
32、化节流装置有其适用的范围和条件。在工程实际应用过程中，对于诸如脏污介质、低雷诺程实际应用过程中，对于诸如脏污介质、低雷诺数流体、多相流体、非牛顿流体或小管径、非圆数流体、多相流体、非牛顿流体或小管径、非圆截面管道等流量测量问题，标准节流元件就不能截面管道等流量测量问题，标准节流元件就不能适用，需要采用一些非标准节流装置或选择其适用，需要采用一些非标准节流装置或选择其他型式的流量计来测量流量。他型式的流量计来测量流量。 非标准节流装置就是试验数据尚不充分，可用非标准节流装置就是试验数据尚不充分，可用数据误差较大的尚未标准化的节流装置。其设计数据误差较大的尚未标准化的节流装置。其设计计算方法与标准
33、节流装置基本相同，但使用前需计算方法与标准节流装置基本相同，但使用前需要进行实际标定。要进行实际标定。a.1/4圆喷嘴圆喷嘴b. 锥形入口孔板锥形入口孔板c. 圆缺孔板圆缺孔板还有还有偏心孔板、双重孔板、环形孔板偏心孔板、双重孔板、环形孔板等多种形式。等多种形式。标准节流装置的计算标准节流装置的计算流量计算流量计算 这类计算命题是在管道、节流装置、取压方这类计算命题是在管道、节流装置、取压方式、被测流体参数已知的情况下，根据测得的差式、被测流体参数已知的情况下，根据测得的差压值计算被测介质流量。属压值计算被测介质流量。属校核计算校核计算，常用在使，常用在使用现场，所依据的基本公式是流量公式。用
34、现场，所依据的基本公式是流量公式。设计节流装置设计节流装置 这类计算命题是要根据用户提出的已知条件这类计算命题是要根据用户提出的已知条件以及限制要求来设计标准节流装置，属以及限制要求来设计标准节流装置，属设计计算设计计算。差压计差压计 差差压压计计与与节节流流装装置置配配套套组组成成节节流流式式流流量量计计。差差压压计计经经导导压压管管与与节节流流装装置置连连接接，接接受受被被测测流流体体流流过过节节流流装装置置时时所所产产生生的的差差压压信信号号，并并根根据据生生产产的的要要求求，以以不不同同信信号号形形式式把把差差压压信信号号传传递递给给显显示示仪仪表表，从从而而实实现现对对流流量量参参数
35、数的的显显示示、记记录录和和自自动动控控制。制。 差差压压计计的的种种类类很很多多，凡凡可可测测量量差差压压的的仪仪表表均均可可作作为为节节流流式式流流量量计计中中的的差差压压计计使使用用。目目前前工工业业生生产产中中大大多多数数采采用用差差压压变变送送器器。它它们们可可将将测测得得的的差差压压信信号号转转换换为为0.02-0.1 MPa的的气气压压信信号号和和4-20mA的直流电流信号。的直流电流信号。2. 皮托管和均速管流量计皮托管和均速管流量计皮托管皮托管 皮托管是一根弯成直角的双层空心复合管，皮托管是一根弯成直角的双层空心复合管，带有多个取压孔，能同时测量流体总压和静压。带有多个取压孔
36、，能同时测量流体总压和静压。皮托管结构 皮托管的工作原理皮托管的工作原理可分析如下：可分析如下：皮托管头部迎流方向开有一个小孔皮托管头部迎流方向开有一个小孔A，称为总压孔，在距头，称为总压孔，在距头部一定距离处开有若干垂直于流体流向的静压孔部一定距离处开有若干垂直于流体流向的静压孔B，各孔所，各孔所测静压在均压室均压后输出。设在均匀流动的管道中某点处测静压在均压室均压后输出。设在均匀流动的管道中某点处流体的静压为流体的静压为p，流速为，流速为u。若在此处放置一根皮托管，井。若在此处放置一根皮托管，井使皮托管轴线与流向平行，紧靠皮托管前端使皮托管轴线与流向平行，紧靠皮托管前端A的流体被阻滞，的流
37、体被阻滞，在阻滞区域的中心形成在阻滞区域的中心形成“驻点驻点”，驻点处流动完全停止，流速，驻点处流动完全停止，流速等于零，压力由静压等于零，压力由静压p上升到滞止压力上升到滞止压力p1（总压）（总压） 设流动为不可压缩无粘性流体的稳定设流动为不可压缩无粘性流体的稳定流动，驻点处流体的伯努利方程为流动，驻点处流体的伯努利方程为 驻点点处流体流体总压；，分分别为驻点点处流体静流体静压和流速；和流速；流体密度。流体密度。 由此可以得该点的流速为由此可以得该点的流速为：考考虑到到实际测量情况与理量情况与理论上的差上的差别，引入皮，引入皮托管系数托管系数(数值由实验确定数值由实验确定)对上式进行修正：对
38、上式进行修正：对于可于可压缩流体，考流体，考虑到到压缩性的影响，性的影响，实际流速流速计算公式算公式为：(1-)为流体可流体可压缩性修正系数，性修正系数，对不可不可压缩流体流体=0。 均速管流量计均速管流量计均速管是一根横跨管道的中空、多孔金属管，在迎流方向上开有对称的两对总压取均速管是一根横跨管道的中空、多孔金属管，在迎流方向上开有对称的两对总压取压孔压孔(也可以是二对以上，各总压取压孔位置分别对应也可以是二对以上，各总压取压孔位置分别对应4个面积相等的半环形和半圆个面积相等的半环形和半圆形区域，各总压孔相通，测得的流体总压均压后由总压管引出，这可认为是反映截形区域，各总压孔相通，测得的流体
39、总压均压后由总压管引出，这可认为是反映截面平均流速的总压。在背向流体流向一侧的中央开有一个静压取压孔，测得流体静面平均流速的总压。在背向流体流向一侧的中央开有一个静压取压孔，测得流体静压由静压管引出。由平均总压与静压之差即可求得管道截面的平均流速，从而实现压由静压管引出。由平均总压与静压之差即可求得管道截面的平均流速，从而实现测量流量的目的。测量流量的目的。 均速管测量流速的原理与皮托管相同，体积流量可由均速管测量流速的原理与皮托管相同，体积流量可由下式确定：下式确定：式中，式中，A为管道截面枳；为管道截面枳；为取决于均速管及管道内径的流量为取决于均速管及管道内径的流量系数，由实验确定。系数，
40、由实验确定。 均速管流量计结构简单，便于安转，价格便宜；压力损失均速管流量计结构简单，便于安转，价格便宜；压力损失小，能耗少；准确度及长期稳定性较好；适用范围广，可适用小，能耗少；准确度及长期稳定性较好；适用范围广，可适用于液体、气体和蒸汽等多种流体以及高温高压介质的流量测量。于液体、气体和蒸汽等多种流体以及高温高压介质的流量测量。均速管流量计适用的管径范围为均速管流量计适用的管径范围为25-9000mm，尤其，尤其适用于大口径管道的流量测量；但它产生的差压信号较低，需适用于大口径管道的流量测量；但它产生的差压信号较低，需要配用低量程差压计；不适用于污脏、有沉淀物的流体。要配用低量程差压计；不
41、适用于污脏、有沉淀物的流体。3. 转子流量计转子流量计 转子流量汁又称浮子流量计。它也是利用节流原理转子流量汁又称浮子流量计。它也是利用节流原理测量流体的流量，但在测量过程中节流元件前后的差压测量流体的流量，但在测量过程中节流元件前后的差压值基本保持不变，而通过节流面积的变化反映流量的大值基本保持不变，而通过节流面积的变化反映流量的大小，故也称恒压降变截面流量计。小，故也称恒压降变截面流量计。 转子流量计在工业生产过程中应用较广，可以测量转子流量计在工业生产过程中应用较广，可以测量多种介质的流量，特别适用于中小管径和低雷诺数的中多种介质的流量，特别适用于中小管径和低雷诺数的中小流量测量。转子流
42、量计结构简单灵敏度高，量小流量测量。转子流量计结构简单灵敏度高，量程比宽程比宽(10：1)，压力损失小且恒定，对直管段的要求，压力损失小且恒定，对直管段的要求不高，刻度近似线性，价格便宜，使用维护简便，但仪不高，刻度近似线性，价格便宜，使用维护简便，但仪表受被测介质密度、粘度、温度、压力等因素的影响，表受被测介质密度、粘度、温度、压力等因素的影响，其精度一般在其精度一般在1.5级左右。级左右。测量原理测量原理测量原理 转子流量计本体由一根自下向上直径转子流量计本体由一根自下向上直径逐渐扩大的垂直锥形管和一只可以随流体逐渐扩大的垂直锥形管和一只可以随流体流量大小而沿锥形管上下自由移动的转子流量大
43、小而沿锥形管上下自由移动的转子组成。组成。 当被测流体自下而上流经锥形管时，当被测流体自下而上流经锥形管时，由于节流作用而在转子上下端面产生差压由于节流作用而在转子上下端面产生差压形成作用于转子的上升力，使得转子向上形成作用于转子的上升力，使得转子向上运动。随着转子的上栘，转子与锥形管之运动。随着转子的上栘，转子与锥形管之间的环形流通面积增大，流体流速变慢，间的环形流通面积增大，流体流速变慢，直到转于的重量与流体作用在转子上的力直到转于的重量与流体作用在转子上的力达到平衡时，转子就稳定在一个平衡位置达到平衡时，转子就稳定在一个平衡位置上。当流量变化时，转子便会移到新的平上。当流量变化时，转子便
44、会移到新的平衡位置，这样平衡位置的高度就代表被测衡位置，这样平衡位置的高度就代表被测介质流量值的大小。介质流量值的大小。根据流体根据流体连续性方程和伯努利方程，性方程和伯努利方程，转子流子流量量计的体的体积流量可表示流量可表示为： 流量系数流量系数；转子与子与锥形管形管间的的环形流通面形流通面积；流体密度；流体密度；差差压。转子流量计结构转子流量计结构玻璃管转子流量计玻璃管转子流量计主要由玻璃锥形管、转子和支撑结构组成。转主要由玻璃锥形管、转子和支撑结构组成。转子根据不同的测量范围及不同介质子根据不同的测量范围及不同介质(气体或液体气体或液体)可分别采用不同材料制成不同形状。流量示值可分别采用
45、不同材料制成不同形状。流量示值刻在锥形管上刻在锥形管上 金属管转子流量计金属管转子流量计金属管转子流量计的锥形管采用金属材料制成，金属管转子流量计的锥形管采用金属材料制成，其流量检测原理与玻璃管转子流量计相同。金其流量检测原理与玻璃管转子流量计相同。金属管转子流量计有就地指示型和电气信号远传属管转子流量计有就地指示型和电气信号远传型两种型两种 电远传式转子流量计工作原理 图图817所示为电远传式转子所示为电远传式转子流量计工作原理。采用差动变流量计工作原理。采用差动变压器作为转换机构，用于测量压器作为转换机构，用于测量转子的位移。当流体流量变化转子的位移。当流体流量变化引起转子移动时，磁钢引起
46、转子移动时，磁钢1、2通通过磁耦合带动杠杆过磁耦合带动杠杆3及连扦机及连扦机构构6、7、8 ，使指针，使指针10在标在标尺尺9上就地指示流量，同时再上就地指示流量，同时再通过连杆机构通过连杆机构11、12、13带带动差动变压器中的铁心动差动变压器中的铁心14作上、作上、下运动，产生的差动下运动，产生的差动电势通过放大和转换后输出电电势通过放大和转换后输出电信号表示相应流量大小，供显信号表示相应流量大小，供显示和调节。示和调节。转子流量计的刻度换算转子流量计的刻度换算 转子流量计是一种非通用性仪表，出厂时其转子流量计是一种非通用性仪表，出厂时其刻度需单独标定。仪表厂在工业标准状态下，以刻度需单独
47、标定。仪表厂在工业标准状态下，以空气标定测量气体流量的仪表；以水标定测量液空气标定测量气体流量的仪表；以水标定测量液体流量的仪表。若被测介质不是水或空气，则流体流量的仪表。若被测介质不是水或空气，则流量计的指示值与实际流量值之间存在差别，必须量计的指示值与实际流量值之间存在差别，必须对流量指示值按照实际被测介质的密度、温度、对流量指示值按照实际被测介质的密度、温度、压力等参数的具体情况进行刻度修正。压力等参数的具体情况进行刻度修正。 液体介质液体介质 气体介质气体介质 式中，式中，qv、qv分别为流量计标定刻度流量和被测介质的实际分别为流量计标定刻度流量和被测介质的实际流量；流量；、 为标定流
48、体密度和被测介质密度；为标定流体密度和被测介质密度； f为转子为转子的密度；的密度； P、P 为标定流体和被测流体的绝对压力，为标定流体和被测流体的绝对压力，T、T 为标定流体和被测流体的热力学温度。为标定流体和被测流体的热力学温度。 如果测量流体和标定流体相同，但需要改变仪表量程时，如果测量流体和标定流体相同，但需要改变仪表量程时，可由改变转子材枓，即改变转子密度来实现。量程扩大后灵可由改变转子材枓，即改变转子密度来实现。量程扩大后灵敏度降低，相反则灵敏度增大。改变前后的转子应满足几何敏度降低，相反则灵敏度增大。改变前后的转子应满足几何相似条件。相似条件。4. 4. 靶式流量靶式流量计 靶式
49、流量计由检测靶式流量计由检测(传感传感)和转换部分组成，检测和转换部分组成，检测部分包括放在管道中心的圆形靶、杠杆、密封膜片和部分包括放在管道中心的圆形靶、杠杆、密封膜片和测量管，当流体流过靶时，靶受到主要由流体的动压测量管，当流体流过靶时，靶受到主要由流体的动压力和靶对流体的节流作用而形成的力力和靶对流体的节流作用而形成的力F的作用，此作的作用，此作用力与流速之间存在着一定关系，通过测量靶所受作用力与流速之间存在着一定关系，通过测量靶所受作用力，可以求出流体流速与流量。用力，可以求出流体流速与流量。靶式流量靶式流量计是一种适用于是一种适用于测量高粘度、低雷量高粘度、低雷诺数数流体流量的流量流
50、体流量的流量测量量仪表，例如用于表，例如用于测量重油、量重油、沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性介质的流量。沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性介质的流量。 靶式流量计工作原理 流体对靶的作用力流体对靶的作用力流体流速流体流速密度密度靶的受力面积靶的受力面积 管道直径为管道直径为D，靶直径为，靶直径为d，环隙通道，环隙通道面积为面积为A，则可求出流体体积流量为：，则可求出流体体积流量为： 设：设：5. 弯管流量计弯管流量计 弯管流量计是一种可用于任何工艺管道流量测弯管流量计是一种可用于任何工艺管道流量测量的装置。设弯管直径为量的装置。设弯管直径为 D ，弯管中心线半径为，弯管中心线半径为 R ，流体密度
51、，流体密度 ，根据弯管流速面积分布定律，根据弯管流速面积分布定律和流体能量守恒定律可推导出体积流量和流体能量守恒定律可推导出体积流量 与流与流体差压体差压 的理论关系式：的理论关系式： 考虑到流体粘性、管道形状及实际使用条件的考虑到流体粘性、管道形状及实际使用条件的影响，将上式乘上由实验求得的流量系数影响，将上式乘上由实验求得的流量系数 ，并，并令令 ， 则可得弯管流量计的实用流量公则可得弯管流量计的实用流量公式：式：弯管流量计 如果将管道弯成同心圆，就可构成环形管流量计如果将管道弯成同心圆，就可构成环形管流量计 考考虑到在制造到在制造时，环形管形管直径与管道直径比直径与管道直径比很大，因而可
52、得很大，因而可得环形管流形管流量量计的流量近似公式：的流量近似公式： 环形管流量计 弯管流量计是一种尚未标准化的仪表；它结构简单，弯管流量计是一种尚未标准化的仪表；它结构简单，无可动部件，安装维修方便；对流体流动无障碍，没有附无可动部件，安装维修方便；对流体流动无障碍，没有附加压力损失；可用于一般液体或含固体颗粒及含悬浮物污加压力损失；可用于一般液体或含固体颗粒及含悬浮物污水的测量；由于许多装置上都有不少的弯头，所以在受到水的测量；由于许多装置上都有不少的弯头，所以在受到工艺管道条件限制情况下，可采用弯管流量计测量流量。工艺管道条件限制情况下，可采用弯管流量计测量流量。使用时要求直管段长度，上
53、游至少使用时要求直管段长度，上游至少10D，下游至少，下游至少5D，弯管流量计精度不高，约在弯管流量计精度不高，约在 5。专门加工的弯管流量。专门加工的弯管流量计，经单独标定，精度可提高到：计，经单独标定，精度可提高到：o5。 环形管流量计受粘度及脉动影响较小，可以在直线管环形管流量计受粘度及脉动影响较小，可以在直线管道上安装，与弯管流量计相比，测量值比较稳定。道上安装，与弯管流量计相比，测量值比较稳定。8.2.2 容积式流量计容积式流量计（椭圆齿轮流量计、腰轮流（椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计、伺服式容积流量计）量计、刮板式流量计、伺服式容积流量计） 容积式流量计是一种直接测量型流
54、量计，它利用机械容积式流量计是一种直接测量型流量计，它利用机械测量元件，把流体连续不断地分隔为单个的固定容积部分测量元件，把流体连续不断地分隔为单个的固定容积部分排出，而后通过计数单位时间或某一时间间隔内经仪表排排出，而后通过计数单位时间或某一时间间隔内经仪表排出的流体固定容积的数目来实现流量的计量与计算，它可出的流体固定容积的数目来实现流量的计量与计算，它可用于各种液体和气体的体积流量测量。用于各种液体和气体的体积流量测量。 容积式流量计的优点是：测量精度高，量程比宽，对上容积式流量计的优点是：测量精度高，量程比宽，对上游流动状态不敏感，无前后直管段长度要求，特别适合高游流动状态不敏感，无前
55、后直管段长度要求，特别适合高粘度介质的测量，因此广泛应用于工业生产过程的流量测粘度介质的测量，因此广泛应用于工业生产过程的流量测量并作为流量计量的标准仪表。其缺点是对被测流体中的量并作为流量计量的标准仪表。其缺点是对被测流体中的污物较敏感，当被测管道口径较大时，流量计比较笨重。污物较敏感，当被测管道口径较大时，流量计比较笨重。1.椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计工作原理椭圆齿轮流量计工作原理：椭圆齿轮流量计工作原理 由由于于流流体体在在流流量量计计入入、出出口口处处的的压压力力P1 P2，当当A、B两两轮轮处处于于 (a)所所示示位位置置时时，A轮轮与与壳壳体体间间构构成成容容积积固
56、固定定的的半半月月形形测测量量室室(图图中中阴阴影影部部分分)，此此时时进进出出口口差差压压作作用用于于B轮轮上上的的合合力力矩矩为为零零，而而在在A轮轮上上的的合合力力矩矩不不为为零零，产产生生一一个个旋旋转转力力矩矩，使使得得A轮轮作作顺顺时时针针方方向向转转动动，并并带带动动B轮轮逆逆时时针针旋旋转转，测测量量室室内内的的流流体体排排向向出出口口；当当两两轮轮旋旋转转处处于于 (b)位位置置时时，两两轮轮均均为为主主动动轮轮；当当两两轮轮旋旋转转90 ，处处于于 (c)位位置置时时，转转子子B与与壳壳体体之之间间构构成成测测量量室室，此此时时，流流体体作作用用于于A轮轮的的合合力力矩矩为
57、为零零，而而作作用用于于B轮轮的的合合力力矩矩不不为为零零，B轮轮带带动动A轮轮转转动动，将将测测量量室室内的流体排向出口。内的流体排向出口。 当两轮旋转至当两轮旋转至180时，时，A、B两轮重新两轮重新回到位置回到位置(a)。如此周期地主从更换，两椭。如此周期地主从更换，两椭圆齿轮作连续的旋转。当椭圆齿轮每旋转圆齿轮作连续的旋转。当椭圆齿轮每旋转一周时，流量计将排出一周时，流量计将排出4个半月形个半月形(测量室测量室)体积的流体。设测量室的容积为体积的流体。设测量室的容积为V，则椭圆，则椭圆齿轮每旋转一周排出的流体体积为齿轮每旋转一周排出的流体体积为4V。只。只要测量椭圆齿轮的转数要测量椭圆
58、齿轮的转数N和转速和转速n，就可知，就可知道累积流量和单位时间内的流量，即瞬时道累积流量和单位时间内的流量，即瞬时流量：流量： 椭圆齿轮流量计适用于高粘度液体的测量；椭圆齿轮流量计适用于高粘度液体的测量；流量计基本误差为流量计基本误差为0.2-0.5%，量程比为，量程比为10：1。椭圆齿轮流量计的测量元件是齿轮啮合。椭圆齿轮流量计的测量元件是齿轮啮合传动，被测介质中的污物会造成齿轮卡涩和磨传动，被测介质中的污物会造成齿轮卡涩和磨损，影响正常测量，故流量计的上游均需加装损，影响正常测量，故流量计的上游均需加装过滤器，这样会造成较大的压力损失。过滤器，这样会造成较大的压力损失。2. 腰轮流量计腰轮
59、流量计 腰轮流量计又称罗茨流量计，其工作原理与腰轮流量计又称罗茨流量计，其工作原理与椭圆齿轮流量计相同，结构也很相似，只是转子椭圆齿轮流量计相同，结构也很相似，只是转子的形状略有不同。腰轮流量计的转子是一对不带的形状略有不同。腰轮流量计的转子是一对不带齿的腰形轮，在转动过程中两腰轮不直接接触而齿的腰形轮，在转动过程中两腰轮不直接接触而保持微小的间隙，依靠套在壳体外的与腰轮同轴保持微小的间隙，依靠套在壳体外的与腰轮同轴上的啮合齿轮来完成驱动。上的啮合齿轮来完成驱动。 腰轮流量计 3. 刮板式流量计刮板式流量计 转子在流量计进、出口差压作用下转动，每当转子在流量计进、出口差压作用下转动，每当相邻两
60、刮板进入计量区时均伸出至壳体内壁且只相邻两刮板进入计量区时均伸出至壳体内壁且只随转子旋转而不滑动，形成具有固定容积的测量随转子旋转而不滑动，形成具有固定容积的测量室，当离开计量区时，刮板缩入槽内，流体从出室，当离开计量区时，刮板缩入槽内，流体从出口排出，同时后一刮板又与其另一相邻刮板形成口排出，同时后一刮板又与其另一相邻刮板形成测量室。转子旋转一周，排出测量室。转子旋转一周，排出4份固定体积的流体，份固定体积的流体，由转子的转数就可以求得被测流体的流量。由转子的转数就可以求得被测流体的流量。 凸轮式刮板流量计 4. 伺服式容积流量计伺服式容积流量计在流量计工作时，腰轮由伺服电机通过传动齿轮在流
61、量计工作时，腰轮由伺服电机通过传动齿轮带动，伺服电机转动的快慢，随流体入出口压力带动，伺服电机转动的快慢，随流体入出口压力差的大小而改变。导压管将入出口压力引至差压差的大小而改变。导压管将入出口压力引至差压变送器以测量入出口压差的变化，当入出口压差变送器以测量入出口压差的变化，当入出口压差大于零时，差压变送器输出信号经放大后驱动伺大于零时，差压变送器输出信号经放大后驱动伺服电机带动腰轮加快旋转，使流量计排出较大流服电机带动腰轮加快旋转，使流量计排出较大流量的流体，从而使压差趋近于零。这种近于无压量的流体，从而使压差趋近于零。这种近于无压差的流量计，使泄漏量减小到最低限度，因而可差的流量计，使泄
62、漏量减小到最低限度，因而可以以实现小流量的高精度测量实现小流量的高精度测量，而且测量误差几乎，而且测量误差几乎不受流体压力、粘度和密度的影响。不受流体压力、粘度和密度的影响。伺服式腰轮流量计工作原理8.2.3速度式流量计速度式流量计（涡轮流量计、涡街流量计、（涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计）电磁流量计、超声波流量计） 1. 1. 涡轮流量计涡轮流量计(1)(1)工作原理与工作原理与结结构构 在在定范围内，涡轮的转速与流体的平均流定范围内，涡轮的转速与流体的平均流速成正比，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电速成正比，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，以推导出被测流体的瞬时
63、流量和累积脉冲信号，以推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。流量。 涡轮流量计结构(2)流量方程流量方程 涡轮叶片速度分解 与流量的关系曲线u流体平均流速流体平均流速 叶片的切向速度叶片的切向速度 n 涡轮转速涡轮转速 而磁电转换器所产生的脉冲频率而磁电转换器所产生的脉冲频率: Z涡轮叶片的数目。叶片的数目。 体积流量方程：体积流量方程： 单位体积流量通过磁电转换器所单位体积流量通过磁电转换器所输出的脉冲数输出的脉冲数 (3) (3) 涡轮流量计的特点和使用涡轮流量计的特点和使用优点优点: :其测量精度高其测量精度高, ,复现性和稳定性均好；量程复现性和稳定性均好；量程范围宽，量程比可达范围宽，
64、量程比可达(10(1020):1,20):1,刻度线性；耐高刻度线性；耐高压，压力损失在最大流量时小于压，压力损失在最大流量时小于25kPa25kPa；对流量变；对流量变化反应迅速，可测脉动流量；抗干扰能力强，信化反应迅速，可测脉动流量；抗干扰能力强，信号便于远传及与计算机相连。号便于远传及与计算机相连。缺点缺点: : 制造困难，成本高。制造困难，成本高。场合场合: : 通常涡轮流量计主要用于量精度要求高、流通常涡轮流量计主要用于量精度要求高、流量变化快的场合，还用作标定其他流量的标准仪量变化快的场合，还用作标定其他流量的标准仪表。表。2. 2. 涡街流量计涡街流量计(1)(1)涡涡街流量街流
65、量计计原理原理在均匀流动的流体中在均匀流动的流体中,垂直地插入一个具有非流垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体线型截面的柱体,称为漩涡发生体，则在该漩涡称为漩涡发生体，则在该漩涡发生体两侧会产生旋转方向相反、交替出现的漩发生体两侧会产生旋转方向相反、交替出现的漩涡，并随着流体流动，在下游形成两列不对称的涡，并随着流体流动，在下游形成两列不对称的漩涡列，称之为漩涡列，称之为“卡门涡街卡门涡街”，如图，如图圆柱漩涡发生器 其其体积流量体积流量方程式方程式为为: : 每一列漩涡产生的频率每一列漩涡产生的频率 u u流体流速流体流速 d d直径漩涡发生体的特征尺寸直径漩涡发生体的特征尺寸 StSt斯特
66、罗哈尔数斯特罗哈尔数 D D 管道内径管道内径 A A 在漩涡发生体处的流通截面积在漩涡发生体处的流通截面积 (2) (2) 漩涡频率的测量图漩涡频率的测量图 图为三角柱体涡街检测器原理示意图，在三角图为三角柱体涡街检测器原理示意图，在三角柱体的迎流面对称地嵌入两个热敏电阻组成桥路柱体的迎流面对称地嵌入两个热敏电阻组成桥路的两臂，以恒定电流加热使其温度稍高于流体，的两臂，以恒定电流加热使其温度稍高于流体，在交替产生的漩涡的作用下，两个电阻被周期地在交替产生的漩涡的作用下，两个电阻被周期地冷却，使其阻值改变，阻值的变化由桥路测出，冷却，使其阻值改变，阻值的变化由桥路测出，即可测得漩涡产生频率，从
67、而测出流量。即可测得漩涡产生频率，从而测出流量。三角柱涡街检测器 (3) (3) 涡街流量计的特点涡街流量计的特点优点优点: : 涡街流量计测量精度较高；量程比宽涡街流量计测量精度较高；量程比宽, ,可达可达30:130:1；使用寿命长，压力损失小，安装与维护比；使用寿命长，压力损失小，安装与维护比较方便；测量几乎不受流体参数变化的影响，用较方便；测量几乎不受流体参数变化的影响，用水或空气标定后的流量计无须校正即可用于其它水或空气标定后的流量计无须校正即可用于其它介质的测量；易与数字仪表或计算机接口介质的测量；易与数字仪表或计算机接口, ,对气对气体、液体和蒸汽介质均适用。体、液体和蒸汽介质均
68、适用。缺点缺点:流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度，因此适用于紊流流速分布变化小的情况，确度，因此适用于紊流流速分布变化小的情况，并要求流量计前后有足够长的直管段。并要求流量计前后有足够长的直管段。3. 3. 电磁流量计电磁流量计 (1) (1)测量原理和结构测量原理和结构电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，其测量原理如图种流量计，其测量原理如图8-30所示。当被测所示。当被测导电导电流体流体在磁场中沿垂直于磁力线方向流动而切割磁在磁场中沿垂直于磁力线方向流动而切割磁力线时，在对称安装在流通
69、管道两侧的电极上将力线时，在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势，此电势与流速成正比。产生感应电势，此电势与流速成正比。电磁流量计原理 流体流量方程为：流体流量方程为： BB为磁感应强度为磁感应强度 D 管道内径管道内径 uu流体平均流速流体平均流速EE感应电势感应电势 电磁流量计的结构如图所示：电磁流量计的结构如图所示： 管内壁用搪瓷或专门的橡胶、环氧树脂等材料作力绝缘衬里，使流体与测管内壁用搪瓷或专门的橡胶、环氧树脂等材料作力绝缘衬里，使流体与测量导管绝缘并增加耐腐蚀性和耐磨性。电极一般由非导磁的不锈钢材料制量导管绝缘并增加耐腐蚀性和耐磨性。电极一般由非导磁的不锈钢材料制成，测量牖
70、蚀性流体时，多用铂铱合金、耐酸钨基台金或镍基合金等。电成，测量牖蚀性流体时，多用铂铱合金、耐酸钨基台金或镍基合金等。电极嵌在管壁上，若导管为导电材料，必须和测量导管很好地绝缘。电极应极嵌在管壁上，若导管为导电材料，必须和测量导管很好地绝缘。电极应在管道水平方向安装，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。电磁在管道水平方向安装，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。电磁流量计的外壳用铁磁材料制成，以屏蔽外磁场的干扰，保护仪表。流量计的外壳用铁磁材料制成，以屏蔽外磁场的干扰，保护仪表。(1)(1)电磁流量计的特点及应用电磁流量计的特点及应用优点：优点： 压力损失小，适用于含有颗粒、悬浮物等流体
71、的流量测量；压力损失小，适用于含有颗粒、悬浮物等流体的流量测量；可以用来测量腐蚀性介质的流量；流量测量范围大；流量计的可以用来测量腐蚀性介质的流量；流量测量范围大；流量计的管径小到管径小到1mm1mm，大到，大到2m2m以上；测量精度为以上；测量精度为0.5-1.50.5-1.5级；电磁流量级；电磁流量计的输出与流量呈线性关系；反应迅速，可以测量脉动流量。计的输出与流量呈线性关系；反应迅速，可以测量脉动流量。对直管段要求不高，使用比较方便。对直管段要求不高，使用比较方便。缺点：缺点： 被测介质必须是导电的液体，不能用于气体、蒸汽及石油被测介质必须是导电的液体，不能用于气体、蒸汽及石油制品的流量
72、测量；流速测量下限有一定限度；工作压力受到限制品的流量测量；流速测量下限有一定限度；工作压力受到限制。结构也比较复杂，成本较高。制。结构也比较复杂，成本较高。 电磁流量计的安装地点应尽量避免剧烈振动和交直流电磁流量计的安装地点应尽量避免剧烈振动和交直流强磁场，要选择在任何时候测量导管内部能充满液体。强磁场，要选择在任何时候测量导管内部能充满液体。在垂直安装时，流体要自下而上流过仪表，水平安装时在垂直安装时，流体要自下而上流过仪表，水平安装时两个电汲要在同一平面上，要确保流体、外壳、管道间两个电汲要在同一平面上，要确保流体、外壳、管道间的良好接地和良好点接触。的良好接地和良好点接触。 电磁流量计
73、的选择要根据被测流体情况确定合适的内电磁流量计的选择要根据被测流体情况确定合适的内衬和电极材料；其测量准确度受导管的内壁，特别是电衬和电极材料；其测量准确度受导管的内壁，特别是电极附近结垢的影响使用中应注意维护清冼。极附近结垢的影响使用中应注意维护清冼。4.4.超声波流量计超声波流量计 超声波测流量的作用原理有超声波测流量的作用原理有传播速度法传播速度法、多普多普勒法勒法、波束偏移法、噪声法、相关法、流速、波束偏移法、噪声法、相关法、流速液液面法等多种方法。面法等多种方法。(1) (1) 传播速度法测量原理传播速度法测量原理（时差法、相差法、频（时差法、相差法、频差法）差法）超声测速原理时差法
74、时差法时差法就是测量超声波脉冲顺流和逆流时传播的时差法就是测量超声波脉冲顺流和逆流时传播的时间差。流体流速时间差。流体流速t1-t1-按顺流方向，超声波到达接收器时间按顺流方向，超声波到达接收器时间t2-t2-按逆流方向，超声波到达接收器时间按逆流方向，超声波到达接收器时间相差法相差法相位差法是把上述时间差转换为超声波传播的相相位差法是把上述时间差转换为超声波传播的相位差来测量。位差来测量。超声波超声波换能器向流体能器向流体连续发射形式射形式为的的 超声波脉冲，式中超声波脉冲，式中 为超声波的角超声波的角频率。率。 按顺流方向发射时收到的信号相位按顺流方向发射时收到的信号相位 按逆流方向发射时
75、收到的信号相位按逆流方向发射时收到的信号相位频差法频差法频差法是通过测量顺流和逆流时超声脉冲的频差法是通过测量顺流和逆流时超声脉冲的循环频率之差来测量流量的。循环频率之差来测量流量的。 顺流时脉冲循环频率：顺流时脉冲循环频率： 逆流时脉冲循环频率：逆流时脉冲循环频率： 脉冲循环频差：脉冲循环频差： 流体流速流体流速: : 在在时差法和相位差法时差法和相位差法中，流速测量均与声速中，流速测量均与声速c有关，而有关，而声速是温度的函数，当被测流体温度变化时会带来流速测声速是温度的函数，当被测流体温度变化时会带来流速测量误差，因此为了正确测量流速，均量误差，因此为了正确测量流速，均需要进行声速修正需
76、要进行声速修正。 流体流速和频差成正比，式中不含声速，因此流体流速和频差成正比，式中不含声速，因此流速的流速的测量与声速无关测量与声速无关，这是，这是频差法的显著优点频差法的显著优点。循环频差很小，。循环频差很小，直接测量的误差大，为了提高测量精度，一般需采用直接测量的误差大，为了提高测量精度，一般需采用倍频倍频技术技术。 由于顺、逆流两个声循环回路在测循环频率时会相互干由于顺、逆流两个声循环回路在测循环频率时会相互干扰，工作难以稳定，而且要保持两个声循环回路的特性一扰，工作难以稳定，而且要保持两个声循环回路的特性一致也是非常困难的。因此实际应用频差法测量时，仅用一致也是非常困难的。因此实际应
77、用频差法测量时，仅用一对换能器按时间交替转换作为接收器和发射器使用。对换能器按时间交替转换作为接收器和发射器使用。流量方程流量方程 :截面平均流速截面平均流速 和和流速流速u u的关系：的关系： 层流层流 ：紊流紊流 ：流体的体积流量方程为：流体的体积流量方程为： (2) (2) 多普勒法测量原理多普勒法测量原理根据多普勒效应，当声源和观察者之间有相对根据多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个频率的变化与两者之间的相所发出的频率。这个频率的变化与两者之间的相对速度成正比。超声波多普勒流量计就是基
78、于多对速度成正比。超声波多普勒流量计就是基于多普勒效应测量流量的。普勒效应测量流量的。超声多普勒法流量测量原理 利用多普勒效应测流量的利用多普勒效应测流量的必必要条件要条件是：是：被测流体中存在一定数量的被测流体中存在一定数量的具有反射声波能力的悬浮颗具有反射声波能力的悬浮颗粒或气泡。因此，超声多普粒或气泡。因此，超声多普勒流量计勒流量计能用于两相流的测能用于两相流的测量量，这是其他流量计难以解，这是其他流量计难以解决的。决的。(3) (3) 超声波流量计的超声波流量计的特点与特点与应用应用超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示系统组成。超声波
79、换能器通常由锆钛酸铅陶显示系统组成。超声波换能器通常由锆钛酸铅陶瓷等压电材料制成，通过电致伸缩效应和压电效瓷等压电材料制成，通过电致伸缩效应和压电效应，发射和接收超声波。换能器在管道上的配置应，发射和接收超声波。换能器在管道上的配置方式如图方式如图8-34所示。所示。超声波换能器在管道上的配置方式 超声流量计测量时，超声换能器可以置于管道外，超声流量计测量时，超声换能器可以置于管道外，不与流体直接接触，不破坏流体的流场，没有压力损不与流体直接接触，不破坏流体的流场，没有压力损失。其可用于各种液体的流量测量，包括测量腐蚀性失。其可用于各种液体的流量测量，包括测量腐蚀性液体、高粘度液体和非导电液体
80、的流量，尤其适于测液体、高粘度液体和非导电液体的流量，尤其适于测量大口径管道的水流量或各种水渠、河流、海水的流量大口径管道的水流量或各种水渠、河流、海水的流速和流量，在医学上还用于测量血液流量等。速和流量，在医学上还用于测量血液流量等。 和其他流量计一样，超声流量计前需要一定长度的和其他流量计一样，超声流量计前需要一定长度的直管段。一般直管段长度在上游侧需要直管段。一般直管段长度在上游侧需要10D以上，而以上，而在下游侧则需要在下游侧则需要5D左右。左右。8.2.4 质量流量计质量流量计 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。质量流量计的测量方法，可分
81、为质量流量计的测量方法，可分为间接测量间接测量和和直接直接测量测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。出流体的质量流量。1. 间接式质量流量计间接式质量流量计一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有常见的组合方式主要有3种。种。节流式
82、流量计与密度计的组合节流式流量计与密度计的组合节流式流量计与密度计组合 体积流量计与密度计的组合体积流量计与密度计的组合体积流量计和密度计组合 节流式流量计与体积流量计的组合节流式流量计与体积流量计的组合 节流式流量计和其它体积流量计组合 2. 直接式质量流量计直接式质量流量计 直接式质量流量计的输出信号直接反映质量直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量，有许多种型式。流量，有许多种型式。（热式质量流量计、差压（热式质量流量计、差压式质量流量计、科里奥利质量流量计）式质量流量计、科里奥利质量流量计）热式质量流量计热式质量流量计 根据传热规律 。设为流体的定压比热两点温度差 热式质量流量计示
83、意图 差压式质量流量计差压式质量流量计 差压式质量流量计是以马格努斯效应为差压式质量流量计是以马格努斯效应为基础的流量计，实际应用中利用孔板和定量基础的流量计，实际应用中利用孔板和定量泵组合实现质量流量测量。有泵组合实现质量流量测量。有双孔板和四孔双孔板和四孔板与定量泵组合板与定量泵组合两种结构。两种结构。 双孔板差压式质量流量计 K式中为常数；式中为常数；为流体的密度。孔板为流体的密度。孔板A、B前前后的压差与流体质量流量成正比，测出压差便后的压差与流体质量流量成正比，测出压差便可以求出流体质量流量可以求出流体质量流量 根据差压式流量测量原理，孔板根据差压式流量测量原理，孔板A和和B处压差分
84、别为处压差分别为四孔板差压式质量流量计：四孔板差压式质量流量计： 四孔板差压式质量流量计 科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计 科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计(简称科氏力流量计简称科氏力流量计)是一是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。科氏力流量计结构有多种形式，一般由振仪表。科氏力流量计结构有多种形式，一般由振动管与转换器组成。动管与转换器组成。 科氏力流量计测量原理 图图841所示为所示为U形管式科氏力流量计的测量原理示意图。形管式科氏力流量计的
85、测量原理示意图。U形管的两个开口端固定，流体由此流人和流出。形管的两个开口端固定，流体由此流人和流出。U形管顶形管顶端装有电磁激振装置，用于驱动端装有电磁激振装置，用于驱动U形管，使其铅垂直干形管，使其铅垂直干U形形管所在平面的方向以管所在平面的方向以OO为轴按固有频率振动。为轴按固有频率振动。U形管的形管的振动迫使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，振动迫使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于此时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于U形管。由于流体在形管。由于流体在U形管两侧的流动方向相反，所以作用形管两侧的
86、流动方向相反，所以作用于于U形管两侧的科氏力大小相等方向相反形管两侧的科氏力大小相等方向相反,从而使从而使U形管受到形管受到一个力矩的作用，管端绕一个力矩的作用，管端绕RR轴扭转而产生扭转变形，该轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定的关系。因变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质量流量。此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质量流量。 U形管受到一个力矩的作用，其管端绕形管受到一个力矩的作用，其管端绕R-R轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确
87、定的关系。流量计的质量流量具有确定的关系。 为转动角速度角速度 转弹性模量性模量 8.3 流量标准装置流量标准装置 为了得到准确的流量值，除了正确使用和为了得到准确的流量值，除了正确使用和维护流量计外，还必须对流量计进行维护流量计外，还必须对流量计进行标定和定标定和定期校验期校验，以保证计量的准确度。流量计的标定，以保证计量的准确度。流量计的标定随流体的不同有很大的差异，需要建立各种类随流体的不同有很大的差异，需要建立各种类型的流量标准装置。流量标准装置的建立是比型的流量标准装置。流量标准装置的建立是比较复杂的，不同的介质如水、气、油，以及不较复杂的，不同的介质如水、气、油，以及不同的流量范围
88、和管径大小均要有与之相应的装同的流量范围和管径大小均要有与之相应的装置。以下介绍几种典型的流量标准装置。置。以下介绍几种典型的流量标准装置。8.3 流量标准装置流量标准装置8.3.1 液体流量标准装置液体流量标准装置 8.3.2 气体流量标准装置气体流量标准装置8.3 8.3 流量标准装置流量标准装置（液体流量（液体流量标准装置、气体流准装置、气体流量量标准装置）准装置）8.3.1 8.3.1 液体流量标准装置液体流量标准装置液体流量的标定方法和标准装置大致有以下几种。液体流量的标定方法和标准装置大致有以下几种。（标准容积法、标准质量法、标准流量计法、标（标准容积法、标准质量法、标准流量计法、
89、标准体积管）准体积管）1. 1. 标准容积法标准容积法 容积法液体流量标准装置由水源、流量稳压装容积法液体流量标准装置由水源、流量稳压装置、试验管道、切换机构和标准计量容器等几个置、试验管道、切换机构和标准计量容器等几个部分组成。其中流量稳压装置有高位水槽和气液部分组成。其中流量稳压装置有高位水槽和气液容器稳压法两种。标准计量容器是经过精确标定容器稳压法两种。标准计量容器是经过精确标定的，其容积精度可达万分之几，其上装有读数装的，其容积精度可达万分之几，其上装有读数装置，有各种不同的容积可根据流量范围需要选用。置，有各种不同的容积可根据流量范围需要选用。图图8-428-42所示为标准容积法流量
90、标准装置示意图。在校验时，所示为标准容积法流量标准装置示意图。在校验时，高位水槽中的液体通过被校流量计经切换机构流入标准容高位水槽中的液体通过被校流量计经切换机构流入标准容器。从标准容器的读数装置上读出在一定时间内进入标准器。从标准容器的读数装置上读出在一定时间内进入标准容器的液体体积，并将由此决定的体积流量值作为标准值容器的液体体积，并将由此决定的体积流量值作为标准值与被校流量计的显示值相比较。与被校流量计的显示值相比较。 进行校验的方法有动态校验法和静夺校验法两种；进行校验的方法有动态校验法和静夺校验法两种；动态校验法是让液体以一定的流量流入标准容器，读动态校验法是让液体以一定的流量流入标
91、准容器，读出在一定时间间隔内标准容器内液面上升量，或者读出在一定时间间隔内标准容器内液面上升量，或者读出液面上升一定高度所需的时间。静态校验法是控制出液面上升一定高度所需的时间。静态校验法是控制停止阀或切换机构让一定体积的液体进入标准容器，停止阀或切换机构让一定体积的液体进入标准容器，测定开始流入到停止流入的时间间隔。测定开始流入到停止流入的时间间隔。 标准容积法有较高精度，但在标定大流量时制造精标准容积法有较高精度，但在标定大流量时制造精密的大型标准容器比较困难。密的大型标准容器比较困难。1水池；2水泵；3高位水槽；4溢流管；5稳压容器； 6夹表器；7切换机构；8切换挡板；9标准容积计量槽；
92、10液位标尺；11游标；12被校流量计 标准容积法流量标准装置 2. 2. 标准质量法标准质量法 这种方式是以秤代替标准容器作为标准器，用秤量这种方式是以秤代替标准容器作为标准器，用秤量一定时间内流入容器内的流体总量的方法来求出被测液体一定时间内流入容器内的流体总量的方法来求出被测液体的流量。秤的精度较高，这种方法可以达到的流量。秤的精度较高，这种方法可以达到0.10.1的精的精度。其实验方法度。其实验方法 也有静态法和动态法两种，静态法可以也有静态法和动态法两种，静态法可以消除流体的剩余动能的影响，精度更高。消除流体的剩余动能的影响，精度更高。3. 3. 标准流量计法标准流量计法 这种方式是
93、采用高精度流量种方式是采用高精度流量计作作为标准准仪表表对其他其他工作用流量工作用流量计进行校正。用作高精度流量行校正。用作高精度流量计的有容的有容积式、式、涡轮式、式、电磁式和差磁式和差压式等型式，可以达到式等型式，可以达到0.10.1左右左右的的测量精确度。量精确度。对一般工作用流量一般工作用流量计进行校行校验时，该方法方法比比较简单、方便且、方便且节省省费用。用。4. 4. 标准体准体积管管 用标准体积管作为流量标准装置可以在现场对流量计进用标准体积管作为流量标准装置可以在现场对流量计进行较大流量的实流标定，由于标定条件与使用条件一致，行较大流量的实流标定，由于标定条件与使用条件一致，因
94、而有较高精度可以检定高精度的流量计。因而有较高精度可以检定高精度的流量计。 标准体积管流量装置在结构上有多种类型，其基本组标准体积管流量装置在结构上有多种类型，其基本组成部分有：两个检测开关之间的基准体积管；安装在基准成部分有：两个检测开关之间的基准体积管；安装在基准管进出口的检测开关及发讯器；在标准体积管中起置换、管进出口的检测开关及发讯器；在标准体积管中起置换、发讯、密封和清管作用的置换器（球）。发讯、密封和清管作用的置换器（球）。 图图8-438-43为单球式标准体积管的原理示意图。合为单球式标准体积管的原理示意图。合成橡胶球经交换器进入体积管，在流过被校验仪表成橡胶球经交换器进入体积管
95、，在流过被校验仪表的液流推动下，按箭头所示方向前进。橡胶球经过的液流推动下，按箭头所示方向前进。橡胶球经过入口探头时发出信号启动计数器，橡胶球经过出口入口探头时发出信号启动计数器，橡胶球经过出口探头时停止计数器工作。橡胶球受导向杆阻挡，落探头时停止计数器工作。橡胶球受导向杆阻挡，落入交换器，再为下一次实验作准备。入交换器，再为下一次实验作准备。被校表的体被校表的体积流量流量总量与量与标准体准体积段的容段的容积相等，脉冲相等，脉冲计数器的数器的累累计数相数相应于被校表于被校表给出的体出的体积流量流量总量。量。这样，根据根据检测球走完球走完标准体准体积段的段的时间求出的体求出的体积流量流量作作为标
96、准，把它与被校表准，把它与被校表显示示值进行行对比，即可得比，即可得知被校表的精度。知被校表的精度。1被校验流量计；2交换器；3球；4终止检测器；5起始检测器；6体积管；7校验容积；8计数器 单球式标准体积管原理示意图 8.3.2 8.3.2 气体流量气体流量标准装置准装置对于气体流量计，常用的校正方法有：用标对于气体流量计，常用的校正方法有：用标准气体流量计的校正法，用标准气体容积的校正法，准气体流量计的校正法，用标准气体容积的校正法，使用液体标准流量计的置换法等使用液体标准流量计的置换法等。 标准气体容积校正的方法标准气体容积校正的方法采用钟罩式气体流量校正采用钟罩式气体流量校正装置，其系
97、统示意图如图装置，其系统示意图如图所示。所示。 1钟罩；2导轨和支架；3平衡锤；4补偿锤；5、6挡板；7发讯器钟罩式气体流量校正装置 标准气体容积校正的方法采用钟罩式气体流量校正装置，其标准气体容积校正的方法采用钟罩式气体流量校正装置，其系统示意图如图系统示意图如图844所示。作为气体标准容器的是钟罩，钟所示。作为气体标准容器的是钟罩，钟罩的下部是一个水封容器。由于下部液体的隔离作用，使钟罩罩的下部是一个水封容器。由于下部液体的隔离作用，使钟罩下形成储存气体的标准容积。工作气体由底部的管道送入或引下形成储存气体的标准容积。工作气体由底部的管道送入或引出。钟罩上部经过滑轮悬有平衡重物，为了克服浮
98、力的影响，出。钟罩上部经过滑轮悬有平衡重物，为了克服浮力的影响，使钟罩内压力不随钟罩浸入深度的变化而变化，保证在检定过使钟罩内压力不随钟罩浸入深度的变化而变化，保证在检定过程中钟罩下的压力恒定，还配有补偿机构。钟罩侧面有经过分程中钟罩下的压力恒定，还配有补偿机构。钟罩侧面有经过分度的标尺，以计量钟罩内气体体积。度的标尺，以计量钟罩内气体体积。 在对流量计进行校准时，先由送风机将气体送入钟罩，使钟在对流量计进行校准时，先由送风机将气体送入钟罩，使钟罩浮起。当气体量达到预定要求时，关闭进气阀停止进气，然罩浮起。当气体量达到预定要求时，关闭进气阀停止进气，然后打开通向被校流量计的阀门和流量计后的调节
99、阀。钟罩以稳后打开通向被校流量计的阀门和流量计后的调节阀。钟罩以稳定速度下降，钟罩内气体经被校流量计流入大气。当挡板定速度下降，钟罩内气体经被校流量计流入大气。当挡板5、6先后到达发讯器先后到达发讯器7时，发讯器分别给出计数器开始和停止计数的时，发讯器分别给出计数器开始和停止计数的信号。两挡板间的钟罩容积已事先经过标定，被校表的累积流信号。两挡板间的钟罩容积已事先经过标定，被校表的累积流过总量应与此相符。采用该方法也要对温度、压力进行修正。过总量应与此相符。采用该方法也要对温度、压力进行修正。这种方法比较常用，可达到较高精度。这种方法比较常用，可达到较高精度。 此外，还有用音速喷嘴产生恒定流量值对气体流量计进行校此外，还有用音速喷嘴产生恒定流量值对气体流量计进行校正的方法。正的方法。
