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1、第三节其他流量检测仪表第1页，本讲稿共36页这是一种以测量流体在管道内的速度作为测量依据来这是一种以测量流体在管道内的速度作为测量依据来计算流量的仪表。例如计算流量的仪表。例如压差式流量计压差式流量计、转子流量计转子流量计、电磁电磁流量计流量计、涡轮流量计涡轮流量计、靶式流量计、堰式流量计等。、靶式流量计、堰式流量计等。速度式流量计第2页，本讲稿共36页这是一种以单位时间内所排出的流体的固定容积这是一种以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿椭圆齿轮流量计轮流量计、活塞式流量计等、活塞式流量计等。容积式流量计第3页
2、，本讲稿共36页四、椭圆齿轮流量计四、椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计属于容积式流量计。用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量它特别适合于重油、聚乙烯醇、树脂等粘度较高介质的流量测量。第4页，本讲稿共36页 椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳(计量室)所构成。椭圆齿轮流量计的工作原理第5页，本讲稿共36页b上下两轮都有转动力矩，继续转动。上下两轮都有转动力矩，继续转动。c1轮轮力力矩矩为为0，2轮轮产产生生逆逆时时针针力力矩矩，2轮轮为为主主动动轮轮，带动带动1轮旋转。轮旋转。a1轮轮产产生生顺顺时时针针力力矩矩，2轮轮力力矩矩为为0，在在1轮轮的的带带动
3、动下下逆逆时时针针转动。转动。第6页，本讲稿共36页显示原理图第7页，本讲稿共36页nn椭圆齿轮的转速；椭圆齿轮的转速；V V0 0齿轮与外壳间包围的体积齿轮与外壳间包围的体积 这这样样，在在椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计的的齿齿轮轮与与外外壳壳间间包包围围的的体体积积V V0 0一一定定的的条条件件下下，只要测出椭圆齿轮的旋转速度只要测出椭圆齿轮的旋转速度n n，便可知道被测介质的流量。，便可知道被测介质的流量。在它的入口、出口之间形成压差（节流原理），此压差推动两齿轮旋转，将流体一份一份的排出，去排出的流体总量。第8页，本讲稿共36页椭圆齿轮流量计的椭圆齿轮流量计的误差误差主要是齿轮间和齿轮
4、与外壳主要是齿轮间和齿轮与外壳间的泄露量。被测介质的粘度愈大，泄露量越小，测间的泄露量。被测介质的粘度愈大，泄露量越小，测量精度也越高。量精度也越高。第9页，本讲稿共36页 椭圆齿轮流量计的特点（1）流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压差推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。(2)粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此被测介质的粘度愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。(3)不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。第10页，本讲稿共36页（1）椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计
5、计在在安安装装前前应应清清洁洁管管道道若若液液体体内内含含有有固固体体颗颗粒粒，则则必必须须在在管管道道上上游游加加装装过过滤滤器器；若若含含气气体体应应安安装装排排气气装置。装置。（2）椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计对对前前后后直直管管段段没没有有一一定定的的要要求求。它它可可以以水水平平或或垂直安装。垂直安装。（3）安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。）安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。椭圆齿轮流量计的安装第11页，本讲稿共36页（1）被被测测介介质质的的流流量量不不能能过过小小，如如果果过过小小仪仪表表的的泄泄漏漏误误差差的的影影响响就就会会突突出出，不不能能再再保保
6、证证足足够够的的测测量量精精度度。因因此此，不不同同型型号号规规格格的的椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计对对最最小小使使用用流流量量有有一一允允许许值值，只只有有当当实实际际被被测测流流量量大大于于该下限流量允许值时，测量精度才能得到保证。该下限流量允许值时，测量精度才能得到保证。（2）使使用用椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计要要注注意意被被测测介介质质的的温温度度不不能能过过高高，否否则则不不仅仅会增加测量误差，而且有使齿轮发生卡死的可能。会增加测量误差，而且有使齿轮发生卡死的可能。（3）长长期期使使用用后后的的椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计，其其内内部部的的齿齿轮轮会会被被腐腐蚀蚀和和磨磨损损，从从
7、而而影影响响测测量量精精度度。因因此此，要要经经常常注注意意观观察察，并并定定期期拆拆下下进进行行检检查查，若条件允许最好定期进行标定。若条件允许最好定期进行标定。椭圆齿轮流量计的使用第12页，本讲稿共36页四、电磁流量计四、电磁流量计LD系列智能电磁流量计 第13页，本讲稿共36页电磁流量计的原理电磁流量计的原理 利利用用某某些些流流体体的的导导电电性性质质，根根据据电电磁磁感感应应原原理理制制成成的的测测量量流流量量的的装装置置，称称为为电电磁磁流流量量计计。电电磁磁流流量量计计应应用用范范围围广广，可可以以测测量量酸酸、碱碱、盐盐溶溶液液等等腐腐蚀蚀性性介介质质，也也可可以以测测量量那那
8、些些带带有有悬悬浮浮颗颗粒粒的的导电浆液。导电浆液。NS显示仪表VBEX返回第14页，本讲稿共36页电磁流量计原理简图1磁极；2电极；3管道第15页，本讲稿共36页 电磁流量计的测量原理是法拉第电磁感应原理，即导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电势，其感应电势E为 E=BDV 其中：其中：E感应电势，感应电势，V；B磁感应强度，磁感应强度，T；V流体垂直于磁力线方向的流速，流体垂直于磁力线方向的流速，m/s；D管道直径，管道直径，m。第16页，本讲稿共36页 圆形管道中体积流量q与流速V的关系为 电磁流量计流量Q为 K是仪表常数第17页，本讲稿共36页电磁流量计的结构电磁流量计
9、的结构 电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感应电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。第18页，本讲稿共36页外壳、磁轭、励磁线圈、电极、测量导管注意：注意：1为为了了防防止止磁磁力力线线被被测测量量导导管管的的管管壁壁短短路路，导导管由非导磁的材料组成。管由非导磁的材料组成。2当当采采用用导导电电材材料料作作导导管管，测测量量导导管管与与电电极极之之间需要加内衬。间需
10、要加内衬。变送器结构第19页，本讲稿共36页电磁流量计的特点电磁流量计的特点 电磁流量计的主要优点如下：电磁流量计的主要优点如下：1）电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，）电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的时不会引起任何附加的压力压力损失，是流量计中运行损失，是流量计中运行能耗能耗最低的流最低的流量仪表之一。量仪表之一。2）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是
11、由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟乙烯乙烯或聚或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨耐磨橡胶橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、的矿浆、水泥水泥浆等液固两相流以及各种带浆等液固两相流以及各种带纤维纤维液体和纸浆等悬浊液体和纸浆等悬浊液体。液体。第
12、20页，本讲稿共36页（3）电磁流量计在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以）电磁流量计在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可电导率（在一定范围）的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可心用来测量其它导电性液体的流量。心用来测量其它导电性液体的流量。（4）电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布）电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度
13、可达测量范围度可达100：1，有的甚至达，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。的可运行流量范围。（5）电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流）电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。量，也可测量正反两个方向的流量。（6）工业）工业用电用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而且国内已有口径达且国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础奠定了基础第21页，本讲稿共36页电磁流量计目前仍然存在的主要不足如下电磁流量计目
14、前仍然存在的主要不足如下1）不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。）不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。2）不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机）不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶溶剂剂等介质，目前电磁流量计还无能为力。等介质，目前电磁流量计还无能为力。3）普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料）普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。温介质的测量，以
15、防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。4）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。第22页，本讲稿共36页一体式电磁流量计 分体式电磁流量计 插入式电磁流量计 第23页，本讲稿共36页HDLDE电磁流量计电磁流量计v广泛适用于石油、化工、冶金等领域，广泛适用于石油、化工、冶金等领域，用于用于电导率大于电导率大于5us/cm的导电液的导电液体的流量测量体的流量测量。v测量管内无活动及阻流部件，无测量管内无活动及阻流部件，无压力损失，测量不受介质的密度、压力损失，测量不受介质的密度、粘度、温度、压力和导电率变化的粘度、温度、压力和导电率变化的影响。影响。v选用衬里材料及电
16、极材料具有良好选用衬里材料及电极材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。低频矩形波的耐腐蚀性和耐磨性。低频矩形波励磁，不受工频及现场各种杂散干励磁，不受工频及现场各种杂散干扰影响扰影响。第24页，本讲稿共36页主要技术指标主要技术指标1、准确度等级：、准确度等级：0.5级、级、1级级2、量程比：、量程比：1：203、最大流速范围：、最大流速范围：0.310m/s4、规格、规格(口径口径):10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、700、800、900、1000(mm)5、输出信号：、输出信号：脉冲信号：脉冲信
17、号：02KHz,幅度：幅度：05V；模拟信号：模拟信号：010mADC，负载能力为，负载能力为01.5千欧；千欧；420mADC,负载能力为负载能力为075千欧千欧第25页，本讲稿共36页五、漩涡流量计（涡街流量计）五、漩涡流量计（涡街流量计）第26页，本讲稿共36页涡涡街街流流量量计计是是依依据据流流体体震震荡荡原原理理工工作作的的流流量量计计。是是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。dv第27页，本讲稿共36页在管道中垂直于流体流向放置一个非线性柱体在管道中垂直于流体流向放置一个非线性柱体（旋涡发生体），当流体流量增大到一定程度以后，
18、（旋涡发生体），当流体流量增大到一定程度以后，流体在旋涡发生体两侧交替产生两列规则排列的旋流体在旋涡发生体两侧交替产生两列规则排列的旋涡，两列旋涡的旋转方向相反，且从发生体上分离涡，两列旋涡的旋转方向相反，且从发生体上分离出来，平衡但不对称，这两列旋涡被称为卡曼涡街出来，平衡但不对称，这两列旋涡被称为卡曼涡街（也称涡街）。（也称涡街）。dv漩涡流量计的原理漩涡流量计的原理 第28页，本讲稿共36页当两列旋涡间距为h，同列中相邻旋涡间距为l，对于圆柱体当满足 时，旋涡体稳定。1.测量原理卡门旋涡列Lh第29页，本讲稿共36页三角柱涡街流量计第30页，本讲稿共36页检测元件不接触流体，可靠性高，介
19、质适应性强。无可动部件、耐磨损、测量范围宽、准确度高、压力损失小、脉冲信号低。特点第31页，本讲稿共36页(1)安装流量计前应吹扫管线，以免管道中有焊渣等较大异物影响传感器正常工作，甚至损坏传感器。(2)涡街流量传感器在管道上可以水平或垂直安装，被测介质应为满管流动，垂直安装时，流向应自下而上。(3)当需要温度、压力补偿时，压力变送器安装在流量传感器下游3-5D处，测温元件（通常用铂电阻）安装在下游6-8D处。安装的要求第32页，本讲稿共36页(4)传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽、饱和蒸汽和低温液体，这样流体的温度对放大器的影响较小。当用于测量高温液体或需经常清洗管道时，可将传感器倒装。(5)在有保温层的管道上，切勿用保温材料将传感器上连接放大器盒的连杆都包围起来，最多不超过连杆高度的三分之一。传感器壳体可以用保温材料包裹。(6)测量气体流量时，若被测气体中含有少量的液体，传感器应安装在管线的较高处；测量液体流量时，若被测液体中含有少量的气体，传感器应安装在管线的较低处。第33页，本讲稿共36页第34页，本讲稿共36页各种各种流量计应用范围流量计应用范围第35页，本讲稿共36页第36页，本讲稿共36页