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1、第三节其他流量检测仪表本讲稿第一页，共三十六页这是一种以测量流体在管道内的速度作为测量依据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。例如来计算流量的仪表。例如压差式流量计压差式流量计、转子流量计转子流量计、电磁流量计电磁流量计、涡轮流量计涡轮流量计、靶式流量计、堰式流量计、靶式流量计、堰式流量计等。等。速度式流量计速度式流量计本讲稿第二页，共三十六页这是一种以单位时间内所排出的流体的固定容积的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。例如数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流椭圆齿轮流量计量计、活塞式流量计等、活塞式流量计等。容
2、积式流量计容积式流量计本讲稿第三页，共三十六页四、椭圆齿轮流量计四、椭圆齿轮流量计椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计属属于于容容积积式式流流量量计计。用用于于精精密密的的连连续续或或间间断断的的测测量量管管道道中中液液体体的的流流量量或或瞬瞬时时流流量量它它特特别别适适合合于于重重油油、聚聚乙乙烯烯醇醇、树树脂脂等粘度较高介质的流量测量。等粘度较高介质的流量测量。本讲稿第四页，共三十六页椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计的的测测量量部部分分主主要要由由两两个个相相互互啮啮合合的的椭椭圆圆齿轮及其外壳齿轮及其外壳(计量室计量室)所构成所构成。椭圆齿轮流量计的工作原理椭圆齿轮流量计的工作原理本讲稿第五页，共三
3、十六页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，带带动动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轮轮的的带带动动下下逆逆时时针转动。针转动。本讲稿第六页，共三十六页显示原理图显示原理图本讲稿第七页，共三十六页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，只只要测出椭圆齿轮
4、的旋转速度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。量。本讲稿第八页，共三十六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与外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，壳间的泄露量。被测介质的粘度愈大，泄露量越小，测量精度也越高。测量精度也越高。本讲稿第九页，共三十六页椭圆齿轮流量计的特点椭圆齿轮流量计的特点（1
5、）流流量量测测量量与与流流体体的的流流动动状状态态无无关关，这这是是因因为为椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计是是依靠被测介质的压差推动椭圆齿轮旋转而进行计量的依靠被测介质的压差推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。(2)粘粘度度愈愈大大的的介介质质，从从齿齿轮轮和和计计量量空空间间隙隙中中泄泄漏漏出出去去的的泄泄漏漏量量愈小，因此被测介质的粘度愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。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)不不适适用用于于含含有有固固体体颗颗粒粒的的流流体体(固固体体颗颗粒粒会会将将齿齿轮轮卡卡死死，以以致致无无法法测测量量流流量量)。如如果果被被测测液液体体介介质质中中
6、夹夹杂杂有有气气体体时时，也也会会引引起起测测量量误误差。差。本讲稿第十页，共三十六页（1）椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计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，则必须在管道上游加装过滤器；若含气体应安装排气装置。粒，则必须在管道上游加装过滤器；若含气体应安装排气装置。（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或垂直安装。平或垂直安装。（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椭圆齿轮流量计的安装本讲稿第十一页，共三十六
7、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量大于该下限流量允许值时，测量精度才能得到保证。流量大于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，否否则则不仅会增加测量误差，而且有使齿轮发生卡死的可能。不仅会增加测量误差，而
8、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行检查，若条件允许最好定期进行标定。进行检查，若条件允许最好定期进行标定。椭圆齿轮流量计的使用椭圆齿轮流量计的使用本讲稿第十二页，共三十六页四、电磁流量计四、电磁流量计LD系列智能电磁流量计系列智能电磁流量计本讲稿第十三页，共三十六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
9、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些些带带有悬浮颗粒的导电浆液。有悬浮颗粒的导电浆液。NS显示仪表VBEX返回返回本讲稿第十四页，共三十六页电磁流量计原理简图电磁流量计原理简图1磁极；磁极；2电极；电极；3管道管道本讲稿第十五页，共三十六页电电磁磁流流量量计计的的测测量量原原理理是是法法拉拉第第电电磁磁感感应应原原理理，即即导导电电液液体体在在磁磁场场中中作作切切割割磁磁力力线线运运动动时时，导导体体中中产产生生感感应应电电势势，其感应电势其感
10、应电势E为为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。本讲稿第十六页，共三十六页圆形管道中体积流量圆形管道中体积流量q与流速与流速V的关系为的关系为电磁流量计流量电磁流量计流量Q为为K K是仪表常数是仪表常数本讲稿第十七页，共三十六页电磁流量计的结构电磁流量计的结构 电电磁磁流流量量计计由由电电磁磁流流量量传传感感器器和和转转换换器器两两部部分分组组成成。传传感感器器安安装装在在工工业业过过程程管管道道上上，它它的的作作用用是是将将流流进进管管道道内内的的液液体体体体
11、积积流流量量值值线线性性地地变变换换成成感感应应电电势势信信号号，并并通通过过传传输输线线将将此此信信号号送送到到转转换换器器。转转换换器器安安装装在在离离传传感感器器不不太太远远的的地地方方，它它将将传传感感器器送送来来的的流流量量信信号号进进行行放放大大，并并转转换换成成流流量量信信号号成成正正比比的的标标准准电电信信号号输输出出，以以进进行行显显示示，累累积积和和调节控制。调节控制。本讲稿第十八页，共三十六页外外壳壳、磁磁轭轭、励励磁磁线线圈、电极、测量导管圈、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，导导管管由非导磁的材料组成。由
12、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间需需要加内衬。要加内衬。变送器结构变送器结构本讲稿第十九页，共三十六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，也没）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时不会引起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量仪表之一。最低的流量仪表之
13、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。）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的这是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电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。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，用聚三氟例如，用聚三氟乙烯乙烯或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨盐等腐蚀性介质；采用耐磨橡胶橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、体颗粒的、磨
14、损较大的矿浆、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。液体和纸浆等悬浊液体。本讲稿第二十页，共三十六页（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）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，就可心用来测量其它导电性液体的流量。后，就可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
15、（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量，）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。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奠的实
16、流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础定了基础本讲稿第二十一页，共三十六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剂溶剂等介质，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的限制，）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
17、，也不能用于低温介质的测量，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。以防止测量管外结露（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。本讲稿第二十二页，共三十六页一体式电磁流量计一体式电磁流量计分体式电磁流量计分体式电磁流量计插入式电磁流量计插入式电磁流量计本讲稿第二十三页，共三十六页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，
18、无压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、粘度、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影响。温度、压力和导电率变化的影响。v选用衬里材料及电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。本讲稿第二十四页，共三十六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、4
19、0、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075千欧千欧本讲稿第二十五页，共三十六页五、漩涡流量计（涡街流量计）五、漩涡流量计（涡街流量计）本讲稿第二十六页，共三十六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
20、则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。dv本讲稿第二十七页，共三十六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，（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 本讲稿第二十八页，共三十六页
21、当当两两列列旋旋涡涡间间距距为为h，同同列列中中相相邻邻旋旋涡涡间间距距为为l，对于圆柱体当满足对于圆柱体当满足时，旋涡体稳定。时，旋涡体稳定。1.测量原理测量原理卡门旋涡列卡门旋涡列Lh本讲稿第二十九页，共三十六页三角柱涡街三角柱涡街流量计流量计本讲稿第三十页，共三十六页检测元件不接触流体，可靠性高，介质适应性强。检测元件不接触流体，可靠性高，介质适应性强。无可动部件、耐磨损、测量范围宽、准确度高、压力无可动部件、耐磨损、测量范围宽、准确度高、压力损失小、脉冲信号低。损失小、脉冲信号低。特点特点本讲稿第三十一页，共三十六页(1)安安装装流流量量计计前前应应吹吹扫扫管管线线，以以免免管管道道中
22、中有有焊焊渣渣等等较较大异物影响传感器正常工作，甚至损坏传感器。大异物影响传感器正常工作，甚至损坏传感器。(2)涡涡街街流流量量传传感感器器在在管管道道上上可可以以水水平平或或垂垂直直安安装装，被被测介质应为满管流动，垂直安装时，流向应自下而上。测介质应为满管流动，垂直安装时，流向应自下而上。(3)当当需需要要温温度度、压压力力补补偿偿时时，压压力力变变送送器器安安装装在在流流量量传传感感器器下下游游3-5D处处，测测温温元元件件（通通常常用用铂铂电电阻阻）安安装装在在下下游游6-8D处。处。安装的要求安装的要求本讲稿第三十二页，共三十六页(4)传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽、
23、饱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。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。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。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。有少量的气体，传感器应安装在管线的较低处。本讲稿第三十三页，共三十六页本讲稿第三十四页，共三十六页各种各种流量计应用范围流量计应用范围本讲稿第三十五页，共三十六页本讲稿第三十六页，共三十六页