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1、流量测量流量测量流量检测的主要方法和分类 流量检测的主要方法和分类 节流式流量计 节流式流量计 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 漩涡流量计 漩涡流量计 容积式流量计 容积式流量计 其它流量检测方法 其它流量检测方法 超声波式流量检测 超声波式流量检测 质量流量检测方法 质量流量检测方法 几个概念 几个概念 流 流量 量通 通常 常是 是指 指单 单位 位时 时间 间内 内流 流经 经管 管道 道某 某截 截面 面的 的流 流体 体的 的数 数量 量，也 也就 就是 是所 所谓 谓的 的瞬 瞬时 时流 流量 量；在某一段时间内流过流体的总和，称为 在某一段
2、时间内流过流体的总和，称为总量 总量或 或累积流量 累积流量。体积流量 体积流量以体积表示的瞬时流量用 以体积表示的瞬时流量用 q qv v 表示，单位为 表示，单位为 m m3 3/s/s 以体积表示的累积流量用 以体积表示的累积流量用 Q Qv v 表示，单位为 表示，单位为 m m3 3质量流量 质量流量以质量表示的瞬时流量用 以质量表示的瞬时流量用 q qm m 表示，单位为 表示，单位为 kg/s kg/s以质量表示的累积流量用 以质量表示的累积流量用 Q Qm m 表示，单位为 表示，单位为 kg kg 标态下的体积流量 标态下的体积流量由 由于 于气 气体 体是 是可 可压 压缩
3、 缩的 的，流 流体 体的 的体 体积 积会 会受 受工 工况 况的 的影 影响 响，为 为了 了便 便于 于比 比较 较，工 工程 程上 上通 通常 常把 把工 工作 作状 状态 态下 下测 测得 得的 的体 体积 积流 流量 量换 换算 算成 成标 标准 准状 状态（温度为 态（温度为20 20，压力为一个标准大气压）下的体积流量。，压力为一个标准大气压）下的体积流量。标准状态下的体积流量用 标准状态下的体积流量用q qvn vn表示，单位为 表示，单位为Nm Nm3 3/s/s。1 1 流量检测的主要方法和分类 流量检测的主要方法和分类 流 流量 量检 检测 测方 方法 法有 有很 很多
4、 多，就 就测 测量 量原 原理 理而 而言 言，可 可以 以分 分为 为直 直接 接测 测量 量法 法和 和间接测量法 间接测量法两类。两类。直接测量法可以直接测量出管道中的体积流量或质量流量 直接测量法可以直接测量出管道中的体积流量或质量流量间 间接 接测 测量 量法 法则 则是 是通 通过 过测 测量 量出 出流 流体 体的 的(平 平均 均)流 流速 速，结 结合 合管 管道 道的 的截 截面 面积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。除 除了 了椭 椭圆 圆齿 齿轮 轮流 流量 量计 计直 直接 接测 测量 量体 体积 积流 流量 量、科 科里
5、 里奥 奥利 利力 力质 质量 量流 流量 量计之外，其它均基于间接法来流量测量 计之外，其它均基于间接法来流量测量2 2 节流式流量计 节流式流量计(a)标准孔板(b)喷嘴(c)文丘里管把 把流 流体 体流 流过 过阻 阻力 力件 件使 使流 流束 束收 收缩 缩造 造成 成压 压力 力变 变化 化的 的过 过程 程称 称节 节流 流过 过程 程，其中的阻力件称为节流件。其中的阻力件称为节流件。标准节流件包括 标准节流件包括标准孔板 标准孔板、标准喷嘴 标准喷嘴和 和标准文丘里管 标准文丘里管。对 对于 于标 标准 准化 化的 的节 节流 流件 件，在 在设 设计 计计 计算 算时 时都 都
6、有 有统 统一 一标 标准 准的 的规 规定 定、要 要求 求和 和计 计算 算所 所需 需的 的有 有关 关数 数据 据及 及程 程序 序，可 可直 直接 接按 按照 照标 标准 准制 制造 造；安 安装 装和 和使 使用时不必进行标定。用时不必进行标定。特 特殊 殊节 节流 流件 件主 主要 要用 用于 于特 特殊 殊介 介质 质或 或特 特殊 殊工 工况 况条 条件 件的 的流 流量 量检 检测 测，它 它必 必须用实验方法单独标定。须用实验方法单独标定。12 3 节流原理 节流原理 流 流动 动流 流体 体的 的能 能量 量有 有两 两种 种形 形式 式：静 静压 压能 能和 和动 动
7、能 能。流 流体 体由 由于 于有 有压 压力 力而 而具 具有 有静 静压 压能 能，又 又由 由于有流动速度而具有动能，这两种形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。于有流动速度而具有动能，这两种形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。流速静压 流量方程 流量方程 12 3流速静压 标准节流件 标准节流件(孔板 孔板)节流装置包括 节流装置包括节流件 节流件、取压装置 取压装置和 和符合要求的前后直管段 符合要求的前后直管段标 标准 准节 节流 流装 装置 置是 是指 指节 节流 流件 件、取 取压 压装 装置 置都 都标 标准 准化 化，前 前后 后直 直管 管段 段符合规定要求，可以直
8、接投入使用 符合规定要求，可以直接投入使用 标准孔板，要求：标准孔板，要求：d/D d/D 应在 应在0.2 0.2 0.75 0.75之间 之间 d d不小于 不小于12.5mm 12.5mm 直孔厚度 直孔厚度h h应在 应在0.005D 0.005D到 到0.02D 0.02D之间 之间 孔板的总厚度 孔板的总厚度H H应在 应在h h和 和0.05D 0.05D之间 之间 圆锥面的斜角 圆锥面的斜角 应在 应在30 30 45 45之间 之间 标 标准 准喷 喷嘴 嘴和 和标 标准 准文 文丘 丘里 里管 管的 的结 结构 构参 参数 数的 的规 规定 定也 也可 可以 以查 查阅相关
9、的设计手册。阅相关的设计手册。有手册可 有手册可查，不要 查，不要求记 求记 标准取压方式 标准取压方式 国家规定标准的取压方式有 国家规定标准的取压方式有角接取压 角接取压、法兰取压 法兰取压和 和D D D/2 D/2取压 取压。角接取压 角接取压环隙取压单独钻孔取压夹持环流体角接取压的两个取压口分别位于孔板上下端面与管壁的夹角处 角接取压的两个取压口分别位于孔板上下端面与管壁的夹角处取压口可以是 取压口可以是环隙取压 环隙取压口和 口和单独钻孔取压 单独钻孔取压口 口环 环隙 隙取 取压 压利 利用 用左 左右 右对 对称 称的 的两 两个 个环 环室 室把 把孔 孔板 板夹 夹在 在中
10、 中间 间，通 通常 常要 要求 求环 环隙 隙在 在整 整个 个圆 圆周 周上 上穿 穿通 通管 管道 道，或 或者 者每 每个 个夹 夹持 持环 环应 应至 至少 少有 有四 四个 个开 开孔 孔与 与管 管道 道内 内部 部连 连通 通，每 每个 个开 开孔 孔的 的中 中心 心线 线彼 彼此 此互 互成 成等 等角 角度 度，再 再利 利用导压管把孔板上下游的压力分别引出 用导压管把孔板上下游的压力分别引出当 当采 采用 用单 单独 独钻 钻孔 孔取 取压 压时 时，取 取压 压口 口的 的轴 轴线 线应 应尽 尽可 可能 能以 以90 90与 与管 管道 道轴 轴线相交 线相交环隙宽
11、度和单独钻孔取压口的直径 环隙宽度和单独钻孔取压口的直径 a a 通常在 通常在4 4 10mm 10mm之间 之间 显 显然 然，环 环隙 隙取 取压 压由 由于 于环 环室 室的 的均 均压 压作 作用 用，便 便于 于测 测出 出孔 孔板 板两 两端 端的 的平 平稳 稳差 差压 压，能 能得 得到 到较 较好 好的 的测 测量 量精 精度 度，但 但是 是夹 夹持 持环 环的 的加 加工 工制 制造 造和安装要求严格。当管径 和安装要求严格。当管径D D 500mm 500mm时，一般采用单独钻孔取压。时，一般采用单独钻孔取压。法兰取压和 法兰取压和D D D/2 D/2取压 取压 法
12、兰取压装置是由一对带有取压口 法兰取压装置是由一对带有取压口的法兰组成 的法兰组成取压口轴线距离孔板上、下端面 取压口轴线距离孔板上、下端面均为 均为25.4mm 25.4mm（1 1英寸）英寸）l1l2法兰取压D D D/2 D/2取 取压 压装 装置 置是 是设 设有 有取 取压 压口 口的 的管 管段 段，上 上、下 下游 游取 取压 压口 口轴 轴线 线与 与孔板上游端面的距离分为 孔板上游端面的距离分为D D和 和D/2 D/2（D D为管道的直径）为管道的直径）l1(D)l2(D/2)DD/2取压 节流式流量计的安装 节流式流量计的安装 原理总结：原理总结：节流装置 引压管 差压变
13、送器 显示仪表/控制器 在 在各 各种 种标 标准 准的 的节 节流 流装 装置 置中 中以 以标 标准 准孔 孔板 板的 的应 应用 用最 最为 为广 广泛 泛，它 它具 具有 有结 结构 构简 简单 单、安 安装 装使 使用 用方 方便 便的 的特 特点 点，适 适用 用于 于大 大流 流量 量的 的测 测量 量。孔 孔板 板的 的最 最大 大缺 缺点 点是 是流 流体 体流 流经 经节 节流 流件 件后 后压 压力 力损 损失 失较 较大 大，当 当工 工艺 艺管 管路 路不 不允 允许 许有 有较 较大 大的 的压 压力 力损 损失 失时 时，一 一般 般不 不宜 宜选 选用 用孔 孔
14、板 板流 流量 量计 计。标 标准 准喷 喷嘴 嘴和 和标 标准 准文 文丘 丘里 里管 管的 的压 压力 力损 损失 失较 较小 小，但 但结 结构比较复杂，不易加工。构比较复杂，不易加工。流体在管道中正常流动（流体在管道中正常流动（v v、p p）节流件使流体收束，流速增大，压力降低 节流件使流体收束，流速增大，压力降低节流件前后出现 节流件前后出现“压差 压差”“压差 压差”与流量有关 与流量有关再采用差压变送器，将差压信号转换为统一的标准信号，便于显示及控制 再采用差压变送器，将差压信号转换为统一的标准信号，便于显示及控制 节流式流量计的使用特点和要求 节流式流量计的使用特点和要求 标
15、准孔板应用广泛，它具有结构简单、安装方便的特点，标准孔板应用广泛，它具有结构简单、安装方便的特点，适用于大流量的测量 适用于大流量的测量。孔 孔板 板测 测量 量的 的压 压损 损大 大，当 当不 不允 允许 许有 有较 较大 大的 的管 管道 道压 压损 损时 时，便 便不 不宜 宜采 采用 用。在 在一 一般 般场 场合 合下 下，仍采用孔板为多。仍采用孔板为多。标准喷嘴和标准文丘里管的压力损失较孔板为小，但结构比较复杂，不易加工。标准喷嘴和标准文丘里管的压力损失较孔板为小，但结构比较复杂，不易加工。标准节流装置仅适用于测量 标准节流装置仅适用于测量管道直径大于 管道直径大于50 50mm
16、 mm，雷诺数在 雷诺数在10 104 4 10 105 5以上的流体 以上的流体；流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变 流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变；为 为保 保证 证流 流体 体在 在节 节流 流装 装置 置前 前后 后为 为稳 稳定 定的 的流 流动 动状 状态 态，在 在节 节流 流装 装置 置的 的上 上、下 下游 游必 必须 须配 配置 置一定长度的直管段（与管径、节流件的开孔面积以及管路上的弯头数都有关系）一定长度的直管段（与管径、节流件的开孔面积以及管路上的弯头数都有关系）节 节流 流装 装置 置经 经过 过长 长时 时间 间的 的使 使用 用，会 会因 因物 物理
17、 理磨 磨损 损或 或者 者化 化学 学腐 腐蚀 蚀，造 造成 成几 几何 何形 形状 状和 和尺 尺寸 寸的 的变 变化 化，从 从而 而引 引起 起测 测量 量误 误差 差，因 因此 此需 需要 要及 及时 时检 检查 查和 和维 维修 修，必 必要 要时 时更 更换 换新 新的 的节 节流 流装 装置 置 节流式流量计误差产生的原因 节流式流量计误差产生的原因 实 实际 际工 工况 况与 与设 设计 计要 要求 求不 不符 符，如 如：温 温度 度、压 压力 力、湿 湿度 度以 以及 及相 相应 应的 的流 流体 体重 重度 度、粘 粘度 度、雷 雷诺 诺数 数等 等参 参数 数数 数值
18、 值发 发生 生变 变化 化，则 则会 会造 造成 成较 较大 大的 的误 误差 差。为 为了 了消 消除 除这 这种 种误差，必须按新工艺重新设计计算，或加以必要的修正。误差，必须按新工艺重新设计计算，或加以必要的修正。节 节流 流装 装置 置安 安装 装不 不正 正确 确节 节流 流装 装置 置安 安装 装不 不正 正确 确，在 在安 安装 装时 时，特 特别 别要 要注 注意 意节 节流 流装 装置的安装方向。置的安装方向。在 在使 使用 用中 中，要 要保 保持 持节 节流 流装 装置 置的 的清 清洁 洁。如 如在 在节 节流 流装 装置 置处 处防 防止 止有 有沉 沉淀 淀、结
19、结焦 焦、堵塞等现象。堵塞等现象。节流装置的磨损，应注意日常检查、维修，必要时应换用新的孔板。节流装置的磨损，应注意日常检查、维修，必要时应换用新的孔板。导压管安装不正确，或有诸塞、渗漏现象，导压管安装不正确，或有诸塞、渗漏现象，节流式流量计误差产生的原因 节流式流量计误差产生的原因孔板本身原因：孔板本身原因：直角边缘不锐利 直角边缘不锐利 测量值偏小 测量值偏小 d d太大 太大 测量值偏小 测量值偏小 正取压孔离端面太远 正取压孔离端面太远 测量值偏小 测量值偏小 h h太大 太大 测量值偏大 测量值偏大 负取压孔离端面太远 负取压孔离端面太远 测量值偏小 测量值偏小 测量值偏大 测量值偏
20、大 安装不好，孔板弯曲 安装不好，孔板弯曲 可大可小 可大可小 3 3 转子流量计 转子流量计 h孔板流量计：孔板流量计：节流面积不变 节流面积不变 流量变化 流量变化 压差发生变化 压差发生变化转子流量计：转子流量计：压差不变 压差不变 流量变化 流量变化 节流面积发生变化 节流面积发生变化转子流量计主要由两个部分组成 转子流量计主要由两个部分组成：一是由下往上逐渐扩大的 一是由下往上逐渐扩大的锥形管 锥形管（通常用透明玻璃制成）（通常用透明玻璃制成）二是放在锥形管内可自由运动的 二是放在锥形管内可自由运动的转子 转子。被测 被测流体由 流体由锥形管 锥形管下端进入 下端进入，流经 流经转子
21、与锥形管之间的 转子与锥形管之间的环隙 环隙，再，再从上端流出 从上端流出。当 当流 流体 体流 流过 过的 的时 时候 候，位 位于 于锥 锥形 形管 管中 中的 的转 转子 子受 受到 到向 向上 上的 的一 一个 个力 力，使 使其 其浮 浮起 起。当 当这 这个 个力正好等于转子重量减去流体对转子的浮力，此时转子就停浮在一定的高度上。力正好等于转子重量减去流体对转子的浮力，此时转子就停浮在一定的高度上。若 若流 流体 体流 流量 量突 突然 然由 由小 小变 变大 大时 时，作 作用 用在 在转 转子 子上 上的 的向 向上 上的 的力 力就 就加 加大 大，转 转子 子上 上升 升，
22、环 环隙 隙增 增大 大，即 即流 流通 通面 面积 积增 增大 大。随 随着 着环 环隙 隙的 的增 增大 大，使 使流 流体 体流 流速 速变 变慢 慢，流 流体 体作 作用 用在 在转 转子 子上 上的 的向 向上 上力 力也 也就 就变 变小 小。这 这样 样，转 转子 子在 在一 一个 个新 新的 的高 高度 度上 上重 重新 新平 平衡 衡。这 这样 样，转 转子 子在 在锥 锥形 形管中平衡位置的高低 管中平衡位置的高低h h与被测介质的流量大小相对应。与被测介质的流量大小相对应。流量方程 流量方程转子的平衡关系：转子的平衡关系：转 转子 子和 和锥 锥形 形管 管间 间的 的环
23、 环隙 隙面 面积 积相 相当 当于 于节 节流 流式 式流 流量 量计 计的 的节 节流 流孔 孔面 面积 积，但 但它 它是 是变 变化 化的 的，并 并与 与转 转子 子高度 高度h h成近似的线性关系，因此，转子流量计的流量公式可以表示为：成近似的线性关系，因此，转子流量计的流量公式可以表示为：式中：式中：为仪表常数；为仪表常数；h h为转子浮起的高度。为转子浮起的高度。流量与转子高度 流量与转子高度h h成线性关系 成线性关系式中的其它参数为常数 式中的其它参数为常数转 转子 子流 流量 量计 计一 一般 般只 只适 适用 用于 于就 就地 地指 指示 示。对 对配 配有 有电 电远
24、 远传 传装 装置 置的 的转 转子 子流 流量 量计 计，也 也可 可以 以把 把反 反应 应流 流量 量大 大小 小的 的转 转子 子高 高度 度h h转 转换 换为 为电 电信 信号 号，传 传送 送到 到其 其它 它仪 仪表 表进 进行显示、记录或控制。行显示、记录或控制。流量修正 流量修正 转 转子 子流 流量 量计 计在 在生 生产 产的 的时 时候 候，是 是在 在工 工业 业基 基准 准状 状态 态（20 20，0.10133Mpa 0.10133Mpa）下用水或空气进行刻度的。下用水或空气进行刻度的。液体流量测量时的修正 液体流量测量时的修正 如果某转子流量计的转子高度为 如
25、果某转子流量计的转子高度为h h，如果介质为，如果介质为20 20的 的 水，则流量 水，则流量q qv0 v0与 与h h的关系满足：的关系满足：如果介质不是 如果介质不是20 20的 的 水，则流量 水，则流量q qvf vf与 与h h的关系满足：的关系满足：如果被测介质的粘度和水的粘度相差不大，可以近似认为 如果被测介质的粘度和水的粘度相差不大，可以近似认为 是常数，则有 是常数，则有 刻度流量 刻度流量实际流量 实际流量修正系数 修正系数例 例现 现有 有一 一只 只以 以水 水标 标定 定的 的转 转子 子流 流量 量计 计用 用来 来测 测量 量苯 苯的 的流 流量 量，已 已知
26、 知转 转子 子的 的材 材料 料为 为不 不锈 锈钢 钢（密 密度 度7.9g/cm 7.9g/cm3 3），苯 苯的 的密 密度 度为 为0.83g/cm 0.83g/cm3 3，请 请问 问流 流量 量计 计读 读数 数为 为3.6L/s 3.6L/s时 时，苯 苯的 的实 实际流量是多少？际流量是多少？解：解：修正公式 修正公式因此 因此质量流量的修正公式 质量流量的修正公式气体流量测量时的修正 气体流量测量时的修正 假设实际被测气体的密度为 假设实际被测气体的密度为 f f，因此被测流体流量 因此被测流体流量Q Qf f与指示值 与指示值Q Q0 0的关系是：的关系是：通常，气体流量
27、需要把它转化成工业基准状态（通常，气体流量需要把它转化成工业基准状态（T T0 0 20 20 293K 293K，P P0 0 1.013310 1.0133105 5Pa Pa）记被测时的压力和温度分别为：记被测时的压力和温度分别为：P Pf f、T Tf f，所以被测流体对应标准状态的体积流量为：，所以被测流体对应标准状态的体积流量为：此时的密度 此时的密度 f f还是实际密度，由于测量的困难，也需要把它转化成标态下的密度更为方便：还是实际密度，由于测量的困难，也需要把它转化成标态下的密度更为方便：于是有修正公式 于是有修正公式 转子流量计的 转子流量计的特点 特点 转子流量计主要适合于
28、检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；转子流量计主要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；流量计结构简单，使用方便，工作可靠，仪表前直管段长度要求不高；流量计结构简单，使用方便，工作可靠，仪表前直管段长度要求不高；流量计的基本误差约为仪表量程的土 流量计的基本误差约为仪表量程的土2 2，量程比可达，量程比可达10 10：1 1 流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影响。流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影响。4 4 电磁流量计 电磁流量计 基本工作原理 基本工作原理 导体切割磁力线，会产生电动势 导体切割磁力线，会产生
29、电动势 适用场合 适用场合 可 可以 以检 检测 测具 具有 有一 一定 定电 电导 导率 率的 的酸 酸、碱 碱、盐 盐溶 溶液 液，腐 腐蚀 蚀性 性液 液体 体以 以及 及含 含有 有固 固体 体颗 颗粒 粒的 的的 的液 液体 体测 测量 量，但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。流量公式 流量公式 当 当导 导电 电的 的流 流体 体在 在磁 磁场 场中 中以 以垂 垂直 直方 方向 向流 流动 动而 而切 切割 割磁 磁力 力线 线时 时，就 就会 会在 在管 管道 道两 两边 边的 的电 电极 极上 上产 产生 生感 感应 应电 电势 势
30、，感 感应 应电 电势 势的 的大 大小 小与 与磁 磁场 场的 的强 强度 度、流 流体 体的 的速 速度 度和 和流 流体垂直切割磁力线的有效长度成正比：体垂直切割磁力线的有效长度成正比：式中：式中：E Ex x为感应电势；为感应电势；K K为比例系数；为比例系数；B B为磁场强度；为磁场强度；D D为管道直径；为管道直径；v v为垂直于磁力线的流体流动速度。为垂直于磁力线的流体流动速度。在 在管 管道 道直 直径 径D D已 已经 经确 确定 定，磁 磁场 场强 强度 度B B维 维持 持不 不变 变时 时，流 流体 体的 的体 体积 积流 流量 量与 与磁 磁感 感应 应电 电势 势成
31、 成线 线性 性关 关系 系。利 利用 用上 上述 述原 原理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。电磁流量计的 电磁流量计的特点 特点测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而 测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而压力损失极小 压力损失极小；只 只要 要是 是导 导电 电的 的，被 被测 测流 流体 体可 可以 以是 是含 含有 有颗 颗粒 粒、悬 悬浮 浮物 物等 等，也 也可 可以 以是 是酸 酸、碱、盐等腐蚀性物质；碱、盐等腐蚀性物质；流 流量 量计 计的 的输 输出 出电 电流 流与 与体 体积 积流 流量 量成 成线 线性 性关 关系 系，
32、并 并且 且不 不受 受液 液体 体的 的温 温度 度、压 压力、密度、粘度等参数的影响；力、密度、粘度等参数的影响；电 电磁 磁流 流量 量计 计的 的量 量程 程比 比一 一般 般为 为10:1 10:1，精 精度 度较 较高 高的 的量 量程 程比 比可 可达 达100:100:1 1；测 测量 量口 口径 径范 范围 围大 大，可 可以 以从 从lmm lmm到 到2 2m m以 以上 上，特 特别 别适 适用 用于 于lm lm以 以上 上口 口径 径的 的水 水流 流量 量测量；测量；测量精度一般 测量精度一般优于 优于0.5 0.5级 级；电磁流量计反应迅速，电磁流量计反应迅速，
33、可以测量脉动流量 可以测量脉动流量；主要缺点：主要缺点：被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率 被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率 不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量 不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量 由于衬里材料的限制，一般使用温度为 由于衬里材料的限制，一般使用温度为0 0 200 200；因 因 电 电 极 极 嵌 嵌 装 装 在 在 测 测 量 量 导 导 管 管 上 上 的 的，使 使 工 工 作 作 压 压 力 力 限 限 制 制(一 一 般 般 0.25 0.25MPa MPa）电磁流量计的 电磁流量计的安装 安装可以水平安装，也可以垂直安装，但要求液体充满管道；可
34、以水平安装，也可以垂直安装，但要求液体充满管道；直管段要求：前 直管段要求：前10 10D D，后 后5 5D D以上；以上；远离磁场；远离磁场；变 变送 送器 器前 前后 后管 管道 道有 有时 时带 带有 有较 较大 大的 的杂 杂散 散电 电流 流，一 一般 般要 要把 把变 变送 送器 器前 前后 后1 1 1.5 1.5m m出 出和 和变 变送 送器外壳连接在一起，共同接地。器外壳连接在一起，共同接地。5 5 涡轮流量计 涡轮流量计 工作原理 工作原理 流 流体 体冲 冲击 击涡 涡轮 轮叶 叶片 片，使 使涡 涡轮 轮旋 旋转 转，涡 涡轮 轮的 的旋 旋转 转速 速度 度随 随
35、流 流量 量的 的变 变化 化而 而变 变化 化，通 通过 过涡 涡轮 轮外 外的 的磁 磁电 电转 转换 换装 装置 置可 可将 将涡 涡轮 轮的 的旋 旋转 转转 转换成电脉冲 换成电脉冲 SN流量方程 流量方程 特点和要求 特点和要求 流量与涡轮转速之间成 流量与涡轮转速之间成线性关系 线性关系；涡 涡轮 轮流 流量 量计 计的 的测 测量 量精 精度 度较 较高 高，可 可达 达到 到0.5 0.5级 级以 以上 上，反 反应 应迅 迅速 速，可 可测 测脉 脉动流量；动流量；主要用于 主要用于中小口径 中小口径的流量检测；的流量检测；仅适用 仅适用洁净的被测介质 洁净的被测介质，通常
36、在涡轮前要安装过滤装置；，通常在涡轮前要安装过滤装置；流 流量 量计 计水 水平 平安 安装 装，前 前后 后需 需一 一定 定长 长度 度的 的直 直管 管段 段，一 一般 般上 上游 游侧 侧和 和下 下游 游侧 侧的 的直管段长度要求在 直管段长度要求在10 10D D和 和5 5D D以上；以上；常 常温 温下 下用 用水 水标 标定 定，当 当介 介质 质的 的密 密度 度和 和粘 粘度 度发 发生 生变 变化 化时 时需 需重 重新 新标 标定 定或 或进 进行 行补偿 补偿6 6 漩涡流量计 漩涡流量计 工作原理 工作原理 把 把一 一个 个漩 漩涡 涡发 发生 生体 体（非 非
37、流 流线 线型 型对 对称 称物 物体 体）垂 垂直 直插 插在 在管 管道 道中 中，当 当流 流体 体绕 绕过 过漩 漩涡 涡发 发生 生体 体时 时会 会在 在其 其左 左右 右两 两侧 侧后 后方 方交 交替 替产 产生 生旋 旋转 转方 方向 向相反的漩涡，形成涡列，该漩涡列就称为卡门涡街 相反的漩涡，形成涡列，该漩涡列就称为卡门涡街只 只 有 有 当 当 两 两 列 列 漩 漩涡 涡 的 的间 间 距 距h h 与 与 同 同 列 列 中 中 相 相邻 邻 漩 漩涡 涡 的 的间 间 距 距l l满 满 足 足为 为h h l l 0.281 0.281 条 条 件 件时 时，卡
38、卡门 门涡 涡 列 列 才 才 是 是稳 稳 定 定 的 的。且 且单 单 列 列 漩 漩涡 涡产 产 生 生 的 的频 频率 率f f 与 与 流 流 体 体 流 流 速 速v v 成 成 正 正 比 比，与 与 柱 柱 体 体 的 的 特 特 征 征 尺 尺 寸 寸d d（漩 漩涡 涡发 发 生 生 体 体 的 的迎面最大 迎面最大宽 宽 度）成反比，即：度）成反比，即：流量方程 流量方程 特点和要求 特点和要求 涡 涡街 街流 流量 量计 计输 输出 出信 信号 号（频 频率 率）不 不受 受流 流体 体物 物性 性和 和组 组分 分变 变化 化的 的影 影响 响，在 在一 一定 定的
39、的雷 雷诺 诺数 数范 范围 围内 内，几 几乎 乎不 不受 受流 流体 体的 的温 温度 度、压 压力 力、密 密度 度、粘 粘度 度等 等变 变化 化的 的影 影响 响，故 故用 用水 水或 或空 空气 气标 标定 定的 的漩 漩涡 涡流 流量 量计 计可 可用 用于 于其 其他 他液 液体 体和 和气 气体的流量测量而不需标定；体的流量测量而不需标定；管 管道 道内 内无 无可 可动 动部 部件 件，使 使用 用寿 寿命 命长 长，压 压力 力损 损失 失小 小；测 测量 量精 精度 度高 高（约 约为 为士 士0.5 0.5 1 1），量程比），量程比20:1 20:1；尤 尤 其 其
40、 适 适 用 用 于 于 大 大 口 口 径 径 管 管 道 道 的 的 流 流 量 量测 测 量 量。但 但 是 是 流 流 量 量计 计 安 安 装 装时 时 要 要 求 求 有 有 足 足够 够的 的 直 直 管 管 段 段长 长 度 度，上 上 游 游 和 和 下 下 游 游 的 的 直 直 管 管 段 段 分 分别 别 要 要 求 求 不 不 少 少 于 于2 2OD OD 和 和5 5D D，漩 漩涡 涡发 发 生体的 生体的轴线应 轴线应 与管路 与管路轴线 轴线 垂直。垂直。7 7 椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计 直接测量 直接测量基本工作原理 基本工作原理“一碗一碗 一碗一碗
41、”计量 计量V V转 转子 子每 每旋 旋转 转一 一周 周，就 就排 排出 出四 四个 个由 由椭 椭圆 圆齿 齿轮 轮与 与外 外壳 壳围 围成 成的 的半 半月 月形 形空 空腔 腔的 的流 流体 体体 体积 积(4V)(4V)。在 在V V一 一定 定的 的情 情况 况下 下，只 只要 要测 测出 出流 流量 量计 计的 的转 转速 速n n就 就可 可以 以计 计算 算出被测流体的流量 出被测流体的流量 流量方程 流量方程 特点和要求 特点和要求 计量 计量精度高 精度高，一般可达，一般可达0.2 0.2 0.5 0.5级，有的甚至能达到 级，有的甚至能达到0.1 0.1级 级安装直
42、管段对计量精度影响不大，量程比一般为 安装直管段对计量精度影响不大，量程比一般为10:1 10:1一般只适用于 一般只适用于10 10 150 150mm mm的 的中小口径 中小口径。容 容积 积式 式流 流量 量计 计对 对被 被测 测流 流体 体的 的粘 粘度 度变 变化 化不 不敏 敏感 感，特 特别 别适 适合 合于 于测 测量 量高 高粘 粘度 度的 的流 流体 体（例 例如 如重 重油 油、树 树脂 脂等 等）甚 甚至 至糊 糊状 状物 物的 的流 流量 量，但 但要 要求 求被 被测 测介 介质 质干 干净 净，不含固体颗粒，所以一般情况下，流量计前要装过滤器。，不含固体颗粒，
43、所以一般情况下，流量计前要装过滤器。由于受零件变形的影响，容积式流量计一般 由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低温下使用 不宜在高温或低温下使用。8 8 其它 其它 科里奥利力质量流量计 科里奥利力质量流量计基本工作原理 基本工作原理（实验）（实验）将 将 充 充 水 水软 软 管 管（水 水 不 不 流 流动 动）两 两 端 端悬 悬 挂 挂，使 使 其 其 中 中 段 段 下 下 垂 垂 成 成U U 形 形，静 静 止 止时 时，U U形 形 的 的 两 两 管 管处 处 于 于 同 同 一 一 平 平 面 面，并 并 垂 垂 直 直 于 于 地 地 面 面，左 左 右
44、右摆 摆时 时，两 两 管 管 同 同时 时 弯 弯 曲 曲，仍然保持在同一曲面 仍然保持在同一曲面 若 若 将 将软 软 管 管 与 与 水 水 源 源 相 相 接 接，使 使 水 水 由 由 一 一 端 端 流 流 入 入，从 从另 另 一 一 端 端 流 流 出 出（如 如图 图b b 和 和c c）。当 当U U 形 形 管 管 受 受 外 外 力 力 作 作 用 用 向 向 右 右 左 左摆 摆动 动时 时，它 它 将 将发 发 生 生 扭 扭 曲 曲。扭 扭 曲 曲 的 的 方 方 向 向总 总 是 是出水 出水侧 侧 的 的摆动 摆动 要早于人水 要早于人水侧 侧；随 随 着 着
45、质 质量 量 流 流 量 量 的 的 增 增 加 加，这 这 种 种现 现 象 象变 变 得 得 更 更 加 加 明 明显 显，出 出 水 水侧 侧摆 摆动 动 相 相 位 位 超 超 前 前于入水 于入水侧 侧 更多。更多。利 利用 用科 科氏 氏力 力构 构成 成的 的质 质量 量流 流量 量计 计有 有直 直管 管、弯 弯管 管、单 单管 管、双 双管等多种形式 管等多种形式双弯管型是最常见 双弯管型是最常见它 它由 由两 两根 根金 金属 属U U形 形管 管组 组成 成，其 其端 端部 部连 连通 通并 并与 与被 被测 测管 管路 路相 相连。这样流体可以同时在两个 连。这样流体可
46、以同时在两个U U形管内流动 形管内流动在两管的中间 在两管的中间A A、B B、C C三处各装有一组压电换能器 三处各装有一组压电换能器换 换能 能器 器A A在 在外 外加 加交 交变 变电 电压 压作 作用 用下 下产 产生 生交 交变 变力 力，使 使两 两根 根U U形 形管 管彼 彼此 此一 一开 开一 一合 合地 地振 振动 动，相 相当 当于 于两 两根 根软 软管 管按 按相 相反 反方 方向 向不断摆动 不断摆动换能器 换能器B B和 和C C用来检测两管的振动情况 用来检测两管的振动情况由 由于 于B B处 处于 于进 进口 口侧 侧，C C处 处于 于出 出口 口侧 侧
47、，则 则根 根据 据出 出口 口侧 侧振 振动 动相 相位 位超 超前 前于 于进 进口 口侧 侧的 的规 规律 律，C C输 输出 出的 的交 交变 变信 信号 号的 的相 相位 位将 将超前于 超前于B B某个相位 某个相位此相位差的大小与质量流量成正比 此相位差的大小与质量流量成正比 科里奥利力质量流量计 科里奥利力质量流量计特点和要求 特点和要求 科 科 氏 氏 力 力质 质 量 量 流 流 量 量计 计 的 的测 测 量 量 精 精 度 度较 较 高 高，主 主 要 要 用 用 于 于 粘 粘 度 度 和 和 密 密 度 度相 相对较 对较 大的 大的单 单 相和混相流体的流量 相和
48、混相流体的流量测 测 量 量由 由 于 于结 结 构 构 等 等 原 原 因 因，这 这 种 种 流 流 量 量计 计 适 适 用 用 于 于 中 中 小 小 尺 尺 寸 寸 的 的 管 管 道 道 的 的 流 流量 量检测 检测。物位测量物位测量概述 概述 差压式物位仪表 差压式物位仪表 浮力式物位仪表 浮力式物位仪表 电容式物位仪表 电容式物位仪表 辐射式物位仪表 辐射式物位仪表 1 1 概述 概述 几个概念 几个概念测 测量 量液 液位 位的 的仪 仪表 表叫 叫液 液位 位计 计，测 测量 量料 料位 位的 的仪 仪表 表叫 叫料位计 料位计测 测量 量两 两种 种密 密度 度不 不同
49、 同液 液体 体介 介质 质的 的分 分界 界面 面的 的仪 仪表 表叫 叫界面计 界面计在 在物 物位 位检 检测 测中 中，有 有时 时需 需要 要对 对物 物位 位进 进行 行连 连续 续检 检测 测，有 有时 时只 只需 需要 要测 测量 量物 物位 位是 是否 否达 达到 到某 某一 一特 特定 定位 位置 置，用于定点物位测量的仪表称为 用于定点物位测量的仪表称为物位开关 物位开关 检测方法分类 检测方法分类直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计等。差压式物位仪表 差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理：利用液柱或
50、物料堆积对某定点产生压力的原理浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理。浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理。电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容 电磁式物位仪表：使物位的变化转换为一些电量的变化，如电容核 核辐 辐射 射物 物位 位仪 仪表 表：利 利用 用射 射线 线透 透过 过物 物料 料时 时其 其强 强度 度随 随物 物质 质层 层的 的厚 厚度 度而 而变 变化 化的原理 的原理声 声波 波式 式物 物位 位仪 仪表 表：由 由于 于物 物位 位的 的变 变化 化引 引起 起声 声阻 阻抗 抗的 的变 变化 化、声 声波 波的