第三章 流量检测及仪表

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1、流量检测方法及仪表工业生产过程中，能源计量：一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽）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。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产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。交通运输中：管道输送生物技术等方面环保工程中：空气污染(烟废气排放)、水污染§3-3流量检测及仪表流量检测方法及仪表流量检测的基本概念瞬时流量:单位时间内流体通过一定截面积的数

2、量。体积流量:用流体的体积来表示（Q），单位为m3/h。质量流量:用流量的质量来表示（M），单位为kg/h。累积流量:一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值。累积体积流量流量计量－对在一定通道内流动流体的流量进行测量。累积质量流量流量计与计量表的区别：测量流体流量的仪表一般叫流量计；测量流体总量的仪表称为计量表。流量检测方法及仪表按测量途径分类：容积式流量计采用单位时间内所排出固定容积空间的数目作为测量依据来衡量过流容积。速度式流量计以测量流体在管道内的流速作为依据来计算流体的流量。如：差压式、转子式流量计等。质量流量计以计算流过流体的质量为依据来计量流体的流量。流量检测方法及仪表（1

3、）容积法：在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量。如:椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。特点:受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。（2）速度法：这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积流量。特点:使用条件宽，可用于各种工况下的流量检测，但利用平均流速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对称等都会给测量带来误差。流量检测方法及仪表（3）质量流量的测量方法直接法：利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。基于科里奥利力效应的检测方法。间接法：用两个检测元件分别测出

4、两个相应参数，通过运算间接获取流体的质量流量。①ρQ2检测元件和ρ检测元件的组合；②Q检测元件和ρ检测元件的组合；③ρQ2检测元件和Q检测元件的组合。流量检测方法及仪表本节主要内容(Δ)速度式流量计：压差流量计转子流量计电磁流量计涡轮流量计漩涡流量计(Δ)容积式流量计：齿轮式流量计质量式流量计：间接式质量流量计直接式质量流量计差压式流量计基于流体在通过流动阻力元件时产生的压力差与流体流量之间的关系，通过测量压差值求得流体流量。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与实物图1.差压式流量计流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表节流元件附近流速和压力分布情况检测原理:应用

5、动压能和静压能转换的原理检测流量节流现象:流体在装有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象。当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流元件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。压差影响因素：流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质（密度、粘度）流量检测方法及仪表流量基本方程式根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出流量与压差之间的流量方程式，即：体积流量质量流量式中：α——流量系数

6、。与节流元件，取压方式、雷诺系数等有关。ε——膨胀校正系数A0——节流装置的开孔截面积ρ——节流装置前的流体密度Δр——节流装置前后实际测得的压力差流量与压力差的平方根成正比，若不加开发器，刻度不均匀流量检测方法及仪表差压式流量计的主要特点测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温；管径方面：从几毫米到几米；流动条件：亚音速流、临界流、脉动流历史悠久、技术成熟、应用最广泛。节流式特点：结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。差压式流量计孔板引压管差压计流量检测方法及仪表差压式流量计组成节流装置：安装于管道中产生差压，节流

7、件前后的差压与流量成开方关系。引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。流量检测方法及仪表标准节流元件标准孔板结构简单，安装方便，适合大流量的测量标准喷嘴标准文丘里管结构复杂，压力损失比孔板小标准节流元件的结构形式a.标准孔板标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。结构简单，加工方便，价格便宜压力损