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流量仪表技术_ | 火狐电竞
流量仪表技术_
发布时间:2023-07-13 11:05:33

  火狐电竞差压式流量计(以下简称DPF或流量计)是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、 已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。DPF由一次装置(检测 件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件的型式对DPF分类,如 孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流量计等。二次装置为各种机械、电子、机电 一体式差压计,差压变送器和流量显示及计算仪表,它已发展为三化(系列化、通用 化及标准化)程度很高的种类规格庞杂的一大类仪表。差压计既可用于测量流量参数, 也可测量其他参数(如压力、物位、密度等)。 DPF按其检测件的作用原理可分为节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动 压增益式和射流式等几大类,其中以节流式和动压头式应用最为广泛。 二、工作原理 充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,如下图所示,流速将在节流件处 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。这种测量方法是以 流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小 不仅与流量还与其他许多因素有关,例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质 (密度、粘度)不同时,在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。

  5.动量式流量计 利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量 计.由于流动流体的动量P与流体的密度 及流速v的平方成 正比,即p v2,当通流截面确定时,v与容积流量Q成正 比,故p Q2。设比例系数为A,则Q=A 因此,测得P, 即可反映流量Q.这种型式的流量计,大多利用检测元件把 动量转换为压力、位移或力等,然后测量流量。这种流量计 的典型仪表是靶式和转动翼板式流量计。 6.冲量式流量计 利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计,多用于测 量颗粒状固体介质的流量,还用来测泥浆、结晶型液体和研 磨料等的流量。流量测量范围从每小时几公斤到近万吨。典 型的仪表是水平分力式冲量流量计,其测量原理是当被测介 质从一定高度h自由下落到有倾斜角 的检测板上产生一个 冲力,冲力的水平分力与质量流量成正比,故测量这个水平 分力即可反映质量流量的大小。按信号(九)的检测方式,该 型流量计分位移检测型和直接测力型。

  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。

  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。流量仪表的精度等级是根据允许 误差的大小来划分的,其精度等级有:0.02、0.05、0.1、 0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。 压力损失: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 量计的压力损失愈小愈好。

  3.差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成.一次装置称流量测量元件, 它安装在被测流体的管道中,产生与流量(流速)成比例的压力差,供二 次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差 压信号,并将其转换为相应的流量进行显示.差压流量计的一次装置常 为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械 式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表.差压计的差压敏感元件 多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系,故流量显示仪表都配有 开平方装置,以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置,以 显示累积流量,以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久, 比较成熟,世界各国一般都用在比较重要的场合,约占各种流量测量方 式的70%。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。 4.变面积式流量计(等压降式流量计) 放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而 移动。当此作用力与浮子的“显示重量”(浮子本身的重量减去它所受 流体的浮力)相平衡时,俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小 的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异,而浮子稳定不 动时上下部分的压力差相等,因此该型流量计称变面积式流量计或等压 降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子(浮子)流量计。

  流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量。这个量用 流体的体积来表示称为瞬时体积流量(qv),简称体积流量; 用流量的质量来表示称为瞬时质量流量(qm),简称质量 流量。

  对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。 流量测量的流体是多样化的,如测量对象有气体、液体、混 合流体;流体的温度、压力、流量均有较大的差异,要求的 测量准确度也各不相同。因此,流量测量的任务就是根据测 量目的,被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件, 研究各种相应的测量方法,并保证流量量值的正确传递。

  需直管段,压 损小 垂直安装 需直管段, 需直管段,无 压损 无直管段要求, 需装过滤器, 压损中等 无直管段要求, 压损小

  按当前流量计产品的实际情况,根据流量计的结构原理,大致上可归纳为 以下几种类型: 1.容积式流量计

  容积式流量计相当于一个标准容积的容器,它接连不断地对流动介质进行 度量。流量越大,度量的次数越多,输出的频率越高。容积式流量计的 原理比较简单,适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不 同,目前生产的产品分:适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流 量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计;适于测量气体流量的伺服 式容积流量计、皮膜式和转简流量计等.

  在流量测量和计算中,要使用到一些流体的物理性质(流体物性),它 们对流量测量的准确度及流量计的选用都有很大影响。

  2)流体的粘度:流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。 同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。通常温度上升,液体的粘 度下降,而气体粘度上升。液体粘度只在很高压力下才需进行压力修正, 而气体的粘度与压力、温度的关系十分密切。 3)热膨胀率:指流体温度变化1℃时其体积的相对变化率 4)压缩系数:指当流体温度不变,所受压力变化时,其体积的变化率 。 5)雷诺数:是流体惯性力与粘性力之比,如雷诺数小,粘性力占主要 地位,粘性对整个流场的影响都是重要的。如雷诺数很大,则惯性力是 主要的,粘性对流动的影响只有在附面层内或速度梯度较大的区域才是 重要的。

  孔板 流体流过通 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 喷嘴 文丘里管 均速管 转子流量计 靶式流量计 弯管流量计 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 腰轮流量计 刮板流量计 液、气、 蒸汽 液、气 液、气、 蒸汽 液、气 液 液、气 液 10~400 ±0.2 液、气、 蒸汽 可测流 体种类 适用管径 mm 50~1000 50~500 100~1200 25~9000 4~150 15~200 ±1 ±2 ±1~4 ±0.5~ 5 ±0.2~ 0.5 ±1~2 测量精 度% 安装要求、特 点

  目前已投入使用的流量计已超过100种。从不同的角度出发,流量计有不 同的分类方法。常用的分类方法有两种,一是按流量计采用的测量原理进 行归纳分类:二是按流量计的结构原理进行分类。 一、按测量原理分类 (1)力学原理:属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式; 利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利 用流体动量原理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡原理的 旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理:用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变 电阻式等。 (3)声学原理:利用声学原理进行流量测量的有超声波式.声学式(冲击波 式)等。 (4)热学原理:利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热 式等。 (5)光学原理:激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原子物理原理:核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表. (7)其它原理:有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。

  9.流体振荡式流量计 流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产 生振荡,且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的.当通 流截面一定时,流速与导容积流量成正比。因此,测量振荡 频率即可测得流量.这种流量计是70年代开发和发展起来 的.由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点,很有发 展前途。目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋涡流量计。 10.质量流量计 由于流体的容积受温度、压力等参数的影响,用容积流量表 示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情 况下,往往难以达到这一要求,而造成仪表显示值失真。因 此,质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直 接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接 有关的原理进行测量,目前常用的有量热式、角动量式、振 动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。 间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量 流量的。

  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 号来反映流量的差压式流量测量法; (2)通过直接测量流体流速来得出流量的速度式 流量测量法; (3)利用标准小容积来连续测量流量的容积式测 量; (4)以测量流体质量流量为目的的质量流量测量 法。

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  2.叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中,受流体流动的冲击而 旋转,以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水 表和涡轮流量计,其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般 机械式传动输出的水表准确度较低,误差约±2%,但结构简单,造价低, 国内已批量生产,并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮 流量计的准确度较高,一般误差为±0.2%一0.5%。

  7.电磁流量计 电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势,而感应电动势 又和流量大小成正比,通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。 其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。 可测最大管径达2m,而且压损极小。但导电率低的介质,如气体、蒸汽 等则不能应用。 电磁流量计造价较高,且信号易受外磁场干扰,影响了在工业管流测量 中的广泛应用。为此,产品在不断改进更新,向微机化发展. 8.超声波流量计 超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平 均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反 映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现,但由于它可以制成 非接触型式,并可与超声波水位计联动进行开口流量测量,对流体又不 产生扰动和阻力,所以很受欢迎,是一种很有发展前途的流量计。 利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计近年来得到广泛的关注,被认 为是非接触测量双相流的理想仪表。