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1、4流量检测技术及仪表《过程检测技术及仪表》4.1概述4.2节流式流量计4.3电磁流量计4.4涡街式流量计4.5涡轮流量计4.6超声波流量计4.7光纤流量计4.8质量流量计4.9靶式流量计4.10均速管流量计4.11容积式流量计4.12弯管流量计4.13转子流量计内容安排：4.14相关流量计4.15流量标准装置4.16流量检测仪表的选用体积流量qv：单位时间内通过某截面的流体的体积,单位为m3/s。用流体的平均流束V表示,体积流量可写成qv=vA质量流量qm：单位时间内通过某截面的流体的质量,用平均流速表示,则为流量:单位时间内流过管道某一截面的流体数量，称
2、为瞬时流量。瞬时流量有体积流量和质量流量。累积流量:在某一段时间间隔内流过管道某一截面的流体量的总和,即瞬时流量在某一段时间内的累积值,称为总量。4.1概述流量测量方法：（1）速度式流量计：通过测量流体在管路内已知截面流过的流速大小实现流量测量。管道中流量敏感元件（如孔板、转子、涡轮、靶子、非线性物体等）把流体的流速变换成压差、位移、转速、冲力、频率信号来间接测量流量。如:差压式、转子、涡轮、电磁、旋涡和超声波等流量传感器。（2）容积式流量计：根据已知容积的容室在单位时间内所排出流体的次数来测量流体的瞬时流量和总量。有椭圆齿轮、旋转活塞式和刮板等流量传感器
3、。（3）质量式流量计：一种是根据质量流量与体积流量的关系,测出体积流量再乘被测流体密度的间接质量流量传感器。常用的温度、压力自动补偿的补偿式质量流量传感器。另一种是直接测量流体质量流量的直接式质量流量传感器。如热式、惯性力式、动量矩式质量流量传感器等。利用管路内的节流装置,将管道中流体的瞬时流量转换成节流装置前后的压力差。4.2节流式流量计节流式流量计又称差压式流量计。节流式流量计测量系统主要由节流装置、引压导管和差压变送器（或流量变送器或差压计）等组成。节流装置的作用是把被测流体的流量转换成压差信号,差压计则对压差进行测量并显示测量值。引压导管将节流装置
4、前后产生的差压传送给差压变送器（或流量变送器）。差压变送器能把差压信号转换为与流量对应的标准电信号或气信号,以供显示、记录或控制。4.2.1节流装置节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检测元件,安装在流体流动的管道中的阻力元件。常用的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管。工业生产过程中常采用孔板。孔板喷嘴文丘里管标准孔板是最为简单和典型的标准节流装置。孔板、喷嘴、文丘里管的结构形式、相对尺寸、技术要求、管道条件和安装要求等均已标准化，故又称标准节流装置。标准节流装置按照规定的技术要求和试验数据来设计、加工、安装，无需检测和标定，可以直接投产使用，并可保证流量测量
5、的精度。圆缺孔板圆缺孔板形状似扇形，它的开孔是一个圆的一部分(圆缺部分)，这个圆的直径是管道直径的98%，如图所示。主要用于脏污介质含有固体微粒的液体和气体的流量测量，圆缺开孔一般位于下方，但对于含气泡的液体，其开孔位于上方。测量时管道应水平安装。适用范围：管径50mm≤D≤350mm(可达500mm)，0.35≤β≤0.75，雷诺数：104≤ReD≤106。取压方式采用法兰取压和缩流取压。偏心孔板这种孔板的孔是偏心的，它与一个和管道同心的圆相切，这个圆的直径等于管道直径的98%，如图所示。其取压方式也有两种：法兰取压和缩径取压。适用范围：管径100mm≤
6、D≤1000mm，直径比0.46≤β≤0.84，雷诺数105≤ReD≤106。4.2.2节流原理与流量方程式4.2.2.1节流原理流体在装有节流装置的管道中流动时，会在节流装置前后的管壁处产生静压力差，这种现象称为节流原理。用节流元件测量流量时,流体流过节流装置前后产生压力差Δp(Δp=p1-p2),流过的流量越大,节流装置前后的压差也越大,流量与压差之间存在一定关系。通过检测节流装置前后管壁处的静压差Δp就能得知流体的流量大小。v1v2v1p1p2p3p1-p3pv（a）（b）（c）ⅠⅡⅢp2′节流现象及流体流经节流装置时压力和流速分布图4.2.2.2流
7、量方程式假设节流件上游入口前的流速为V10,密度为ρ1,静压为p10,流过节流件时的流速、密度和静压分别为V20、ρ2和p20,对于不可压缩理想流体,能量方程为:流体的连续方程为:A1V1ρ=A2V2ρ联立求解得到流量与压差之间的流量方程式为:体积流量方程：质量流量方程：对于可压缩流体,压力变化必然会引起密度ρ的改变,在公式中应引入流束膨胀系数ε,公式应变为:如果以表示*实用流量方程如果式中流量Q以m3/h表示；A1=πdt2/4,其中dt为在流体工作温度下节流件开孔直径，以mm表示，压差ΔP仍以Pa表示，流体工作密度ρ仍以kg/m3表示，则得流量实用方程
8、为：4.2.3取压方式不同的节流装置应采用不同的取压方式。标准孔板
