自动化技术与仪表 第三章检测仪表 第3.5节流量检测仪表课件.ppt

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1、3.检测仪表第5节流量检测仪表1基本要求了解流量检测的重要意义掌握流量的基本概念及表示方法掌握流量的测量方法和原理：节流式流量计、转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、靶式流量计、容积式流量计、质量流量计、涡轮流量计、超声波流量计23.5.1概述流量：是指单位时间内流动介质流经管道（或通道，统称流道）中某截面的数量，也称瞬时流量。累积流量：在某一段时间内流过的流体总和，即瞬时流量在某一段时间内的累积值，称为累积流量。1.定义3体积流量单位为质量流量单位为关系：累积总质量Qm，单位kg累积总体积Qv，单位m3累积总量Q流量又分为体积流

2、量和质量流量体积流量通常要折算到标准压力和温度下的体积流量。（标准状态下）4流体的密度受流体的工作状态（如温度、压力）影响。对于液体，压力变化对密度的影响非常小，一般可以忽略不计。温度对密度的影响要大一些，一般温度每变化10℃时，液体密度的变化约在1%以内。所以当温度变化不是很大，测量准确度要求不是很高的情况下，往往也可以忽略不计。5对于气体，密度受温度、压力变化影响较大，如在常温常压附近，温度每变化10℃，密度变化约为3%；压力每变化10kPa，密度约变化3%。因此在测量气体流量时，必须同时测量流体的温度和压力。为了便于比较，常

3、将在工作状态下测得的体积流量换算成标准状态下（温度为20℃，压力为101325Pa）的体积流量，用符号qVN表示，单位符号为Nm3/s。62.流量检测方法的分类（1）体积流量直接法（容积法）：直接测出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。椭圆齿轮腰轮刮板旋转活塞精度较高7间接法（速度法）：测量平均流速节流式力学转子力学涡轮力学电磁电学超声波声学涡街力学热线风速热学激光多普勒光学8（2）质量流量直接式：检测元件的输出直接反映质量流量。科里奥利质量流量计间接式：用两个检测元件分别测出两

4、个相应的参数，通过运算间接获取质量流量。如：通过测量体积流量和密度来间接测量质量流量。93.流量检测仪表的分类1.速度式流量计以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。2.容积式流量计以单位时间内所排出流体的固定容积数目作为测量依据来计算流量的仪表。3.质量流量计以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。按照被测量分类103.5.2节流式流量计节流式（也称差压式）流量计是基于流体流动的节流原理，当流体流经节流元件（阻力件）时，在节流元件两端产生差压，该差压的大小与流量（流速）成正比。节流过程

5、：流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程，称为节流过程。节流件：阻力件称为节流件；由此构成的流量计称为节流式流量计。11标准节流元件(a)孔板；(b)喷嘴；(c)文丘里管作为流量测量的节流元件有标准节流元件和特殊节流元件，其中标准节流元件有标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管。12其中孔板最简单又最为典型，加工制造方便，在工业生产过程中常被采用。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，并可保证流量测量的精度。13（1）孔板装置及压力、流速分布图1.检测原理（主要讨论标准孔板

6、的原理）14测量原理流体流过节流装置前后产生压力差Δp(Δp=p1-p2)，且流过的流量越大，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，这就是差压式流量传感器测量原理。15孔板装置及压力、流速分布图要准确测量出截面Ⅰ、Ⅱ处的压力有困难，因为产生最低静压力p2′的截面Ⅱ的位置随着流速的不同会改变。因此，在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而，所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。注意模型演示16（2）节流基本方程式流量基本方程式阐明流量与压差之间的

7、定量关系。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。17（2）节流基本方程式可以看出：要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。流量与压力差ΔP的平方根成正比。182.流量方程式的讨论(1)流量系数а（或流出系数C）与节流元件形式（m）、取压方式、Re，β，管道情况等有关。19取压方式取压方式(即取压点的位置)不同,流量系数不同。目前主要的取压方式有：角接取压、法兰取压、取压法雷诺数表示流体的流动状态，对于给定的流体和流动条件，它反映了流体的流动速度。20直径比只要直径比值一定，则流量系数只是雷诺数的函数。管

8、壁粗糙度对于标准孔板的流量系数，角接取压法是在相对平均粗糙度K/D≤3．8×10-4的管道中测定的，法兰取压法和取压法是在K/D≤10×10-4的管道中测定的，其中K是管道内壁绝对平均粗糙度。21(2)可膨胀系数ε对于不可压缩性流体，则ε=1；对于