13-流量检测解析

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1、第13章 流量检测流量计量与测试技术在各领域都得到了广泛的应用，并推动和支持了国民经济的不断发展。在贸易结算、能源计量、过程控制、环境保护、医药卫生等方面的检测起到主要作用。特别是近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，随着西气东输、南水北调等国家重点工程的启动，全社会对流量计量和测试技术的要求越来越高。因此，研究和探索满足各种使用条件的流量测试技术并提高测量准确度成为流量计量与测试工作者的不懈追求。13.1 流量测量的基本知识流量通常是指单位时间内流经管道某截面的流体的数量，即瞬时流量；在某一段时间内流过的流体总和，称为累积流量。13.2 差压式流量计l差压式流量计是基于流体的节流原理，利用流体

2、流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。l流体在管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。节流件 和取压系统(孔板、法兰、导压管）1.节流原理与流量方程节流原理与流量方程 012022()vQAppAp2.节流装置节流装置13.2 差压式流量计3.节流装置的安装节流装置的安装测量流体流量时，取压点在节流装置的下半部，使两根导压管内充满同样的液体而无气泡，由导压管液柱引起的压力相互抵消。测量气体流量时，取压点在节流装置的上半部，引压导管垂直向上，以使导压管内不滞留液体。13.2 差压式流量计差压流量计测量小流量精度较低，而转子流量计特别适合小流量的测量，可

3、小到每小时几升。13.3 转子流量计转子流量计 2()2fvffgVPHAQH12()()fVgPP A当测量导电液体的流量时，可应用电磁感应的方法进行测量。电磁流量计能测酸、碱、盐溶液及含有固体颗粒或纤维液体的流量。电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理设计的 13.4 电磁流量计EBDv2v44DDEQvB容积式流量计包括椭圆齿轮流量计、腰轮转子流量计和齿轮流量计，对液体的黏度不敏感，适合测量高黏度的流体(如重油、树脂等)，甚至是糊状物的流量。13.5 容积式流量计13.5.1 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计04vQnV13.5.2 腰轮转子流量计腰轮转子流量计腰轮转子流量计也是容积式流量计，同

4、椭圆齿轮流量计类似，通过腰轮(转子)与壳体之间所形成的固定计量室来实现，腰轮转过一圈，排出四个固定计量体积的流体，只要记下腰轮的转动转数，就可得到被测流体的体积流量。13.5 容积式流量计在流量计壳体内装有齿轮状转子，转子齿上沿圆周分布有磁体。当流体进入时推动转子转动，安装在仪表壳体外的霍耳传感器感应到对应流量的磁脉冲信号，并转化为电脉冲后送出。其输出电脉冲信号通常为相位差为 90的 A、B 两路方波信号，通过四细分辨向电路处理后送计数器，即可获得流量的大小和方向。13.5.3 齿轮流量计齿轮流量计 13.5 容积式流量计13.6 涡轮流量计由于涡轮是用高导磁性材料制成的，当叶片在磁钢前扫过时

5、，会引起磁路磁阻发生周期性的变化，线圈中的磁通量也随之发生周期性的变化，线圈中就会感应出交流电信号，此信号的频率与被测流体的体积流量成正比。tanvcQrA涡街流量计是依据流体振荡原理工作的流量计，是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。13.7 涡街流量计tvfSdkfvAQv0将流动的液体在靶上产生的力，通过挠性管或支点膜片传递给测力装置，从而实现了流量一力的转换。测力装置又叫做转换装置，它是把靶装置传递过来的力送给力传感器(粘有应变片的悬臂梁或电容式力传感器等多种形式)，转换成统一信号输出。13.8 靶式流量计222212()()2222vvvvFApA kkkA 002vFQA

6、 vAkA13.9 超声波流量计超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。13.10.1 直接质量流量计直接质量流量计13.10 质量流量计2A()vpKQq2B()vpKQq1.差压式质量流量计BA4vppK Q q2.量热式质量流量计量热式测量方法的基本原理是由热源向管道中的流体加热，热能随流体一起流动，通过测量流动流体的热量变化以求出流体的质量流量。13.10 质量流量计3.角动量式质量流量计角动量式质量流量计根据牛顿第二定律，任何物体在外

7、力作用下运动状态发生变化时，其动量随时间的变化率等于其所受外力，且动量又是质量和流量的乘积。两个叶轮分别装在两个轴上，流体经两轮的流通孔道流出。电机以恒定角速度驱动主动轮，使流体产生相同角速度的旋转运动，使流体除具有原来的轴向动量外，同时也具有角向动量。从动轮由于受弹簧限制不能旋转，消除了主动轮给流体的角动量，将旋转的流束校直。13.10 质量流量计4.科氏质量流量计科氏质量流量计科里奥利力(科氏)质量流量计就是常用的一种直接式质量流量计。它是根据牛顿第二定律建立的力、加速度和质量三者的关系，来实现对质量流量的测量。2Fmv13.10 质量流量计13.10.2 推导式质量流量计推导式质量流量计

8、1.检测器与密度计组合的形式 2.体积流量计与密度计的组合形式13.10 质量流量计3.检测器与体积流量计组合的形式检测器与体积流量计组合的形式13.10 质量流量计为保证流量仪表的准确一致，在流量计量系统和流量计生产企业都建立了不同介质、不同范围、不同精度的流量标准装置。流量标准装置的用途：流量标准装置的用途：作为流量单位量值的统一与传递的标准，确保各地区和各部门的流量量值统一在一 个标准量值上；对流量计的性能进行试验研究，确定精度等级、测量范围、可靠性和重复性等，同时，通过试验研究仪表的动态特性；研究参比条件和实际使用条件之间的差异，采用合理的介质换算和修正方法；制定国家(或企业)的标准和

9、计量检定规程，研究测试方法并进行数据验证。13.11 流量标准装置流量标准装置 13.11.1 静态质量法液体流量标准装置静态质量法液体流量标准装置 静态质量法液体流量标准装置是原始标准，可作为流量传递标准，标定各种类型流量计，并对流量测量方法进行研究。1-水池 2-水泵 3-上水管 4-水塔 5-溢水管 6-试验管路 7-截止阀 8-被检流量计 9-调节阀 10-喷嘴 11-换向器 12-标准秤 13-旁路管 14-放水阀 15-称量容器13.11 流量标准装置流量标准装置 13.11.2 标准体积管法流量标准装置标准体积管法流量标准装置单向型体积管的转换器(球或活塞)在标准管段内仅朝一个方

10、向运行，把置换器一次单行程中，在两个检测开关之间置换出来的流体体积作为标定流量计的标准容积量。1-过滤器 2-消气器 3-被检流量计 4-出口压力和温度表 5-入口压力和温度表 6-推球器 7-上插销 8-下插销9-肓板 10-起始检测开关 11-终止检测开关 12-计时器 13、14-上、下行程开关 15-液压系统 16-控制台13.11 流量标准装置流量标准装置 13.11.3 钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置在国内大量应用，是气体流量计量的传递标准和气体流量计标定的主要设备之一。1-钟罩 2-液槽 3-导气管 4-下挡板 5-上挡板 6-导轮 7-导轨 8-水位管 9、10-定滑轮 11-配重物12-补偿机构 13、17-温度计14、18-压力计 15-标尺 16-光电发讯器 19-鼓风机 20-压板21、23-阀门 22-调节阀 24-被检流量计vVPT VQttP T13.11 流量标准装置流量标准装置 13.11.4 流量标定柱流量标定柱流量标定柱广泛应用于计量泵和加药装置的流量标定方面，可以对计量泵输出的流量进行准确标定 13.11 流量标准装置流量标准装置