测试技术第十二章流量测量

第十二章流量测量,一、流量的概念,体积/质量流量：流体在单位时间内流过管道某截面的体积/质量。（注意：流体的速度在截面上各处不可能是均匀的。）某一时间内流过管道流体的体积V和质量M为：这里，AF截面面积，流体密度qV体积流量，qm质量流量,二、流量仪表的分类,1、计量表1）容积式计量表用仪表内一个固定容量的容积连续测量被测介质，根据容积称量的次数来决定流过的总量。椭圆齿轮流量计：每转一周，两个齿轮送出4个标准体积的流体。见图12.1,腰轮流量计（罗茨流量计）：原理同上。腰轮取代齿轮。见图12.2活塞式流量计：在流体推动下，活塞在气缸中作旋转或往复运动，计量流体体积。可用在加油机。括板式流量计：,2）速度式流量计流体流过仪表时，推动表内叶轮旋转，叶轮转动的转数正比于流过介质的总量。如：水表等。特点：结构简单、精度较低（约2%）,2、流量计,1）差压式流量计流体流过管道内某一收缩装置时，截面变窄使静压发生变化，在装置前后产生压差。该压差与流量成一定关系。见图12.3、12.4,2）流体阻力式流量计A.转子流量计在垂直的锥形管道中放一个自由浮动的浮子，流体自下而上流经锥形管时，浮子受流体作用向上运动，浮子的位置反映了流量的大小。见图12.5图12.6,B.靶式流量计管道内放一阻力靶，当介质流过阻力靶时随流量的大小不同，作用于阻力靶的力也不同，通过测出受力大小来确定流量的大小。见图12.7,3）测速式流量计,A.涡轮流量计流体流动推动叶轮旋转，测出叶轮转速从而算出被测介质的流量。见图12.8,B.电磁流量计只能测量导电介质，如：血管流量。利用电磁感应原理测量介质流量。见图12.11在均匀磁场中，垂直于磁场方向放置一个由不导磁材料制成的管道。当导电的液体在管道中流动时，切割磁力线，在磁场和流动方向垂直的方向上产生感应电动势。感应电动势的大小与流速成正比。,励磁方式有三种：直流励磁：易使液体极化，电极间的内阻增加。用于液态金属的流量交流励磁：消除液体极化作用，但会产生电磁干扰。恒定电流方波励磁：由开关电路产生正负交变的方波恒定电流，送入励磁线圈。不需要做干扰处理。,C.超声波流量计流体流速不同时，超声波在流体中的传播速度发生变化。见图10-14实现方法：时差法、相差法、频差法。D.热量流量计被加热的元件，在被测介质中热量的消耗方式有：导热、对流、辐射。若其它条件不变时，元件在流体流动时的热损失取决于流体的流速。E.皮托管式流量计前面介绍过皮托管测速。,F.标志法测速流量计在流动的液体中，设法做一个标志，通过测量标志的移动速度来测量介质的流速。a.示踪法：流体中加入不同的物质作标志。如：放射性同位素。b.核磁共振法：用核磁共振现象作标志。c.相关法：利用流体自身的成分变化、浓度差来判别流速。d.混合稀释法：在流过封闭管道的流体中混入适当的物质，通过测量此混合流体的浓度确定被测介质的流量。,4）流体振动式流量计,A.卡门涡街流量计流体流过阻力体时，会出现两列规则的旋涡，旋涡的频率正比于介质的流速。见图10-16B.旋进旋涡式流量计流体通过起漩器后被强迫旋转前进，形成旋涡流，其中心为涡核。当旋转流体进入扩张段时，引起涡核螺旋状进动，进动频率与流量有关，测出进动频率就可确定流量。见流量测量方法和仪表的选用P288图16.8,三、质量流量计,1、科里奥利质量流量计流体在管中旋转着向前流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力。该力与流体旋转角速度和向前运动的速度有关。见图10-18（实际中，通过旋转产生科里奥利力是困难的。）采用振动的方法：测量管在中点以其谐振或接近谐振的频率振动时，在管内流动的流体产生科里奥利力。测量管的结构有：单管型：易受外界振动干扰，已不用双管型：两管形状相同，故易起振；受