过程检测系统-第五课PPT课件

第五章流量测量仪和系统、一、概况流量是指单位时间内流动的介质在配管(或通道、总称流路)中流动的某个截面的数量，也称为瞬时流量。 在某个时间内流动的流体的合计，即瞬时流量在某个时间内的累积值称为累积流量，第1、5章流量测量器和系统，体积流量单位称为质量流量单位，第2、5章流量测量器和系统，流量测量方法的分类体积流量直接法(容积法)在单位时间内以标准的固定体积连续测量流动介质，以喷出流体的固定容积数计算流量。 椭圆齿轮腰轮刮板旋转活塞，精度高，3，5节流量检测仪，间接法(速度法)平均流速拉深式力学转子力学涡轮力学电磁声涡街力学热线风速激光多普勒光学，4， 第5章流量检测计和系统质量流量直接式：涡轮扭矩式质量流量计科里奥利质量流量计间接式：差压流量计和密度计组合的差压流量计和速度流量计组合的补偿：压力、温度补偿，第5、5章流量检测计和系统，2、节流式流量计根据节流原理，流体在节流元件(阻力部件)中流动时节流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节流孔、标准喷嘴、标准文丘里管、6、5章流量测量仪和系统，测量原理(主要探讨标准节流孔的原理)是流体在水平管中沿轴线方向稳定流动，流体与外部不工作，与外部无热交换，流体本身对于不能压缩理想流体，如果根据伯努利方程式设为m=d/D、收缩系数=A2/A0，则第7、5章流量检测器和系统中，由于光束最小截面2的位置根据流速而变化，因此实际的读取点的位置固定，在置换为固定读取点的情况下，导入读取系数，则流量系数为：8， 第5章流量检测器和系统中流体流量，流量方程式的流量系数也可以用流出系数c代替，c的定义是式的渐近速度系数，c是实际的流量系数和和都为1的流量系数之比。 这样，将收缩系数和取压系数的影响统一为一个参数流出系数c、9，对于第5章流量检测计和系统、可压缩的流体，导入一个膨胀系数流量方程式的研究流量系数(或流出系数c )为节流元件形式(m )、取压方式、Re， 关于、配管状况等，第10、第5章流量检测计与系统、取压方式取压方式(即取压点的位置)不同的流量系数不同，现在的主要取压方式是角接取压、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，反映流体的流动速度，11、 第5章流量测量仪和系统，如果直径比一定，则流量系数为雷诺函数的函数管壁粗糙度相对于标准节流孔的流量系数的角接触压力法用相对平均粗糙度K/D3.810的配管测量，凸缘压力法和压力法用K/D1010的配管测量。 其中，管道内壁的绝对平均粗糙度k为管道内壁的绝对平均粗糙度，在标准节流装置中，与和、相关的节流孔的开孔面积和材料的热膨胀系数管道和节流孔的开孔径一般为20下的值，稳定变化时其直径也发生变化。 节流孔：配管：13，第5章流量测量仪和系统、流体密度流量方程式中使用的密度是被测量介质在节流孔前的工作状态(温度、压力)下的值。如果工作中的实际流体密度与设计时不同，正式在右上角标有“”的符号表示实际工作状态下的密度和流量，标有“”的符号不表示设计值，14、第5章流量检测计和系统在压力损失流体通过节流孔时， 由于部分能量克服摩擦阻力和消耗，在通过节流孔后形成涡流，因此通过节流孔的流体静压力越小，越大，第15、5章流量检测仪和系统，标准节流装置节流装置节流，节流装置和满足要求前， 后直管段标准节流孔节流孔按照国际GB2624-93的规定可以测量标准节流装置的直流段、节流孔流量计、第16、5章流量检测计和系统、节流式流量计(特征)的结构简单、工作可靠的管径D=501000mm的范围比3:1在各种情况下的介质，但没有污染， 流体必须是牛顿流体，标准节流孔、第17、第5章流量测定器和系统、标准节流孔装置的设计和计算已知管内径、节流孔开口直径、取压方式、被测定流体参数等必要条件，根据测定的压差值计算被测定流体的流量并通知管内径的被测定流体参数， 预期的流量范围及其他必要条件要求选择适当的流量尺度上限、差压上限、节流装置的形式，决定节流孔径，第18、第5章流量测量仪和系统、三、转子流量计也称为恒压下降面积流量计，适用于中小流量。 检测原理流体在锥形管中由下向上流动，其中浮子(转子)稳定在某个位置，模型演示，第19，第5章流量检测仪和系统，浮子受力分析： a0-环形流通面积； 浮力面积(最大) c-阻力系数，20， 第5章流量测量仪和系统对于流量方程式的各参数，流量系数流量系数和锥管的锥形、浮子的几何形状以及被测量流体的雷诺数等要素，流体密度流量尺度与流体密度有关，出厂时流体在标准状态(20、760mmHg )下由水和空气标定， 使用的流体密度不同时，需要修正刻度的是，21，5章流量检测计和系统，信号转换转子流量计根据显示方式可分为两类：直接指示型的转子流量计电气远传转子流量计，转子流量计，22，5章流量检测计和系统， 转子流量计的特点主要是适用于中小管径、低雷诺数的中小流量检测的结构简单，使用方便，工作可靠，仪表前直管段长度要求不高的基本误差约为仪表量程的12%，量程比可达101，受工作介质密度、粘度、清洁度等影响第5章流量计和系统，第4章，也称涡流流量计涡流流量计，是应用自然振动的卡门涡流原理制作的卡门涡流流量计，另一个是应用强制振动的涡流的回旋原理制作的回旋式涡流量计，第24，第5章流量计和系统，检测原理(卡门涡流量计)， 在流体中垂直于流动放置圆柱体或棱柱体时，在其下游侧涡流交替出现，两侧涡流的旋转方向相反，交替从柱体中分离出来，这两列平行的非对称涡流称为卡门涡街。 涡流发生器是涡流量计的核心。 涡流发生器的形状主要有圆柱形、棱柱形和三角柱形，也有组合式。 25、第五节流量测量仪、涡流频率的测量较多，一般与涡流发生体形状相关的热电丝圆柱体热敏电阻三角柱压电元件的组合式超声波测量元件三角柱、26、第五章流量测量仪和系统、涡流量计的特征精度提高0.21.0%。 范围比100:120:1。 几乎不受流体性质变化影响的结构简单。频率输出便于数字测量，f与v成比例，根据涡街和流入流量计、27、第五章流量检测计和系统、第五、电磁流量计的检测原理：电磁感应法则，导电性流体(相当于导体)在磁场中沿与磁场垂直的方向流动而切断磁力线时，两电极也产生感应电位，其方向由右手法则判断， 其大小因为，k为仪表常数，第28章流量计和系统，电磁流量计的结构磁路系统：直流磁场简单，但电解管道中的导电液体，电极极化采用交流B=Bmsint交变磁场，每个励磁绕组主要有两种结构：集中绕组； 组绕线式。 测量管：不导磁率、低导电率、低导热率具有一定强度，通过被测流体，不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、29、第五章流量测量仪和系统，电极：测量感应电位衬里：与被测介质直接接触，主要作用是提高测量管的耐磨性和耐腐蚀性， 防止感应电位在金属测量管壁上短路的情况：一般为铁磁性材料，保护励磁线圈的情况，并能隔离外部磁场的噪声转换电路：流体流动的感应电位非常微弱，而且各种噪声因素的影响也很大。 转换电路的目的是放大感应电位以抑制主要的噪声信号。 第30、5章流量测量仪和系统，电磁流量计的转换电路主要由前置放大、差动交流放大、高通滤波器、取样电路和差动直流放大等部分组成。 第31、5章流量测量仪和系统、电磁流量计的特点：管道无活动部件，压力损失小，可测量异物和浮游物等流体的流量。 只要流体通电，结果与流体的温度、压力、密度、粘度无关。 档位比较宽的10:1。 反应速度快，能测量脉动流量。 电磁流量计，32，第五章流量计和系统，四，容积式流量计常见的容积式流量计是椭圆齿轮流量计、腰轮(根)流量计、刮板流量计、活塞式流量计、湿式流量计及皮囊式流量计等在具有一定容积的空间中充满被检流体，将其一部分流体从出口排出，33， 第五章流量计和系统、检测原理流量计内部有12个转子，通过流入口的流体压力使转子旋转，随着转子的旋转，流体从流入口流向流出口。 如果已知转子与流量计壳体之间的容积，则通过测量转子的转速，测量能够知道流量计中流体流量的转子旋转的次数，即可得到流体的总体积。模型演示、第34、第5章流量计与系统、椭圆齿轮流量计刮板流量计、第35、第5章流量计与系统、容积式流量计工作特性容积式流量计的工作特性与流体粘度、密度、工作温度、压力等因素有关。 相对而言，粘度影响较大的信号当场远程显示，第36、第5章流量计与系统、容积式流量计的工作特性：精度高，达到0.20.5%，可用于企业管理和商品销售。 主要测量高粘度流体，测量总流量。 量程比10:1。 直线段没有要求。 小流量泄漏大，读取值低。 被检流体如果不清洁，就容易堵塞和磨损。37、第五章流量测量仪和系统、第七、质量流量仪的质量流量测量方法主要有三种：直接式间接式补偿式，第38、第五章流量测量仪和系统、直接式质量流量仪的直接式质量流量测量方法有很多种，例如通过节流孔和定量泵的组合实现的压差式方法； 由两个弹簧连接的涡轮机构成的涡轮转矩式的方法应用负效应的测定方法和科里奥利力的测定方法等，第39、第5章流量测定器和系统，间接式质量流量计间接式质量流量计实际上是复合式质量流量计，这是配管上多个(常见的是两个)测定元件(或计量器) 串联连接，建立各输出信号与流体体积流量、密度等的关系，组合求解方程间接推导出流体质量流量，第40、5章流量检测计与系统，主要组合方式为， 差压式流量计与密度计的组合方式体积式流量计与密度计的组合方式差压式流量计或靶式流量计与体积式流量计或速度式流量计的组合方式补偿式质量流量计、第41、5章流量检测计与系统8、其他流量计涡轮流量计中，从叶轮流量计(水表)发展出的流体流过涡轮时， 由于流体冲击，涡轮旋转，旋转频率和流量等相关，第42、第5章流量计和系统，涡轮流量计主要为涡轮、偏转器、磁电感应转换器、放大和信号转换。 磁电感应变换器将涡轮转换为电脉冲数，是涡轮流量计的重要部分。 叶轮由磁性不锈钢制成，管子外装有传感器，它由磁性钢和线圈制成。 叶片旋转时，周期也会改变检测器的磁路的磁阻，改变通过感应线圈的磁通量。 从而，在感应线圈的两端感应出脉冲信号。43、第五章流量测量仪和系统、精度高的0.5级、常规标准表。 档子大十：一。 适用于清洁介质(通常安装过滤器)。 周围不能有强磁场。 介质的密度、粘度变化影响测定结果。 反应快，能测量脉动流量。 44、第五章流量测量仪与系统、超声波流量仪在静止流体中的传播速度和在流动流体中的传播速度不同。 超声波的接收和发射被称为换能器，换能器既可以兼作声波的收发，也可以分别进行。 45、第五章流量测量仪和系统，实际应用以下形式。 时差法通过测定超声波脉冲的顺流和逆流时的传播时间差得到流体的流速。 在超声波的传播方向相对于管轴线形成角的情况下，流速v与时差t的关系存在c受到流体温度的影响较大的问题。 t数量水平小，电子精度高，测量下限受限。 46、第五章流量测量仪和系统、相位差法换能器发射连续超声波脉冲或周期长的脉冲串，测量顺流和逆流发射时接收到的信号之间的相位差t小，大，有利于提高测量精度，但c的影响仍大。 频率法通过测量顺