流量计工作原理ppt课件

流量计的概要、定义流量计也称为流量计，主要用于测量管道或明渠中的流体的瞬时流量和累计流量。 分类可分为差压流量计、转子流量计、电磁流量计、科里奥利力质量流量计、涡流路流量计、涡轮流量计、超声波流量计等工作原理。 1、差压流量计、差压式流量计由一次装置(检测器)和二次装置(差压转换和流量显示器)构成。 工作原理是管道中流动的流体具有动能和静压能，这两种能量可以相互转换。 根据能量守恒定律，流体具有的动能与静压能加上克服流动阻力的能量损失，在没有外力影响的情况下，总和不变。 流体通过节流装置时，成为节流装置的阻碍，流速降低，动能的一部分变成静压能，流体对管壁的压力增大。 流体通过节流装置时，流束收缩，速度加快，部分静压能变化为动能，管壁压力减少，在节流装置前后产生压力差。 差压的大小与流体流速有关，流速越快，产生的差压越大。 2、差压流量计，优点应用范围广，适用于大多数流体，目前没有比任何种类的流量计都能比较的检测器和信号器、显示器能由不同的厂家生产，规模经济生产很容易。 缺点的测量精度普遍较低，通常通过只有3:14:1的节流装置，因此流体的压力损失大。 标准的一般流体的测量可以选择节流孔、喷嘴等标准节流装置。特殊情况下的流体测量可以选择1/4日元喷嘴、双重节流孔、缺口节流孔等非标准节流装置。清洁流体的微小流量在精度等级不高的情况下可以选择内置节流孔。 3、转子流量计、转子流量计由垂直放置的锥形管和上下自由地放置在锥形管内的转子构成。 工作原理流体从下方流入锥形管时，会被转子切断，转子的上下游之间存在压力差，流体会在转子上产生动压。 此时，作用于转子的力为流体向转子的动压力(向上)、转子向流体的浮力(向上)、转子自身的重力(向下)三种。 当这三个力达到平衡时，转子平滑地上浮到锥形管内的某个位置。 在给定的转子流量计中，因为决定了转子的大小和形状，所以已知流体中的浮力和自重是一定的，只有流体相对于浮子的动压根据流速的大小而变化。 当流体的流速变大或变小时，转子上下移动，对应的流体截面积也变化，动态压力变化，直到三力重新平衡为止，转子在新的位置稳定。 在给定的转子流量计中，转子在锥形管中的位置与流体在锥形管中流动的流量的大小处于一对一的对应关系。 4、转子流量计，优点应用范围广，可用于易燃爆炸等场合，最大可达10:1。对下游直管长度的要求不高。 缺点测定精度普遍较低，受被测定介质的密度、粘度、温度、压力等因素影响。 标准的测定精度等级在1.5级以下，范围比在10:1以下的中小流量的测定流体有毒，容易燃烧，但不含磁性物质和磨损性物质的流体对金属没有腐蚀性。 5、电磁流量计、电磁流量计主要由磁路系统、测量导管、外壳、衬里、电极和转换器等部分组成。 工作原理基于法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中做切磁感应线的运动时，导体会产生电动势，电动势的大小与导体在磁场中的有效长度和垂直于磁场方向的运动速度成正比。 同样，当导电流体在磁场中垂直流动并切断感应线时，在管道两侧的电极上产生电动势。 流体速度越快，产生的电动势越大。6、电磁流量计，优点测量管道中没有阻力部件，不引起堵塞，适用于测量含有固体粒子的液固两相流体，例如纸浆、泥、污水等的测量流量值，可以用于不受流体密度、粘度、温度、压力、电导率变化影响的腐蚀性流体。 缺点是像石油制品这样的不能测定低电导率液体的气体、蒸汽、含有大气泡的液体不能测定的高温流体不能使用。 选定标准要求耐腐蚀性和耐磨损性时，用于导电性液体的流量测定。 7、科里奥利力质量流量计，工作原理在旋转系统中做直线运动的质点，因为惯性，有沿着原来的运动方向继续运动的倾向，但因为系统自身旋转，该质点受力，他的运动方向偏移。 这个力量是科里奥利力。 驱动系统以一定频率驱动u字测量管的振动，流体受到测量管的垂直运动时。 软管向上移动时，位于驱动点前端的流体从低点到高点流动，受到向上的科里奥利力，力的作用相互作用，流体在软管上产生向下的力，阻碍软管上移动。 驱动点后的流体从高处流向低处，受到下方的科里奥利力，对管道施加向上的力，加速管道上的运动。 在这两种力的共同作用下，测量管扭曲了。 管道向下移动时，扭转方向相反。 科里奥利力是惯性力，因此流体的质量越大，产生的科里奥利力就越大，测量管的扭转角就越大。 可以通过测量扭转角来计算质量流量。 8、科里奥利力质量流量计，优点是直接测量质量流量，具有高测量精度的可测量流体范围很广，高粘度液的各种液体、含固体物质的浆液、含微量气体的液体、含充分密度的中高压气体的测量结果不受流体的温度、压力、粘度变化的影响。 缺点是不能用于低密度介质和低压气体的测量对外界的振动干扰敏感，不能用于安装固定要求高的大管径，但现在被限制在150mm以下。 如果需要标准直接正确测量液体的质量流量和密度，请选择质量流量计。 9、涡流流量计、工作原理是基于卡门涡流路的原理，在测量管路上设置涡流发生器(阻力流体)，流体流动后，在涡流发生器两侧交替产生规则的涡流，通过测量涡流发生频率和涡流发生器的宽度，可以计算流体流速。 v是流体的平均速度，单位为m/s的St是斯特罗哈尔数，是无量纲的，其数值范围为0.14-0.27的f是涡的放出频率，单位为Hz的d是涡发生体的特征宽度，单位为m，10、涡街流量计，优点结构简单，没有可动部件，长期的缺点是不适用于低雷诺数测量的上下游需要长的直线段。 选择标准洁净气体、蒸汽和液体测定的低流速流体和粘度大的液体不得采用涡流路流量计。 11、涡轮流量计，工作原理是在管道中心设置涡轮，流体通过管道时与涡轮叶片碰撞，使涡轮旋转。 涡轮的旋转角速度与流体流速成比例。 因此，通过计算涡轮旋转的角速度可以得到流体流速。 涡轮的旋转速度由安装在壳体外的传感器线圈检测。 涡轮叶片切断从壳体内的永久磁铁产生的磁力线时，传感器线圈内的磁通发生变化，在传感器线圈上产生感应电动势。 对检测到的周期变化信号进行放大整形，生成与流速成比例的脉冲信号。 12、涡轮流量计，优点测量精度高，在所有流量计中，没有最精确的零点漂移，抗干扰性好。 缺点是不能长期保持测定正确性的流体物性对测定结果有很大影响。 选定标准适用于清洁气体和粘度小的清洁液体的精度高，范围比在10:1以下的情况下。13、超声波流量计、工作原理超声波流量计的工作原理可分为时差法、多普勒法、波束移位法等。 在时差法中，由于超声波在流体中流动，逆流的传播速度不同，所以传播相同的距离就有时间差，该时间差与流体的流动速度成比例，因此通过测定时间差就可以求出流体的流速。 时差法只能用于高速流动的清洁液体和气体。 基于波束位移法的流体的流动引起超声波波束的位移，流速越大，位移角越大，两接收器接收的信号强度的差也变大，所以可以通过测量两接收器的信号强度的差来求出流体的流速。 波束位移法测量精度低。 14、超声波流量计、多普勒法管壁两侧分别设置了超声波发射器和超声波接收器，发射器向含有固体粒子的流体发射频率f0的连续超声波。 根据多普勒效应，中间交叉区域的频率为f1，接收机由固体粒子反射的超声波频率为f2，粒子流速都为v时，多普勒法只测定含有固体粒子的流体，例如血液、污水、蒸汽等。 15、超声波流量计，优点非接触式仪表可用于测量难以接触和观察的流体和