仪表培训(3)流量篇

1、 仪表培训(3） 流量讲解：晁haoqihan_前言 流量是工业生产过程操作与管理的重要依据。在具有流动介质的工艺过程中，物料通过工艺管道在设备之间来往输送和配比，生产过程中的物料平衡和能量平衡等都与流量有着密切的关系。因此通过对生产过程中各种物料的流量测量，可以进行整个生产过程的物料和能量衡算，实时最优控制。 目录第一节 流量的概念第二节 流量测量的分类第三节 常见的流量检测原理第一节 流量的概念 流体的流量流体的流量是指流体（气体、液体、固体颗粒）在单位时间内流过管道或设备某一截面的流体数量，也称瞬时流量。 其单位常用的有：千克每小时kg/h、吨每小时t/h、立方

2、米每小时m3/h、标准立方米每小时Nm3/h等。 累积流量累积流量 是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。 其单位常用的有：立方米m3、标准立方米Nm3、 千克kg、吨 T 对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的、被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量测量值的正确传递。第二节 流量测量的分类 流量检测按照检测量的不同，流量检测方法可以分为体积流量(m

3、3/h或Nm3/h)和质量流量(kg/h或t/h)。 流量按照检测原理不同，流量检测方法又可分为差压式、容积式、速度式、和质量法四种。 1差压式在流通管道内安装阻力元件，流体通过阻力元件时，在阻力件前后产生压力差。该压力差通过差压计检出，流体的体积流量与差压计所测得的差压值有确定的数值关系。 2容积式是在单位时间以标准固定体积对流动介质连续不断地进行测量，以排出流体固定容积数来计算流量。基于这种检测方法的流量检测仪表有椭圆齿轮流量计、活塞式流量计和刮板流量计等。 3速度式是以流量测量管道内流体的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积流量的。基于这种检测方法的流量检测仪表有差压式流量计、转子式

4、流量计、电磁流量计和超声波流量计等。 4质量法的检测分为直接式和间接式两种。直接式质量流量计直接测量质量流量，如角动量式、科氏力等；间接式流量计是同时测出容积流量和流体的密度而自动计算出质量流量的。类 别工作原理仪表名称可测流体种类适用管径mm测量精度安装要求、特点体积流量计差流压量式计流体流过通管道中的阻力件时产生的压力差与流量之间有确定关系，通过测量差压值求得流量节流式孔板液、气、蒸汽50100012需直管段，压损大喷嘴50500需直管段，压损中等文丘里管1001200需直管段，压损小均速管液、气、蒸汽2590001需直管段，压损小转子流量计液、气41502垂直安装靶式流量计液、气、蒸汽1

5、520014需直管段，弯管流量计液、气0.55需直管段，无压损容流积量式计直接对仪表排出的定量流体计数确定流量椭园齿轮流量计液104000.20.5无直管段要求，需装过滤器，压损中等腰轮流量计液、气刮板流量计液0.2无直管段要求，压损小体积流量速度式流量计通过测量管道截面上流体平均流速来测量流量涡轮流量计液、气46000.10.5需直管段，装过滤器涡街流量计液、气15010000.51需直管段电磁流量计导电液体620000.51.5直管段要求不高，无压损超声波流量计液101需直管段，无压损质量流量直接式直接检测与质量流量成比例的量来质量流量热式质量流量计气1冲量式质量流量计固体粉料0.22科氏

6、质量流量计液、气0.15间接式同时测体积流量和流体密度来计算质量流量体积流量经密度补偿液、气0.5温度、压力补偿第三节 常见的流量检测原理转子流量计转子流量计 转子流量计又名浮子流量计或恒压降变面积流量计。 转子流量计主要由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿着锥管的轴向自由移动的转子组成。当被测流体自锥管下端流入流量计时，由于流体的作用，转子上下端面产生一差压，该差压即为转子的上升力。当差压值大于浸在流体中浮子的重量时，转子开始上升。随着转子的上升，转子最大外径与锥管之间的环形面积逐渐增大，流体的流速则相应下降，作用在转子上的上升力逐渐减小，直至上升力等于浸在流体中的转子的重量时，转子便稳

7、定在某一高度上。这时转子在锥管中的高度与所通过的流量有对应的关系。转子流量计可配有电远传装置。 差压式流量计差压式流量计 是基于伯努利方程原理，利用流体流经节流装置时，在节流装置前后产生的压力差而实现流量测量的。 1、节流现象和节流装置节流现象和节流装置 节流现象是指流体在装有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象。 最常用的“标准节流装置”包括孔板、喷嘴、文丘里管。孔板喷嘴文丘里节流装置的优缺点节流装置优点缺点标准孔板应用广泛，结构简单，安装方便，适用于大流量的测量流体经过孔板后压力损失大，当工艺管道上不允许有较大的压力损失时，便不宜采用标准喷嘴和标准文丘

8、里管压力损失较孔板小结构比较复杂，不易加工标准节流装置安装要求管道内充满流体，节流装置将管道中流体流量的大小转换为相应的差压大小，但这个差压信号还必须由导压管引出，并传递到相应的差压计，以便显示出流量的数值。 2、差压式流量计的安装差压式流量计的安装 在现场实际应用时，差压式流量计具有比较大的测量误差，有的甚至高达1020。这需要生产厂家精确的计算和加工制造，使用者的选型要合理，符合使用条件，同时更要注意正确的安装、维护，才能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。 测量液体的安装要求测量液体的安装要求：在管道的下半部与管道的水平中心线成045夹角的范围，应该使两根导压管高度一致且管内都充满液体

9、而无气泡。4545测量液体时取压点在管道的位置测量液体时取压点在管道的位置1 1、节流装置；、节流装置；2 2、引压导管；、引压导管；3 3、排气阀；、排气阀；4 4、平衡阀；平衡阀；5 5、差压变送器；差压变送器；6 6、集气罐；、集气罐；7 7、切断阀切断阀 测量气体的安装要求测量气体的安装要求：取压点应在管道的上部，引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度，以使引压导管中不滞留液体。如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装集液罐和排放阀。 测量蒸汽的安装要求：测量蒸汽的安装要求：在管道的上半部与管道水平中心线成045夹角的范围内，加装集液罐确保两根导压管蒸汽冷凝液的等液位。1、节

10、流装置；2、引压导管；3、差压变送器；4、集液罐；5、排放阀1、节流装置；2、凝液罐；3、引压导管；4、排放阀；5、差压变送器；6、平衡阀测量气体测量蒸汽三阀组：三阀组：气体、液体或蒸汽凝液在通过导压管引入差压变送器之前要经过一组重要的阀-三阀组。它由高、低压截止阀和平衡阀组成。1 1、高压截止阀；、高压截止阀；2 2、抵押、抵押截止阀；截止阀；3 3、平衡阀；、平衡阀；4 4、变送器变送器 差压变送器测量的是两个压力之差，在开、停表时主要是防止差压变送器的膜盒单向受压，如果单向受压，有可能把膜盒损坏。差压变送器的开、停表步骤主要是与差压变送器配套的三阀组的操作步骤。 停表步骤：1）关闭低压阀

11、；2）打开平衡阀；3）关闭高压阀；4）如果需要长时间停表，还要将导压管的根部阀关闭。 开表步骤：1）打开高压阀； 2）关闭平衡阀； 3）打开低压阀，此时变送器应有输出。电磁流量计 根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势E。在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势。体积流量与感应电动势E成线性关系，这就是电磁流量计的测量原理。非磁性测量导管电极涡轮流量计(1)工

12、作原理与结构 在定范围内，涡轮的转速与流体的平均流速成正比，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，以推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。椭圆齿轮流量计(1)工作原理与结构 当两轮旋转至180时，A、B两轮重新回到位置(a)。如此周期地主从更换，两椭圆齿轮作连续的旋转。当椭圆齿轮每旋转一周时，流量计将排出4个半月形(测量室)体积的流体。设测量室的容积为V，则椭圆齿轮每旋转一周排出的流体体积为4V。只要测量椭圆齿轮的转数N和转速n，就可知道累积流量和单位时间内的流量，即瞬时流量。涡街流量计 在均匀流动的流体中,垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体,称为漩涡发生体，则在该漩涡发生体两侧会产生旋转

13、方向相反、交替出现的漩涡，并随着流体流动，在下游形成两列不对称的漩涡列，称之为“卡曼涡街”。测得漩涡产生频率，从而测出流量。质量流量计质量流量计 科里奥利质量流量计(简称科氏力流量计)是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。科氏力流量计结构有多种形式，一般由振动管与转换器组成。 其中双弯管型最常见，它由两根金属 U 形管组成，其端部连通并与被测管路相连，如图 所示。这样流体可以同时在两个 U 形管内流动在两管的中间A、B、C 三处各装有一组压电换能器。换能器 A 在外加交变电压作用下产生交变力，使两根 U 形管彼此一开一合地振动，相当于两根软管按相反方向不断摆动，换能器 B 和 C 用来检测两管的振动情况。由于 B 处于进口侧，C 处于出口侧，则根据出口侧振动相位超前于进口侧的规律，C 输出的交变信号的相位将超前于 B 某个相位。此相位差的大小与质量流量成正比。若将这两个交流信号相位差经过电路进一步转换成直流 4mADC20mADC 等标准信号，就成为质量流量变送器。科里奥利质量流量计称重给料机称重给料机 工作原理：皮带上连续通过的物料重量由称重传感器转化成mv级的电压信号经放大、滤波及模数转换后送入微机进行处理，由测速电机送来的速度脉冲信号经整形后也