第4部分流量检测(新4)

1、4.1 4.1 流量检测的有关概念流量检测的有关概念4.2 4.2 差压式流量计差压式流量计4.3 4.3 转子流量计转子流量计4.4 4.4 电磁流量计电磁流量计4.5 4.5 涡街流量计涡街流量计4.6 4.6 超声波流量计超声波流量计4.7 4.7 质量流量计质量流量计4.8 4.8 其它流量计其它流量计4.9 4.9 流量校验系统流量校验系统4.10 4.10 应用实例应用实例检测技术与仪表检测技术与仪表 流体流量：单位时间内流过某有效截面流体的数量。流体流量：单位时间内流过某有效截面流体的数量。 流量测量意义（生产、安全）。流量测量意义（生产、安全）。 一、表示方法一、表示方法瞬时流

2、量和累积流量瞬时流量和累积流量 瞬时流量（简称流量）瞬时流量（简称流量）：单位时间内流过某截面液体单位时间内流过某截面液体的的体积体积或或质量质量。 体积流量体积流量 式中：式中：A A管道横截面积；管道横截面积； v流体的平均流速。流体的平均流速。 vAqv体积流量（qv），单位为m3/h质量流量（qm），单位为kg/h 质量和体积流量的关系：质量和体积流量的关系： 流体的密度。流体的密度。vmqq 累积流量：指在一段时间内流过某截面介质的总和累积流量：指在一段时间内流过某截面介质的总和。 即：即： VV体积流量，体积流量，m m3 3； m m质量流量，质量流量，kgkg。 测流量的仪表叫

3、流量计，测总流量的仪表叫计量表。测流量的仪表叫流量计，测总流量的仪表叫计量表。tvdtqV0tmdtqm0 分类分类：体积流量仪表和质量流量仪表：体积流量仪表和质量流量仪表。 体积流量仪表体积流量仪表分：分：速度法流量仪表和容积法流量仪表速度法流量仪表和容积法流量仪表。 速度法体积流量仪速度法体积流量仪: :测出通过恒定截面流体的流速测出通过恒定截面流体的流速v v，获得此处流体的体积流量获得此处流体的体积流量q qv v。 容积法体积流量仪表：容积法体积流量仪表：单位时间内（或一段时间内）单位时间内（或一段时间内）直接测得通过某截面流体体积流量直接测得通过某截面流体体积流量q qv v。 质

4、量流量仪表质量流量仪表分：分：直接法直接法和和间接法间接法质量流量仪表质量流量仪表。直接测量出流体质量直接测量出流体质量测出体积流量、温度、压力，测出体积流量、温度、压力，计算出流体的质量。计算出流体的质量。1 1、流体密度、流体密度要测流量，应已知流体密度要测流量，应已知流体密度；与状态（压力、温度）有关与状态（压力、温度）有关；需考虑状态对需考虑状态对影响影响。2 2、流体粘度、流体粘度（动力粘度）动力粘度）表示流体粘滞性的一个参数；表示流体粘滞性的一个参数；影响流体的流速分布以及能量损失影响流体的流速分布以及能量损失影响测量；影响测量；与流体的性质及状态有关；与流体的性质及状态有关；气体

5、，温度升高，粘度增大；液体，温度升高，粘度减小。气体，温度升高，粘度增大；液体，温度升高，粘度减小。 动力粘度单位动力粘度单位：工程单位工程单位 千克力千克力秒秒/ /米米2 2（kgfs/mkgfs/m2 2），国际单位国际单位 牛顿牛顿秒秒/ /米米2 2（PasPas），故有：故有： 1 1 kgfs/mkgfs/m2 2 = 9.80665 Pas 9.81 Pas = 9.80665 Pas 9.81 Pas 3、雷诺数雷诺数Re 雷诺数：流体流动的惯性力雷诺数：流体流动的惯性力Fg与其粘性力（内摩擦力）与其粘性力（内摩擦力）Fm之比，即：之比，即： v 管道中有效截面上的平均流速管

6、道中有效截面上的平均流速 m/s； 流体密度，流体密度，kg/m3； l长度，在圆管流中为管道内径，长度，在圆管流中为管道内径，m。lvlvFFvFFRmge/2 故圆管：故圆管： qm质量流量，质量流量，kg/h； D管道内径，管道内径，mm； 动力粘度；动力粘度；Pas。 流体流速分布与雷诺数有关，是判别流体状态的准则流体流速分布与雷诺数有关，是判别流体状态的准则( (层流、湍流层流、湍流) )。雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大。雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体于惯性力，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺

7、数较大时，惯性力对流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。 DqRmeD310354差压式流量计：历史悠久、技术成熟、使用最多；差压式流量计：历史悠久、技术成熟、使用最多；按结构形式分：节流差压式流量计、弯管流量计、匀速按结构形式分：节流差压式流量计、弯管流量计、匀速管流量计、射流流量计等；管流量计、射流流量计等；v节流式节流式：流体通过节流装置，部分压力能转换为动能产：流体通过节流装置，部分

8、压力能转换为动能产生差压。生差压。v节流式流量测量系统：节流装置、差压计或差压变送器、节流式流量测量系统：节流装置、差压计或差压变送器、二次显示仪表等组成。二次显示仪表等组成。原理：原理：基于流体基于流体能量转换能量转换的原理。的原理。流动流体，有流动流体，有动动能和静压能；能和静压能；在一定条件下，在一定条件下，可以相互转换；可以相互转换；但能量总和不变。但能量总和不变。 如图如图4.14.1：截面截面I-II-I（ A A1 1）处流体未受孔板的影响，流体的静压力为处流体未受孔板的影响，流体的静压力为P P1 1，平均流速为平均流速为v v1 1，流体的密度为流体的密度为1 1；截面截面-

9、处流体经过孔板后流束收缩的最小截面处流体经过孔板后流束收缩的最小截面（ A A2 2 ），压力为），压力为P P2 2，平均流速为平均流速为v v2 2，流体密度为流体密度为2 2； 设理想流体：流经孔板，不对外做功；无温度变化。设理想流体：流经孔板，不对外做功；无温度变化。根据伯努利方程（流体流动的动力学方程）根据伯努利方程（流体流动的动力学方程）： 被测流体是等温不可压缩的被测流体是等温不可压缩的，即，即1=2=，所以式所以式（4.2）可写为）可写为 22222/2211/1vPvP22222211vPvP（4.24.2）（4.34.3） 流体的连续性方程为：流体的连续性方程为：22211

10、1vAvA( 4.4 )( 4.4 )等温不可压缩的流体可写为：等温不可压缩的流体可写为：2211vAvA即即2121vAAv 代入式（代入式（4.34.3）得）得212/2/1221)(2AAPPv 截面积截面积-质量流量：质量流量： （4.54.5）式理论方程式；）式理论方程式；实际中实际中A A2 2代表代表流束最小收缩截面流束最小收缩截面，其位置和大小均难以，其位置和大小均难以确定，从而使确定，从而使A A2 2面上的静压力面上的静压力P P2 2也难以确定；也难以确定；理论方程必须修正。理论方程必须修正。 212/2/12221)(2AAPPAvAqm(4.5)(4.5) 用孔板的开

11、孔截面用孔板的开孔截面A A0 0代替流代替流A A2 2，设设A A2 2=A=A0 0，为流束收缩系数。设孔板开孔直径为为流束收缩系数。设孔板开孔直径为d d，d d与管道直径与管道直径D D的比值为的比值为则式（则式（4.54.5）可改写为）可改写为102AA42/2/101)(2PPAqm( 4.6)( 4.6)实际中：压力差取自孔板前后端面的固定位置处，如实际中：压力差取自孔板前后端面的固定位置处，如图图4-14-1中的中的P P1 1- P- P2 2；式（式（4.64.6）需修正；）需修正；将包括将包括在内的系数合为一个无量纲数在内的系数合为一个无量纲数C C，C C称为流出称为

12、流出系数。则：系数。则： P P = = P P1 1 - - P P2 2。 PACPPCAqm211)(2044210(4.7)(4.7)压缩流体流过节流装置时，压力改变压缩流体流过节流装置时，压力改变密度密度改变，改变， 对压缩流体应用膨胀系数对压缩流体应用膨胀系数修正修正，则：，则： (4.8)(4.8)同理同理 (4.9)(4.9)PACqm104211104211PACqV C 流出系数；流出系数； 膨胀性系数；膨胀性系数； A0 节流件开孔截面积，节流件开孔截面积，m m2； 1 1 被测流体在被测流体在I-I处的密度，处的密度，kg/mkg/m3 3； P 节流装置输出的差压，

13、节流装置输出的差压，Pa a； qm 质量流量，质量流量，kg/skg/s； qv v 体积流量，体积流量，m m3 3/s/s。 当被测流体为液体时当被测流体为液体时=1，当被测流体为气体、蒸汽当被测流体为气体、蒸汽时时1。 1 1、实用流量公式、实用流量公式 前述式中，前述式中，q qm m、q qv v（单位（单位kg/skg/s和和m m3 3/s/s），），A A0 0（m m2 2）。）。工 程 实 际 ： 单 位工 程 实 际 ： 单 位 k g / hk g / h 和和 m m3 3/ h/ h ， d d 、 D D （ m mm m ） ，） ，A A0 0=d=d2 2

14、/4=/4=2 2D D2 2/4/4， 实用流量公式：实用流量公式： PDCPdCqm142214210039986. 010039986. 01422142/10039986. 0/10039986. 0PDCPdCqv241036000039986. 06式中式中:(4.10)(4.10)(4.1(4.11)1) （1 1）流出系数流出系数C C 流过节流装置的实际流量值与理论流量值之比流过节流装置的实际流量值与理论流量值之比。 标准孔板：当标准孔板：当d d、D D、R ReDeD、K/DK/D同时满足表同时满足表4-24-2、4-34-3时，时，C C的表达公式如下：的表达公式如下：

15、 角接取压角接取压标准孔板的流出系数：标准孔板的流出系数：3 . 065 . 37 . 068210)0063. 00188. 0(10000521. 0216. 00261. 05961. 0eDcomeDcomJRARCC式中式中: :8 . 019000eDcomRA相对粗糙度相对粗糙度3 . 11 . 1/2/248 . 0710/)12(8 . 012031. 01)19000(11. 01 123. 008. 0043. 011LLReeCCCeDLLJF3 . 065 . 37 . 068210)0063. 00188. 0(10000521. 0216. 00261. 0596

16、1. 0eDeDJRARC 法兰取压标法兰取压标准孔板的流出系数：准孔板的流出系数： ( 4.13 )( 4.13 ) （4.144.14） D-D/2D-D/2取压取压标准孔板的流出系数：标准孔板的流出系数：3 . 11 . 12248 . 0710/)12(8 . 012031. 01)19000(11. 01)123. 008. 0043. 0(11LLReeCCCeDLLJD(4.15)(4.15) 角接取压标准喷嘴在角接取压标准喷嘴在50mm D 500mm50mm D 500mm、0.3 0.3 0.44 0.44、7 7104ReD1104ReD1107107或或0.440.80

17、0.440.80、2 2104 ReD 1104 ReD 1107107范围内的流出系数范围内的流出系数C C为：为：15. 1615. 421 . 4)10()0033. 000175. 0(2262. 09900. 0eDRC (4.16)(4.16) 注意：对孔板来说流出系数注意：对孔板来说流出系数C C是实验数据是实验数据。角接取压法：角接取压法：K/D 3.8K/D 3.81010-4-4的管道中测定；的管道中测定；法兰取压法和法兰取压法和D-D/2D-D/2取压法：取压法：K/D 10K/D 101010-4-4的管道中测的管道中测定；定；K K：管道内壁的绝对粗糙度，见表：管道内

18、壁的绝对粗糙度，见表4.24.2（a a）。）。实际中，要求孔板上游实际中，要求孔板上游10D10D之内，之内，K/DK/D应满足表应满足表4.24.2（b b）。）。124214PdCqm适用：角接取压法、法兰取压法和适用：角接取压法、法兰取压法和D-D/2D-D/2取压法。取压法。 (4.17)(4.17) 压缩流体通过节流装置后体积膨胀，密度会变化，压缩流体通过节流装置后体积膨胀，密度会变化， 用膨胀性系数用膨胀性系数进行修正；进行修正； 标准孔板：标准孔板：在满足在满足P / PP / P1 10.250.25的条件下的条件下定义定义式式：（4.18)4.18) = 1 - = 1 -

19、 P / PP / P1 1 。 可压缩流体的等熵指数：单质子气体可压缩流体的等熵指数：单质子气体=1.67=1.67、空气、空气及双原子气体及双原子气体=1.41=1.41、过热蒸汽及气体、过热蒸汽及气体=1.81=1.81、饱和蒸、饱和蒸汽汽=1.135=1.135。211244211111kkkkkk对于角接取压标准喷嘴，对于角接取压标准喷嘴，用下式计算：用下式计算： 为减小为减小变化引起的误差变化引起的误差，设计，设计规定：用规定：用P PCOMCOM来计算来计算值值。若。若PCOMCOM未给出，取差压上限值未给出，取差压上限值P PMAXMAX的的64%64%作为作为P PCOMCO

20、M进行计算。进行计算。常用差压值常用差压值 温度变化对温度变化对d、D和和有影响，需进行换算：有影响，需进行换算： d = dd = d20201 + 1 + d d(t - 20) (t - 20) D = D D = D20201 + 1 + D D(t - 20)(t - 20)式中：式中：dd工作状态下节流件开孔直径，工作状态下节流件开孔直径，mmmm； D D工作状态下管道内径，工作状态下管道内径，mmmm； d d20202020时节流件开孔直径，时节流件开孔直径，mmmm；（设计值）；（设计值） D D20202020时管道内径，时管道内径，mmmm； d d节流件材料的热膨胀系

21、数，节流件材料的热膨胀系数，mm/mm/（mmmm）；）； D D管道材料的热膨胀系数，管道材料的热膨胀系数，mm/mm/（mmmm）；）； t t工作状态下被测流体的温度，工作状态下被测流体的温度，。 d d、D D查表查表4.14.1。)20(1 20t 液体密度液体密度 工作状态下液体的密度按下式计算工作状态下液体的密度按下式计算 工作状态下液体的密度，工作状态下液体的密度，kg/mkg/m3 3； 2020 温度为温度为2020时，压力为时，压力为1.013251.0132510105 5PaPa状状 态下液体的密度，态下液体的密度，kg/mkg/m3 3； 体积膨胀系数，体积膨胀系数

22、，1/1/； t t 工作状态下液体的温度，工作状态下液体的温度，。332211xxxm液体混合物的密度取加权平均值，即液体混合物的密度取加权平均值，即 m m混合物的密度，混合物的密度，kg/mkg/m3 3； 1 1、2 2、3 3 各组分的密度，各组分的密度，kg/mkg/m3 3； x x1 1 、x x2 2 、x x3 3 各组分的体积分数，各组分的体积分数，% %。1 1 、0 0 - - 工作状态下和工作状态下和00、1.013251.0132510105 5 PaPa状态下气状态下气体的密度，体的密度，kg/m3kg/m3；T T1 1、T T0 0 工作状态下的绝对温度和工

23、作状态下的绝对温度和00对应的绝对温度；对应的绝对温度；P P1 1、P P0 0 工作状态下干气体的绝对压力和标准大气压（工作状态下干气体的绝对压力和标准大气压（PaPa）；）；Z Z 工作状态下气体的压缩因子。工作状态下气体的压缩因子。 ZPTTP010101 干气体的密度。干气体的密度。 在工作状态下，干气体的密度可按下式计算：在工作状态下，干气体的密度可按下式计算： 湿气体的密度湿气体的密度 湿度湿度描述湿气体含水的程度，表示方式：描述湿气体含水的程度，表示方式：绝对绝对湿度湿度和和相对湿度相对湿度。 绝对湿度：单位体积的湿气体中所含水蒸汽的质绝对湿度：单位体积的湿气体中所含水蒸汽的质

24、量，符号量，符号 ，单位为，单位为kg/mkg/m3 3。 相对湿度：温度为相对湿度：温度为T T、压力为、压力为 P P的单位体积的湿气的单位体积的湿气体中所含水蒸汽的质量与同温、同压下的单位体积的体中所含水蒸汽的质量与同温、同压下的单位体积的湿气体可含水蒸汽的最大可能质量之比的百分数，符湿气体可含水蒸汽的最大可能质量之比的百分数，符号号，单位为，单位为%RH%RH。 已知绝对湿度、已知绝对湿度、压力压力1.013251.0132510105 5PaPa，湿气体湿气体的密度按下式计算：的密度按下式计算：ZTPTPffN10101804. 0)(804. 0 0.804 0.804为为00、1

25、.013251.0132510105 5PaPa状态下水蒸汽的密状态下水蒸汽的密度，单位度，单位 kg/mkg/m3 3。 混合气体的密度混合气体的密度, ,服从叠加原理服从叠加原理: :100332211nnmXXXXmm混合气体的密度，混合气体的密度，kg/mkg/m3 3；1 1、2 2、3 3、n n混合气体各组分的的密度，混合气体各组分的的密度，kg/mkg/m3 3；X X1 1、X X2 2、X X3 3、XnXn混合气体各组分的体积百分比数，混合气体各组分的体积百分比数，% %。 概念概念: : 使管道中流动流体产生静压差的装置。使管道中流动流体产生静压差的装置。分：标准和非标

26、准节流装置。分：标准和非标准节流装置。 组成组成: : 节流元件节流元件、带取压孔的、带取压孔的取压装置取压装置和上下游和上下游测量导测量导管三管三。 标准标准: : 在设计计算时，有统一标准、要求和计算所需在设计计算时，有统一标准、要求和计算所需要的数据、图表，直接根据标准进行设计、制造、安装和要的数据、图表，直接根据标准进行设计、制造、安装和使用，不必进行标定，可保证精度。使用，不必进行标定，可保证精度。 1 1、节流装置、节流装置标准孔板标准孔板 一块与管道轴线同心的圆形开孔、内边缘尖锐的金属一块与管道轴线同心的圆形开孔、内边缘尖锐的金属薄板。薄板。 剖面图如图剖面图如图4.34.3，详

27、见国家标准，详见国家标准GBGBT264293T264293。 要求：要求： 标准孔板开孔直标准孔板开孔直径径d d在任何情况都要满足在任何情况都要满足d12.5mmd12.5mm和和0.20 0.20 0.750.75。 孔板上游端面孔板上游端面A A的的平面度平面度应小于应小于0.50.5，上游端面，上游端面A A的粗糙度的粗糙度1010-4-4d d。 节流孔厚节流孔厚0.005D e 0.005D e 0.02D0.02D，节流孔任意点测，节流孔任意点测得的各得的各e e值间差值间差0.01D0.01D。孔板厚度。孔板厚度e e E E 0.05D0.05D，当，当50mmD64mm5

28、0mmD64mm时，孔板厚度只要时，孔板厚度只要 3.2mm3.2mm即可。下游侧即可。下游侧有扩散的圆锥面，锥度有扩散的圆锥面，锥度45451515，其粗糙度，其粗糙度1010-4-4d d。 上游边缘上游边缘G G要尖锐（要尖锐（ 边缘半径不大于边缘半径不大于0.0004d0.0004d），），无卷口，无毛边，无目测可见的任何异常。无卷口，无毛边，无目测可见的任何异常。孔板表面任意两点的连线与垂直于轴线孔板表面任意两点的连线与垂直于轴线的平面间的斜度的平面间的斜度 角接取压（图角接取压（图4.44.4）取压口位于上、下游孔板的前后端面处；取压口位于上、下游孔板的前后端面处；有：环室取压和单

29、独钻孔取压两种；有：环室取压和单独钻孔取压两种；上半部为环室取压结构，下半部为钻孔取压结构；上半部为环室取压结构，下半部为钻孔取压结构；取压孔面积不小于取压孔面积不小于12mm12mm2 2；小管径时，采用环室取压；小管径时，采用环室取压；大管径（大管径（D D500mm500mm）时，采用单独钻孔取压。）时，采用单独钻孔取压。 三种标准取压方式：三种标准取压方式：角接取压、法兰取压和角接取压、法兰取压和D-DD-D2 2取压。取压。 法兰取压和法兰取压和D-DD-D2 2取压（取压（图图4.54.5）孔板被夹持在两块特殊加工的法兰中；孔板被夹持在两块特殊加工的法兰中；v在两法兰上分别钻取压孔

30、；在两法兰上分别钻取压孔；v上、下游取压孔中心距孔板前端面为上、下游取压孔中心距孔板前端面为25.4mm25.4mm；v孔径孔径612mm612mm，取压孔中心与管道中心垂直；，取压孔中心与管道中心垂直；D-DD-D2 2取压装置；取压装置；v上游取压孔的中心距孔板的前端面为上游取压孔的中心距孔板的前端面为D D；v下游取压孔的中心距孔板下游取压孔的中心距孔板前前端面的端面的D D2 2；v取压孔直径应小于取压孔直径应小于0.13D0.13D，且小于，且小于13mm13mm；v上、下游取压孔同直径，中心线与管道轴线垂直。上、下游取压孔同直径，中心线与管道轴线垂直。 标准节流装置上、下游测量直管

31、段长度规定：标准节流装置上、下游测量直管段长度规定：上游侧上游侧测量直管段为测量直管段为10D10D，下游侧测量直管段为下游侧测量直管段为5D5D（标准节流装置标准节流装置的最短测量导管长度的配置的最短测量导管长度的配置表表4.34.3 ）。）。 实际中；建义采用比规定更长的直管段。实际中；建义采用比规定更长的直管段。 国标国标GB/T262493GB/T262493规定了四种标准节流装置：规定了四种标准节流装置：角角接取压标准孔板、法兰取压标准孔板、接取压标准孔板、法兰取压标准孔板、 D-D/2D-D/2取压标取压标准孔板和角接取压标准喷嘴。准孔板和角接取压标准喷嘴。 主要依据：主要依据：测

32、量所要求的精度；测量所要求的精度；允许的压力损失；允许的压力损失；被测介质的性质；被测介质的性质；被测对象的具体条件与参数范围；被测对象的具体条件与参数范围；使用条件及经济性等。使用条件及经济性等。 1 1）角接取压标准孔板优点：灵敏度高；加工简单；）角接取压标准孔板优点：灵敏度高；加工简单；对管内壁粗糙度对管内壁粗糙度K K无要求；费用低；使用数据、资料最无要求；费用低；使用数据、资料最全；全； 2 2）法兰取压标准孔板优点：易加工制造；计算简）法兰取压标准孔板优点：易加工制造；计算简单；但只适用光滑管的测量；单；但只适用光滑管的测量； 3 3）D-D/2D-D/2取压标准孔板优点：标准孔板

33、与管道轴线取压标准孔板优点：标准孔板与管道轴线的垂直度和同心度的安装要求较低；特别适合大管径的的垂直度和同心度的安装要求较低；特别适合大管径的过热蒸汽的测量；过热蒸汽的测量； 4 4）同等件下标准喷嘴比标准孔板优越：压力损失）同等件下标准喷嘴比标准孔板优越：压力损失较小，不易受被测介质腐蚀、磨损和赃污，寿命长，测较小，不易受被测介质腐蚀、磨损和赃污，寿命长，测量精度较高，所需直管段长度较短。量精度较高，所需直管段长度较短。 工业中，标准孔板使用较多。工业中，标准孔板使用较多。 有：有：1/41/4圆喷嘴、圆缺孔板、圆锥入口孔板和双重孔圆喷嘴、圆缺孔板、圆锥入口孔板和双重孔板板等；等； 1/41

34、/4圆喷嘴应用较广；圆喷嘴应用较广； 图纸、资料、数据较齐全；图纸、资料、数据较齐全； 适用于适用于200ReD10200ReD105 5和和25mmD750mm25mmD750mm的条件下流的条件下流体的流量测量；体的流量测量； 圆缺孔板特别适用于脏污介质，圆缺孔板特别适用于脏污介质，50mmD500mm50mmD500mm，5 510103 3ReD2ReD210106 6的流量测量；的流量测量； 圆锥入口孔板，用于小管径圆锥入口孔板，用于小管径D25mmD25mm，小雷诺，小雷诺250ReD5000250ReD5000的流量测量；的流量测量； 双重孔板用于低雷诺数或高粘度流体流量测量。双

35、重孔板用于低雷诺数或高粘度流体流量测量。 非标准节流装置必须标定后才能使用。非标准节流装置必须标定后才能使用。 也称节流式流量计也称节流式流量计。由：节流装置、引压导管、差由：节流装置、引压导管、差压变送器压变送器( (差压计差压计) )组成组成，如图，如图4.74.7。 例：例：直流直流420mA420mA，开方之后仍然在，开方之后仍然在420mA420mA范围内。故范围内。故实际运算公式是实际运算公式是 ，先要把起点电流，先要把起点电流4mA4mA减去，经过开方后再把它加上，例如减去，经过开方后再把它加上，例如I=13mAI=13mA时，开方时，开方后：后：节流装置非线性；节流装置非线性；

36、被测流量和差压变送器的输出电流的平方根成正比：被测流量和差压变送器的输出电流的平方根成正比：I I0 0=K=Kx xK K2 2q q2 2 ；希望输入输出成线性，增添开方运算；希望输入输出成线性，增添开方运算；注意：非将电流开方即可；开方后，仍为标准电流信号注意：非将电流开方即可；开方后，仍为标准电流信号。44160IiImAI164413160。 。 420mA 420mA开方前后，对应关系曲线图开方前后，对应关系曲线图 4.84.8。 开方运算：设计电路，使输出开方运算：设计电路，使输出/ /输入满足图中曲线关系。输入满足图中曲线关系。 标准节流装置的设计计算两种命题。标准节流装置的设

37、计计算两种命题。 命题命题1 1：已知管道内径、节流元件开孔直径、取压：已知管道内径、节流元件开孔直径、取压方式、被测流体参数及其它必要条件，根据所测的差压方式、被测流体参数及其它必要条件，根据所测的差压值，求被测流体的流量。值，求被测流体的流量。 （试验性命题的情况，即已有标准节流装置，要求（试验性命题的情况，即已有标准节流装置，要求根据所测的差压值算出所对应的流量）。根据所测的差压值算出所对应的流量）。 所需数据：所需数据： 1 1、被测介质（被测流体的名称、组成）；、被测介质（被测流体的名称、组成）； 2 2、被测介质的温度和压力参数；、被测介质的温度和压力参数； 3 3、管道内径和材料

38、；、管道内径和材料； 4 4、节流件型式和材料；、节流件型式和材料； 5 5、节流件的开孔直径；、节流件的开孔直径； 6 6、差压变送器的型式；、差压变送器的型式； 7 7、差压值的大小；、差压值的大小； 8 8、管道位置及节流件前后的直管段情况。、管道位置及节流件前后的直管段情况。 命题命题2 2：已知管道内径、被测流体参数、流量已知管道内径、被测流体参数、流量及其它必要条件，要求选择适当的流量标尺上限、及其它必要条件，要求选择适当的流量标尺上限、差压上限、节流装置的形式，并计算节流元件的开差压上限、节流装置的形式，并计算节流元件的开孔直径。孔直径。 （工程性命题的情况，也是最常见的情况，即

39、（工程性命题的情况，也是最常见的情况，即已知生产中的各种参数，要求设计节流元件和选择已知生产中的各种参数，要求设计节流元件和选择差压变送器。）差压变送器。） 必须提供下列原始数据：必须提供下列原始数据： 1 1、被测介质（水、空气、蒸汽、油等）；、被测介质（水、空气、蒸汽、油等）； 2 2、被测流体的流量（最大流量、最小流量、常、被测流体的流量（最大流量、最小流量、常 用流量）；用流量）； 3 3、被测介质的温度、压力及变化范围；、被测介质的温度、压力及变化范围； 4 4、介质流动管道的内径和材料；、介质流动管道的内径和材料； 5 5、常用流量下的允许压力损失；、常用流量下的允许压力损失； 6

40、 6、管道位置及前后直管段情况；、管道位置及前后直管段情况； 7 7、要求确定差压变送器的型式及量程。、要求确定差压变送器的型式及量程。 安装包括：管道条件、管道连接情况、取压口结构、安装包括：管道条件、管道连接情况、取压口结构、节流装置上下游直管段长度和差压信号管路的敷设。节流装置上下游直管段长度和差压信号管路的敷设。重点重点: :测量管、节流件和差压信号管路的安装。测量管、节流件和差压信号管路的安装。 (1) (1) 测量管测量管 测量管：指节流件上下游直管段、节流件夹持环。测量管：指节流件上下游直管段、节流件夹持环。43 . 21 . 00025. 0DeCI43 . 21 . 0005

41、. 0DeCN (2) (2) 节流件的安装节流件的安装 垂直于管道轴线垂直于管道轴线；偏差允许偏差允许在在ll之间；之间；节流件应与管道或夹持环同轴；节流件应与管道或夹持环同轴；节流件的节流件的轴线轴线与测量管轴线间与测量管轴线间偏心率偏心率e eC C的平行分量的平行分量e eCICI及垂直分量及垂直分量e eCNCN应应满足满足下式下式 (3) (3) 差压信号管路的安装差压信号管路的安装 指节流装置与差压变送器的导压管路。指节流装置与差压变送器的导压管路。测测清洁液体时清洁液体时，管路的安装如图，管路的安装如图4.104.10。 测清洁干气体时测清洁干气体时，管路的安装如图，管路的安装

42、如图4.114.11。测测水蒸气时水蒸气时，管路的安装如图，管路的安装如图4.124.12。测测清洁湿气体时清洁湿气体时，管路的安装如图，管路的安装如图4.134.13。安装基本要求：安装基本要求：1.安装前检查编号和尺寸是否符合管道安装要求；安装前检查编号和尺寸是否符合管道安装要求；2.新装管路系统，必须冲洗和扫线后，再安装孔板；新装管路系统，必须冲洗和扫线后，再安装孔板；3.注意孔板安装方向注意孔板安装方向“+”号；号；4.孔板中心孔板中心/管道中心线重合，同心度误差管道中心线重合，同心度误差0.015(1/b-1) ；5. 保证端面与管道轴线垂直，垂直度误差保证端面与管道轴线垂直，垂直度

43、误差 1 ；6.夹紧后，密封垫片（包括环室与法兰、环室与孔板间）夹紧后，密封垫片（包括环室与法兰、环室与孔板间）不得突入管道内壁；不得突入管道内壁； 7.安装孔板处不允许有安装孔板处不允许有泄漏泄漏；试压试压 8. 垂直或倾斜敷设导压管（倾斜度垂直或倾斜敷设导压管（倾斜度1:12。高粘度流。高粘度流体，倾斜度再增大。差压传送距离体，倾斜度再增大。差压传送距离3米，分段倾斜导压米，分段倾斜导压管，并在各最高点和最低点装设集气器和沉降器）；管，并在各最高点和最低点装设集气器和沉降器）；9.为避免差压传送失真，尽量靠近敷设正负导压管；严为避免差压传送失真，尽量靠近敷设正负导压管；严寒地区，采取防冻措

44、施；寒地区，采取防冻措施； 10.在垂直管道上安装时，取压口可在取压装置的平面在垂直管道上安装时，取压口可在取压装置的平面上任意选择；上任意选择；11.导压管：根据被测介质性质选择（耐压、耐腐蚀材导压管：根据被测介质性质选择（耐压、耐腐蚀材料，内径料，内径6毫米，长度毫米，长度16米内。米内。孔板流量计的现场安装孔板流量计的现场安装云维股份云维股份现场安装现场安装孔板流量计的现场安装孔板流量计的现场安装标准节流装置标准节流装置标准节流装置标准节流装置HZKL-QHZKL-Q一体化孔板流量计一体化孔板流量计 一体化结构，成套性好一体化结构，成套性好 测量精度高、量程比宽测量精度高、量程比宽 最小

45、差压可达最小差压可达30mmH2O 30mmH2O HZKL-MHZKL-M一体化孔板质量流量计一体化孔板质量流量计 一体化式结构、质量流量测量一体化式结构、质量流量测量 测量精度高，量程比宽测量精度高，量程比宽 最小压差可达最小压差可达30mmH30mmH2 2O O TIVG-F/RTIVG-F/R孔板流量计孔板流量计 要求苛刻的环境、腐蚀要求苛刻的环境、腐蚀性强的介质、对高温及性强的介质、对高温及高粘性流体进行监控高粘性流体进行监控 S S系列系列 孔板流量计孔板流量计 可以测量液体和气体可以测量液体和气体 不受强磁场的干扰不受强磁场的干扰 可互换的控制部件，适用可互换的控制部件，适用于

46、所有管道于所有管道 七、七、XLJ2000-RLXLJ2000-RL系列弯管流量系列弯管流量 流体流经管道转弯处时，形成内外侧压力差流体流经管道转弯处时，形成内外侧压力差P P，与流体的流速，与流体的流速V V，密度密度及管道的曲率半径及管道的曲率半径R R，管道内径，管道内径D D等有关：等有关： （R.DR.D）流量系数流量系数 P45P45截面内外侧差压截面内外侧差压 DD弯管内径弯管内径 RR弯管弯曲半径弯管弯曲半径 流体密度流体密度 流量计算公式：流量计算公式： A A弯管管道截面积弯管管道截面积 弯管流量弯管流量PDRDRav),(PDRDRaAqv),(XLJ2000-RL系列弯

47、管流量系列弯管流量 XLJ2000-RL系列弯管流量系列弯管流量 产品概述：产品概述： 现场显示多种运行数据现场显示多种运行数据 多种输入输出方式。多种输入输出方式。 大屏幕液晶中文显示大屏幕液晶中文显示 盘装式、壁挂式两种结构盘装式、壁挂式两种结构 技术参数：技术参数： 适用范围适用范围介质介质:热水；热水；管径管径:252000mm；流速流速:0.38m3/s(液体和热水介质液体和热水介质) 温度温度:0600；压力压力:010MPa。 测量精度测量精度:转换器测量精度转换器测量精度:1.0%；传感器的重复转换精度传感器的重复转换精度:0.2%；显示仪表的精度显示仪表的精度:0.2%。 工

48、作电源工作电源:外供电源交流外供电源交流AC220V15%;功耗功耗0 0，f f 1 1，f f浮子密度，浮子密度，0 0标标准状态下空气密度，准状态下空气密度，1 1标准状态下被测气体密度。标准状态下被测气体密度。 若测量时，温度、压力与标定相同，仅被测介质不是空若测量时，温度、压力与标定相同，仅被测介质不是空气，则：气，则：1001VVqq q qv v0 0空气在标准状态下标定的仪表示值；空气在标准状态下标定的仪表示值； q qv v1 1被测气体在标准状态下的流量值。被测气体在标准状态下的流量值。 若若温度、压力与标准状态也不同，则：温度、压力与标准状态也不同，则：10101001T

49、pTpqqVV qv1被测气体的实际流量；被测气体的实际流量； p0标准状态下的绝对压力；标准状态下的绝对压力； p1工作时被测气体的绝对压力；工作时被测气体的绝对压力； T 0标准状态下的绝对温度，标准状态下的绝对温度，T 0 =293.16K； T1工作状态下被测气体的绝对温度。工作状态下被测气体的绝对温度。 例例4-1 4-1 用某转子流量计测量二氧化碳气体的用某转子流量计测量二氧化碳气体的流量，测量时被测气体的温度是流量，测量时被测气体的温度是4040，压力是，压力是49.03kPa(49.03kPa(表压表压) )。如果流量计读数为。如果流量计读数为120m120m3 3h h，问二

50、，问二氧化碳气体的实际流量是多少？已知标定仪表时绝对氧化碳气体的实际流量是多少？已知标定仪表时绝对压力压力P=98.06kPaP=98.06kPa，温度，温度t t0 0=20=20。 解解 KKT293)20273(0KKT313)40273(1kPap06.980kPakPap09.147)03.4906.98(1 表查得，二氧化碳在表查得，二氧化碳在4040绝对压力绝对压力147.09kPa147.09kPa时的密度时的密度为为1 1=1.84kg=1.84kgm m3 3；空气在；空气在2020、绝对压力、绝对压力98.06 kPa98.06 kPa时的时的密度为密度为0 0=1.30

51、 kg=1.30 kgm m3 3。 二氧化碳气的实际流量为二氧化碳气的实际流量为 hmqTpTpqVV/9 .8184. 129309.14730. 131306.98120301010101玻璃转子流量计易碎；无远传，耐压低。玻璃转子流量计易碎；无远传，耐压低。金属管转子流量计耐压较高；带远传；金属管转子流量计耐压较高；带远传；浮子的位移看不见：采用磁偶合方式将浮子的位移看不见：采用磁偶合方式将浮子位移传递出来，如图浮子位移传递出来，如图4-30。 引入微机，读数修正由微机完成。引入微机，读数修正由微机完成。 浮子行程短，所有转子流量计（浮子行程短，所有转子流量计（DNl5 DNl5 DN

52、l00mm DNl00mm）其高度均为其高度均为25mm25mm，给使用带，给使用带来方便，结构如图来方便，结构如图4-314-31。 新型转子流量计新型转子流量计非锥形管；非锥形管；浮子是锥形，达浮子是锥形，达到短行程的目的；到短行程的目的；给使用安装带来给使用安装带来方便。方便。 转子流量计必须垂直安装；转子流量计必须垂直安装；进口应保证有进口应保证有5D5D直管段；直管段；安装旁路管，供检修和冲洗仪安装旁路管，供检修和冲洗仪表时使用。表时使用。 转子流量计现场安装实例转子流量计现场安装实例H 54 H 54 转子流量计转子流量计 测量液体和气体的全金属转子流量计。测量液体和气体的全金属转

53、子流量计。 适合处于恶劣环境的介质流量测量。适合处于恶劣环境的介质流量测量。 LZLZ金属管浮子流量计金属管浮子流量计 SITRANS FVA SITRANS FVA 转子流量计转子流量计 测量流过封闭管段的测量流过封闭管段的多种类型的液体和气多种类型的液体和气体体积流量体体积流量 H 250 H 250 转子流量计转子流量计 耐化学腐蚀，耐机耐化学腐蚀，耐机 械磨械磨损，耐热性强损，耐热性强 测量部分测量部分为坚固的全金属结构为坚固的全金属结构 电磁流量计：电磁感应定律工作，测有电导率的流电磁流量计：电磁感应定律工作，测有电导率的流体的流量。体的流量。特点特点: : 1 1、无活动及阻流部件

54、，无压力损失无活动及阻流部件，无压力损失； 2 2、不怕堵塞不怕堵塞（特别适用于测量液固二相介质的流量），（特别适用于测量液固二相介质的流量），如用于泥浆、纸浆、矿浆等流量；如用于泥浆、纸浆、矿浆等流量； 3 3、可测各种腐蚀性介质流量；、可测各种腐蚀性介质流量； 4 4、安装要求低安装要求低（前直管段长度为（前直管段长度为5D5D，后直管段为，后直管段为3D3D）； 5 5、测量精度高（测量精度高（不受介质粘度、密度、温度以及电导率不受介质粘度、密度、温度以及电导率变化的影响），变化的影响），0.5%0.5%、 1.0%1.0%； 6 6、量程比宽量程比宽 2020：1 1。不足之处：不足之

55、处：1 1、介质温度不能太高（一般不超过、介质温度不能太高（一般不超过120120，压力一，压力一般不超过般不超过1.6MPa1.6MPa，流速不得低于，流速不得低于0.3m/s0.3m/s）。、介质必须是导电性液体介质必须是导电性液体，不能含有较多的铁磁不能含有较多的铁磁性物质及气泡性物质及气泡。 导体在磁场中运动时，切割磁力线产生感应电势导体在磁场中运动时，切割磁力线产生感应电势。磁场、运动、感应电势三者垂直，满足右手定则。磁场、运动、感应电势三者垂直，满足右手定则。 同理，有一定电导率的液体在磁场中运动，也将产生同理，有一定电导率的液体在磁场中运动，也将产生感应电势感应电势。 如图如图4

56、-404-40，液体在绝缘管沿，液体在绝缘管沿z z轴方向流动，磁场方向轴方向流动，磁场方向为为x x轴方向，则感应电势轴方向，则感应电势E EX X的方向就是的方向就是y y轴方向。轴方向。 右手定则判定感应电势的方向，大小为：右手定则判定感应电势的方向，大小为：BDvEx (4.41)(4.41) Ex 感应电势，感应电势，V； B 磁感应强度，磁感应强度，T(特斯拉特斯拉 )； D 管道内径，管道内径，m； v 液体的平均流速，液体的平均流速，m/s。 体积流量体积流量q qv v：vDqv24 (4.42)(4.42) 将式（将式（4.414.41）代入式（）代入式（4.424.42）

57、得）得xvEBDq4 (4.43)(4.43) 可见：可见：D一定且磁感应强度一定且磁感应强度B不变，被测体积流量与不变，被测体积流量与感应电势呈线性关系感应电势呈线性关系。 管道两侧各插入一根电极，测电势管道两侧各插入一根电极，测电势Ex的大小，可得的大小，可得体积流量。体积流量。 构成：导管、绝缘衬里、电极、激磁线圈、磁轭、外构成：导管、绝缘衬里、电极、激磁线圈、磁轭、外壳及正交干扰调整电位器等，结构原理图壳及正交干扰调整电位器等，结构原理图4-444-44。 （1 1）测量导管）测量导管处在磁场中；处在磁场中；磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路；磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路

58、；由非导磁、低电导率、低热导率和有一定机械强度的材料由非导磁、低电导率、低热导率和有一定机械强度的材料制成（可选用不锈钢制成（可选用不锈钢 、玻璃钢，刚玉管等）。、玻璃钢，刚玉管等）。（2 2）绝缘衬里）绝缘衬里管壁绝缘，管壁绝缘，保证感应电势不被金属管短路保证感应电势不被金属管短路；绝缘衬里具绝缘衬里具有耐腐、耐磨等性能有耐腐、耐磨等性能；常用材料：聚氨脂橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯等。常用材料：聚氨脂橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯等。 （3 3） 磁路系统磁路系统 作用：产生均匀的直流或交流磁场作用：产生均匀的直流或交流磁场。 直流磁路直流磁路：永磁铁：永磁铁： 优点：结构简单，受交流磁场干扰小

59、优点：结构简单，受交流磁场干扰小； 缺点缺点：引起被测液体的电解，：引起被测液体的电解，产生极化现象，破坏了产生极化现象，破坏了原来的测量条件原来的测量条件；笨重且不经济笨重且不经济。 50Hz 50Hz交变磁场激磁（图交变磁场激磁（图4-444-44 ）：）：由两只串联或并联的马鞍形励磁绕组组成；由两只串联或并联的马鞍形励磁绕组组成；上下各一只夹持在测量导管上；上下各一只夹持在测量导管上；磁轭等是用以产生均匀磁场的。磁轭等是用以产生均匀磁场的。 （4 4）电极）电极与被测液体接触；与被测液体接触；须耐腐蚀、耐磨、防须耐腐蚀、耐磨、防漏、不导磁；漏、不导磁；多采用不锈钢；多采用不锈钢；对强腐蚀

60、性介质，用对强腐蚀性介质，用钛、铂、耐酸钢渡金等。钛、铂、耐酸钢渡金等。 结构如图结构如图4-454-45。 电磁流量计由：变送器和转换器两大部件组成。电磁流量计由：变送器和转换器两大部件组成。变送器：给出微弱信号变送器：给出微弱信号E EX X ，伴有强干扰；，伴有强干扰；转换器：转换器： 放大有用信号，消除干扰放大有用信号，消除干扰； 输出统一标准信号；输出统一标准信号； 进行流量计算：进行流量计算： 可以是恒磁场，或幅值和频率一定的正弦交变磁场，可以是恒磁场，或幅值和频率一定的正弦交变磁场，即即B= BB= Bmaxmax sin t sin t。xvEBDq4 1 1、正弦波激磁电磁流