《管道工程》计量设备

1、管道工程第9章 计量与投加设备9.1 计量设备9.2 投加设备各种流量计计量泵水射器投矾机管道工程9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计1、组成、组成 转子流量计主要由转子(浮子)、锥形管及支撑连接部分组成。2、原理、原理 当流体作用在转子上的力与转子的重力平衡时，转子停留在某一高度。当流量发生变化时，转子所停留

2、的高度也随之变化，流量信号被转换成位移信号，从转子上缘所对应的锥形管上的流量刻度值，便可知道被测流量的大小。转子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE)玻璃管浮子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE) H250浮子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE)微小金属管浮子流量计转子流量计克罗尼H250浮子流量计结构转子流量计 可靠性高，用于过程控制系统；适于中小流量测量，量程比10:1；准确度1.5%2.5%； 前5D后3D直管段，一般竖直安装，介质自下而上；必要时需加装旁通管路和磁过滤器； 对玻璃管浮子流量计：结构简单，成本低，直观，但是被测介质需透明，可靠性差，不能测高温高压介质。 常见故障：浮子

3、卡死，可用敲击的办法。转子流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计 法拉第电磁感应定律：电路中感生电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。BlutSBte电磁流量计 电磁流量计是一种测量导电性流体流量的仪表。根据电磁感应定理，导体在磁场中运动并切割磁力线时，在导体中产生感应电势，同样，当导电液体垂直磁场方向流动切割磁力线时，在液体两侧的电极上产生感应电势。电磁流量计西门子电磁流量计电磁流量计ABB电磁流量计电磁流量计上海罗斯蒙特电磁流量计电磁流量计日本横河电

4、磁流量计电磁流量计 无可动部件和阻流件，无压力损失，可测脏污、腐蚀性、液固两相等导电性介质，而且只可测导电液体 ； 准确度高，0.2%1%，量程比可50100:1； 口径范围从2 mm至3 m； 使用地点不应有强磁场干扰； 管道充满流体； 前5 D直管段。电磁流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计超声流量计1、组成、组成 超声流量计主要由转换器、换能器及信号电缆等组成,2、原理、原理 从上、下游两个作为发射器的超声波换能器T1、T2发出两束超声波，各自到达下、上游两

5、个作为接收器的换能器R1、R2。当流体静止时，声速为c。当流体流速为v时，顺流的声速为c+v，传播时间t1L/（c+v），逆流的声速为c-v，传播时间t2L/（c-v）。当cv时，可以认为时间差tt2-t12Lv/c2。因此，只要测出t就可知流速v，这就是时间差。而测量两个连续波之间的相位差t =2Lv/c2 (连续波的角频率)，这就是相位差法。超声流量计德国德国KROHNE高精度；高精度；低功耗低功耗1 W，可使用太阳能；，可使用太阳能；DN80流速上限流速上限 57 m/s；DN400流速上限流速上限 30 m/s；示值误差示值误差 0.2%；重复性重复性 0.2； ALTOSONIC I

6、V 4声道气体超声流量计声道气体超声流量计超声流量计独特的三声道截面设计；传感器专利设计；数字信号处理(DSP)；流速测量范围020 m/s；当流速大于0.5 m/s时，示值误差 0.5%；当流速小于0.5 m/s时，绝对误差为2.5 mm/s重复性 0.2； UFM 3030KROHNE3声道液体超声流量计超声流量计美国康乐创CONTROLOTRON双声道固定式液体超声流量计全天候机箱设计 1010N 超声流量计双声道便携式超声流量计外贴式安装方便；32位流量计算机 ；宽脉冲时差式和多普勒两用 ；基本精度 1%； 1010WPCONTROLOTRON超声流量计英国MICRONICS便携式液体

7、超声流量计带图表显示功能LCD； 覆膜触摸式按键16个；管径范围：50-1000 mm ；流速：0.12-12.39 m/s ; 重复性：0.5%; 读数误差：1-3% ;长度：236 mm; 宽度：125 mm; 高度：41 mm; 重量：小于1.5 kg; PFSE 超声流量计日本富士电机FUJI新式脉冲多普勒法与新式脉冲多普勒法与传播时间差法并用的传播时间差法并用的新一代混合型超声波流量计新一代混合型超声波流量计 脉冲多普勒方式脉冲多普勒方式 ：流速范围：流速范围：00.3 m/s4 m/s；精度：精度：0.51.0。传播时间差方式：传播时间差方式：流速范围：流速范围： 00.3m/s3

8、2m/s；精度：精度：1.01.5。FSH/FSW超声流量计便携型超声波液体流量计大屏幕图形显示； 具备接收信号波形显示功能； 一体型打印机 ；高精度：1% of rate；适用管径：13mm6000mm；流速范围：0.332m/s；FLC/FLD FUJI超声流量计 . 实现非接触式测量的流量计（夹装式）；实现非接触式测量的流量计（夹装式）； .可制成可制成便携式仪表便携式仪表； .无阻流件，无压力损失；无阻流件，无压力损失； .准确度准确度0.1%5%？； .管道内外壁干净，需足够长的直管段；管道内外壁干净，需足够长的直管段； .传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射传播速度

9、差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射粒子，适于粒子，适于污水和含气泡污水和含气泡的液体；的液体； .特别适合特别适合大管径大管径测量，其成本与管径基本无关。测量，其成本与管径基本无关。 超声流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计 当一根管子绕着原点旋转时，让一个质点从原点通过管子向外端流动。质点的线速度由零逐渐加大，质点被赋予能量，随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度减缓，即管子运动发生滞后。相反，当一个质点从外端通过管子向原点流动，质点的线速度由大逐

10、渐减小趋向于零时，质点的能量被释放出来，随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度加快，即管子运动发生超前。这种能使旋转着的管子运动速度发生超前或滞后的力Fc就称为科里奥利斯力。质量流量计 基本结构与管振动基本结构与管振动 连接、分流体、支撑管、连接、分流体、支撑管、敏感管、附件、保护外壳敏感管、附件、保护外壳 进入传感器的过程流体进入传感器的过程流体被分成两部分，通过每一被分成两部分，通过每一根敏感管。根敏感管。 工作时，驱动线圈被激工作时，驱动线圈被激励一电压，这个驱动线圈励一电压，这个驱动线圈使管子上下相互振动。使管子上下相互振动。 质量流量计 信号的产生信号的产生 被叫做拾振器的磁铁被

11、叫做拾振器的磁铁线圈组件被安装在敏线圈组件被安装在敏感管上。其中，线圈感管上。其中，线圈被安装在一根敏感管被安装在一根敏感管的支架侧面上，磁铁的支架侧面上，磁铁被安装在对应敏感管被安装在对应敏感管的支架侧面上的支架侧面上 。质量流量计 流量敏感管的自然振流量敏感管的自然振动频率动频率 拾振器线圈在相邻磁拾振器线圈在相邻磁极的一致磁场中运动极的一致磁场中运动时所产生的电压形成时所产生的电压形成了一正弦波。了一正弦波。 因为磁铁被安装在一因为磁铁被安装在一敏感管，而线圈被安敏感管，而线圈被安装在相对应敏感管上，装在相对应敏感管上，则产生的正弦波代表则产生的正弦波代表一个敏感管相对另一一个敏感管相对

12、另一个敏感管的运动。个敏感管的运动。 质量流量计质量流量计 无流量时敏感管的运无流量时敏感管的运动动 敏感管与另一个敏感管相对振荡，一管向下运动，另一根管向上运动，反之亦然。 当敏感管振荡时,两对拾振器其中一对在入口一侧，另一对在出口一侧，都产生连续的正弦波信号。 没有流量时两个正弦波是同相的。 质量流量计 没有流量没有流量没有科氏效没有科氏效应应 没有流量就意味着，没有流量就意味着，无流动速度。无流动速度。 没有流量情况下，没有没有流量情况下，没有科氏效应科氏效应 正弦波相互间是同相的。正弦波相互间是同相的。质量流量计 有流量时科氏效应产生有流量时科氏效应产生 当流体通过传感器敏感管时，引起

13、科氏力。 由于同一敏感管两直管段内流体流动方向相反，管壁受到的作用力方向也相反，即受到一扭转力矩的作用，从而使敏感管之间相对产生扭曲。质量流量计质量流量计质量流量计 单单U形管形管质量流量计 双双U形管形管质量流量计 双双S形管形管 B形管形管质量流量计 管管质量流量计 双环管双环管质量流量计 安装安装： 传感器与大的变送器或电动机之间至少要有传感器与大的变送器或电动机之间至少要有0.6 m的距离。的距离。 安装于牢固基础之上，避免振动。安装于牢固基础之上，避免振动。 测量液体时，安装应保证液体满管，以降低密度变化对测测量液体时，安装应保证液体满管，以降低密度变化对测量精确度的影响；传感器外壳

14、应朝下安装，以避免空气集量精确度的影响；传感器外壳应朝下安装，以避免空气集聚在流量管内。聚在流量管内。 测量气体时，为不使传感器内部聚集液体，应避免安装在测量气体时，为不使传感器内部聚集液体，应避免安装在管道的低点；传感器外壳应朝上安装，以避免冷凝水集聚管道的低点；传感器外壳应朝上安装，以避免冷凝水集聚在流量管内。在流量管内。 当测量液体浆料时，传感器应垂直安装，像一面旗，以避当测量液体浆料时，传感器应垂直安装，像一面旗，以避免颗粒聚积在流量管内。工艺介质应由下往上流动以避免免颗粒聚积在流量管内。工艺介质应由下往上流动以避免喷流空管。喷流空管。 如工艺介质产生气液两相流，就应将传感器外壳朝下安

15、装，如工艺介质产生气液两相流，就应将传感器外壳朝下安装，或安装在垂直管道上。这种安装方式能有效避免介质中的或安装在垂直管道上。这种安装方式能有效避免介质中的气体聚积在流量管中。气体聚积在流量管中。质量流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计1、组成、组成 涡街流量计由涡街流量传感器、转换器和显示仪表组成2、原理、原理 涡街流量计也叫卡门旋涡流量计，是应用流体振荡原理来测量流体流量的。 在流体前进的路径上放置一个非流线型柱状物，在某一雷诺数范围内，在柱状物后面就会产生一

16、种有规律的旋涡，并随着流体一起向下游流去。旋涡产生的频率f与流速v、柱状物特征长度d之间存在一定关系，通过检测出频率f，可以得到流速v，从而得出体积流量。涡街流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计1、组成、组成 主要由涡轮流量变送器和指示积算仪组成。涡轮流量变送器的结构图，主要由涡轮、导流器、磁电转换装置、支承和壳体组成。2、原理、原理 一种速度式流量计，涡轮流量变送器把流量信号转换成电信号，由指示积算仪显示被测介质的体积流量和流体总量，并输电信号。涡轮流量变送器涡

17、轮流量计9.1 计量设备流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声流量计超声流量计质量流量计质量流量计涡街流量计涡街流量计涡轮流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计孔板流量计特点：节流式流量计，在管道中设置了一个节流件，特点：节流式流量计，在管道中设置了一个节流件，节流件上下游产生差压，节流件上下游产生差压，。孔板流量计孔板流量计 结构简单结构简单 使用方便使用方便 寿命长寿命长 工作可靠工作可靠 成本低成本低 无须标定无须标定(标准节流装置标准节流装置) 适应性广适应性广 压力损失大（一般指孔板）压力损失大（一般指孔板） 安装要求严格安装要求严格孔板流量计计量泵计量泵1、组成、组成 主要由泵缸、柱塞、隔膜、吸水和压水单向止回阀、