流量检测及仪表

1、一概述二差压式流量计三玻璃转子流量计四漩涡流量计五椭圆齿轮流量计六涡轮流量计七电磁流量计八质量流量计一、概一、概 述述1. 1.一般所讲的流量大小是指单位时间内流过某一截面的流体一般所讲的流量大小是指单位时间内流过某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。而在某一段时间内流过的流体数量的大小，即瞬时流量。而在某一段时间内流过的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值，称为流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值，称为总量。总量。2.2.流量和总量，可以用体积表示，也可以用质量表示。单位流量和总量，可以用体积表示，也可以用质量表示。单位时间内流过的流体以质量表示的称为质量流量，常用符号时

2、间内流过的流体以质量表示的称为质量流量，常用符号MM表示。以体积表示的称为体积流量，常用符号表示。以体积表示的称为体积流量，常用符号QQ表示。表示。如流体密度是如流体密度是 ，则体积流量与质量流量之间的关系是：，则体积流量与质量流量之间的关系是：M=QM=Q或或Q=M/Q=M/3.3.流量计的分类流量计的分类 3.1 3.1 速度式流量计：这是一种以测量流体在管道内的流速速度式流量计：这是一种以测量流体在管道内的流速 作为测量依据来计量的仪表。例如差压式流量计、转子流作为测量依据来计量的仪表。例如差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计等。量计、电磁流量计、涡轮流量计、超

3、声波流量计等。 3.2 3.2 容积式流量计：这是一种以单位时间排出的流体容积容积式流量计：这是一种以单位时间排出的流体容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。量计、活塞式流量计等。 3.3 3.3 质量流量计：这是一种以测量流量流过的质量质量流量计：这是一种以测量流量流过的质量MM为依为依据的流量计。例如量热式流量计、角动量式流量计、陀螺据的流量计。例如量热式流量计、角动量式流量计、陀螺式流量计和科奥力力式流量计。式流量计和科奥力力式流量计。4.4.流量单位的换算流量单位的换算 1 1米（米（mm）=10=

4、10分米（分米（dmdm）=100=100厘米（厘米（cmcm）=1000=1000毫米（毫米（mmmm） 1 1立方米（立方米（mm3 3）=1000=1000（dmdm3 3）=10=106 6 （cmcm3 3）= 1000= 1000升（升（L L） 1 1吨（吨（t t）=10=103 3千克（千克（kgkg）=10=106 6克（克（g g） 1 1小时（小时（h h）=60=60分（分（minmin）=3600=3600秒（秒（s s） 根据流量的定义，其体积流量表示方法为根据流量的定义，其体积流量表示方法为Q/TQ/T；质量流量表；质量流量表示为示为M/TM/T；要求掌握各种流

5、量单位的；要求掌握各种流量单位的互换。互换。二、差压式流量计二、差压式流量计1. 1.工作原理：工作原理： 流动的流体由于有压力而具有静压力，又由于流体有流动流动的流体由于有压力而具有静压力，又由于流体有流动速度而具有动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以速度而具有动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转换。当流体在有节流装置的管道中流动时，流速会互相转换。当流体在有节流装置的管道中流动时，流速会引起局部收缩，使流体的流速发生变化，即动力发生变化，引起局部收缩，使流体的流速发生变化，即动力发生变化，与此同时，表征流体静压能的静压力也要变化。流量越大，与此同时，表征流体静压能的静压力也要

6、变化。流量越大，在节流装置前后的静压差也越大，只要测量此静压差，并在节流装置前后的静压差也越大，只要测量此静压差，并经过计算即可求得被测流量大小。经过计算即可求得被测流量大小。2.2.一般而言，差压式流量计由能一般而言，差压式流量计由能 将被测力量转换成压差信号将被测力量转换成压差信号的节流装置和能将此差压转换成对应的流量值显示出来的的节流装置和能将此差压转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。差压计以及显示仪表所组成。3.3.应用最广的节流装置是孔板，其次是喷嘴、文丘利管。由应用最广的节流装置是孔板，其次是喷嘴、文丘利管。由于使用历史长久，已经累积了丰富的实践经验和完整的实于使

7、用历史长久，已经累积了丰富的实践经验和完整的实验资料，并将这三种节流装置的结构，尺寸，加工要求，验资料，并将这三种节流装置的结构，尺寸，加工要求， 取压方法，使用条件等内容标准化，因此称为取压方法，使用条件等内容标准化，因此称为“标准节流标准节流装置装置”。4.4.标准节流装置取压方法有两种，即角接取压法和法兰取压标准节流装置取压方法有两种，即角接取压法和法兰取压法。法。 标准孔板采用角接取压法和法兰取压法。标准孔板采用角接取压法和法兰取压法。 喷嘴、文丘利管采用角接取压法。喷嘴、文丘利管采用角接取压法。5.5.差压式流量计的优点：标准节流装置应用广泛，节流件加差压式流量计的优点：标准节流装置

8、应用广泛，节流件加工好后，无需标定就可投入使用。工好后，无需标定就可投入使用。6.6.差压式流量计的测量误差大的原因差压式流量计的测量误差大的原因a.如果实际使用时被测流体的工作状态（温度、压力、湿如果实际使用时被测流体的工作状态（温度、压力、湿度）以及相应的流体重度、粘度，雷诺数数值与设计计度）以及相应的流体重度、粘度，雷诺数数值与设计计算时有所变动，则会造成较大测量误差。算时有所变动，则会造成较大测量误差。b.要保持节流装置的清洁。如有沉淀、结焦、堵塞等现象，要保持节流装置的清洁。如有沉淀、结焦、堵塞等现象，也会引起较大的测量误差。也会引起较大的测量误差。7.7.测量液体流量时，取压点应该

9、位于节流装置的下半部，其测量液体流量时，取压点应该位于节流装置的下半部，其目的实为了使导压管内没有气泡。目的实为了使导压管内没有气泡。 测量气体流量时，取压点应该位于节流装置的上半部，其测量气体流量时，取压点应该位于节流装置的上半部，其目的是为了使导压管内不滞留液体。目的是为了使导压管内不滞留液体。8.8.练习题：练习题： P52 3-1P52 3-1、3-23-2、3-33-3、3-43-4、3-53-5（高级）、（高级）、3-213-21、3-283-28、3-3-2929、3-263-26（1 1）c.节流装置入口边缘磨损后会引起测量误差。节流装置入口边缘磨损后会引起测量误差。d.导压管

10、安装不正确，或有堵塞，渗漏现象时，测量会不导压管安装不正确，或有堵塞，渗漏现象时，测量会不准确。准确。三、转子流量计三、转子流量计1. 1.转子流量计工作原理：转子流量计工作原理： 转子流量计是一个由下往上逐渐扩大的锥形管以及一个放转子流量计是一个由下往上逐渐扩大的锥形管以及一个放在锥形管内可自由上下运动的转子组成。当被测流体（液在锥形管内可自由上下运动的转子组成。当被测流体（液体或气体）从下往上流动时，转子因浮力的作用而移动，体或气体）从下往上流动时，转子因浮力的作用而移动，当浮力与转子重力达到平衡时，转子便停在某一高度上，当浮力与转子重力达到平衡时，转子便停在某一高度上，这一高度与被测流量

11、大小相对应，即从刻度读出流量大小。这一高度与被测流量大小相对应，即从刻度读出流量大小。 a. a. 玻璃转子工作原理：玻璃转子流量计的主要元件为一根玻璃转子工作原理：玻璃转子流量计的主要元件为一根小端向下，大端向上垂直安装的锥形玻璃管及其在内可上小端向下，大端向上垂直安装的锥形玻璃管及其在内可上下移动的浮子。当液体自下而上流经锥形玻璃管时，在浮下移动的浮子。当液体自下而上流经锥形玻璃管时，在浮子上下之间产生压差，浮子在此压差的作用下上升，当浮子上下之间产生压差，浮子在此压差的作用下上升，当浮子上升的与浮子所受的重力、浮力粘性力三者合力相等时子上升的与浮子所受的重力、浮力粘性力三者合力相等时,

12、,浮子处于平衡位置。因此，流经流量计的流体流量与浮子浮子处于平衡位置。因此，流经流量计的流体流量与浮子上升高度，即与流量计的流通面积之间存在着一定的比例上升高度，即与流量计的流通面积之间存在着一定的比例关系，浮子的位置高度可作为流量量度。关系，浮子的位置高度可作为流量量度。 b. . 远转子流量计（金属转子流量计）的工作原理与玻璃转子远转子流量计（金属转子流量计）的工作原理与玻璃转子流量计的极不相同，转子的移动高度通过磁感应回路检测，流量计的极不相同，转子的移动高度通过磁感应回路检测，经过电路转换或经过电路转换或420mA420mA标准信号，供显示表显示流量。标准信号，供显示表显示流量。2.2

13、.转子流量计的指示值修正：流量计出厂时，测量液体的用转子流量计的指示值修正：流量计出厂时，测量液体的用水标定，测量气体的用空气标定。水标定，测量气体的用空气标定。 示值按准状态（水示值按准状态（水2020，空气，空气20 20 ，1.0131.01310105 5 PaPa）的容）的容积流量分度，当介质不是水或空气时，需要进行示值修正。积流量分度，当介质不是水或空气时，需要进行示值修正。测量液体是的修正公式为测量液体是的修正公式为 ： （ f s）N（ f N）sQs= QN式中：式中： Qs实际流量值实际流量值 QN流量计的读书示值流量计的读书示值 f 浮子密度浮子密度 s 被测液体的密度被

14、测液体的密度 N 水在标准状态的密度为水在标准状态的密度为1转子流量计练习试题：转子流量计练习试题：3-833-88；3-97；3-98四、漩涡流量计四、漩涡流量计1. 1.工作原理：工作原理： 漩涡流量计是利用流体自然振荡而产生有规则的漩涡分离漩涡流量计是利用流体自然振荡而产生有规则的漩涡分离现象来测量流量的仪表。若该物体以足够大的流速流过垂现象来测量流量的仪表。若该物体以足够大的流速流过垂直于流体流沟的物体时，若该物体（漩涡发生体）的几何直于流体流沟的物体时，若该物体（漩涡发生体）的几何尺寸适当，则在物体后面，沿两条平行直线上产生整齐排尺寸适当，则在物体后面，沿两条平行直线上产生整齐排列、

15、转向相反的涡列。涡列的个数，即涡街的频率和流体列、转向相反的涡列。涡列的个数，即涡街的频率和流体的流速成正比。因此，通过测量漩涡频率就可知道流体的的流速成正比。因此，通过测量漩涡频率就可知道流体的流速，从而测出流体的流量。流速，从而测出流体的流量。2.2.漩涡流量计又称涡街流量计，它可以测量液体、气体、蒸漩涡流量计又称涡街流量计，它可以测量液体、气体、蒸汽的流量。其特点是测量范围宽、精确度高，没有可动汽的流量。其特点是测量范围宽、精确度高，没有可动部件，无机械磨损，维护方便，压力损失小，节能效果明部件，无机械磨损，维护方便，压力损失小，节能效果明显。显。3.3.练习题：练习题： 3-1083-

16、108、109109、111111、112112、113113（部分了解）、（部分了解）、122122、124(124(了解）了解）五、椭圆齿轮流量计五、椭圆齿轮流量计1. 1.工作原理：工作原理： 椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个相互啮合的椭圆形齿椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个相互啮合的椭圆形齿轮轮A A和和B B、轴截壳体组成。椭圆齿轮与壳体之间形成测量室。、轴截壳体组成。椭圆齿轮与壳体之间形成测量室。当流体流过椭圆齿轮流量计时，由于要克服阻力将会引起当流体流过椭圆齿轮流量计时，由于要克服阻力将会引起阻力损失，从而使进口侧压力大于出口侧压力，在此压力阻力损失，从而使进口侧压力大于出口侧压

17、力，在此压力差的作用下，产生作用力矩使差的作用下，产生作用力矩使A A轮和轮和b b轮互相交替地由一个轮互相交替地由一个带动另一个转动，并把被测介质以半月形容积为单位一次带动另一个转动，并把被测介质以半月形容积为单位一次一次的有进口排至出口。由此通过计算椭圆齿轮的转动次一次的有进口排至出口。由此通过计算椭圆齿轮的转动次数。即可测算出被测介质的流量。数。即可测算出被测介质的流量。2.2.椭圆齿轮流量计的优点：椭圆齿轮流量计的优点： a. a. 无需严格的直管要求；无需严格的直管要求； b. b. 适合于测量高粘度的流体；适合于测量高粘度的流体； c. c.测量精度高，可达测量精度高，可达0.20

18、.2级级 椭圆齿轮流量计的缺点：椭圆齿轮流量计的缺点： a. a. 被测介质中不能含有固体颗粒，需要安装过滤器。被测介质中不能含有固体颗粒，需要安装过滤器。 b. b. 齿轮长期运行磨损后泄漏增大，造成测量误差增大，需齿轮长期运行磨损后泄漏增大，造成测量误差增大，需要定期修正流量系数。要定期修正流量系数。容积式流量计目前有三种：容积式流量计目前有三种： 容积齿轮流量计、腰轮流量计、刮极流量计、旋转活塞式容积齿轮流量计、腰轮流量计、刮极流量计、旋转活塞式流量计流量计4.4.练习题：练习题： 3-1293-129、130130、132132、133133、134134、136136（高级）（高级）

19、六、涡轮流量计六、涡轮流量计1. 1.工作原理：工作原理： 在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的涡轮，当在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的涡轮，当流体通过叶轮时，由于叶片前后的压差产生的力推动叶片，流体通过叶轮时，由于叶片前后的压差产生的力推动叶片，使涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，高导磁性的叶轮就周期使涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，高导磁性的叶轮就周期性的扫过磁钢，使磁路的磁阻发生周期性的变化，线圈中性的扫过磁钢，使磁路的磁阻发生周期性的变化，线圈中的磁通量也跟着发生周期性的变化，线圈中便感生出交流的磁通量也跟着发生周期性的变化，线圈中便感生出交流电信号。交变电信号的频率与涡轮的转速

20、成正比，即与流电信号。交变电信号的频率与涡轮的转速成正比，即与流量成正比。这个电信号放大，运算处理后，显示瞬时理论量成正比。这个电信号放大，运算处理后，显示瞬时理论和累积值。和累积值。2.2.涡轮流量计的特点：测量精度高，响应速度快，可测脉动涡轮流量计的特点：测量精度高，响应速度快，可测脉动流量。但涡轮容易磨损，影响测量精度，需加过滤器，要流量。但涡轮容易磨损，影响测量精度，需加过滤器，要求前求前1010后后5 5的直管段。的直管段。3.3.涡轮流量计的仪表涡轮流量计的仪表K K系数：表示每流过单位流量所产生的系数：表示每流过单位流量所产生的脉动数。即脉动数。即K=f/QK=f/Q，其中，其中

21、f f为频率，为频率，QQ为流量。为流量。 4.4.练习题：练习题： 3-1473-147、148148、 149149、 153153、 154 154 、156 156 、157 157 、159 159 、165 165 例：由一台涡轮流量计出厂时是用水标定的，例：由一台涡轮流量计出厂时是用水标定的，K K系数为系数为400400Hz/LHz/L，现用来测量四氯化钛流量（密度，现用来测量四氯化钛流量（密度1.7271.727Kg/cmKg/cm3 3）1. 1.如暂不考虑粘度影响。试求仪表如暂不考虑粘度影响。试求仪表K K1 1系数应设定为多少？系数应设定为多少？2.2.如按如按K K1

22、 1设定后在实际流量为设定后在实际流量为450450kg/hkg/h时，仪表显示时，仪表显示420420kg/hkg/h，则应将则应将K K1 1重新设定为多少？重新设定为多少？ 解解1 1：新的流量：新的流量K K系数（系数（Hz/kgHz/kg），应为原流量），应为原流量K K系数系数 （400400Hz/LHz/L）除以四氯化钛的密度（）除以四氯化钛的密度（ 1.7271.727Kg/cmKg/cm3 3） 即得即得300300Hz/LHz/L1.7271.727Kg/cmKg/cm3 3231.6 231.6 Hz/kgHz/kg 解解2 2：设重新设定的流量系数为：设重新设定的流量系

23、数为K K2 2，根据，根据f fKQKQ， 则应由下列等式成立。则应由下列等式成立。 K K2 2 450 450 K K1 1 420420 七、电磁流量计七、电磁流量计1. 1.工作原理：在一段用非导磁材料制成的管道外面，安装一工作原理：在一段用非导磁材料制成的管道外面，安装一对磁极对磁极NN和和S S，用以产生磁场。当导电液体流过管道时，因，用以产生磁场。当导电液体流过管道时，因流体切割磁力线而产生感应电势。只要磁场强度不变，管流体切割磁力线而产生感应电势。只要磁场强度不变，管道直径一定时，这个感应电势的大小仅与流体的流速有关，道直径一定时，这个感应电势的大小仅与流体的流速有关，而与其它因素无关。将这个感应电势经过放大，转换，传而与其它因素无关。将这个感应电势经过放大，转换，传送给显示仪表，就能显示出流量。送