压力检测及流量检测课件

图3-10霍尔片式压力传感器1-弹簧管2-磁钢3-霍尔片2、应变式压力传感器应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力所产生的应变而变化。电线的电阻为：R=L/S压力变化弹性变形电阻变化书P43动画3、压阻式压力传感器

利用单晶硅的压阻效应构成。采用单晶硅片为弹性元件，当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。五、压力计的选用三个方面——选用时应根据生产工艺对压力检测的要求、被测介质的特性、现场使用的环境等条件本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、精度、类型（材质）等。

⑴量程仪表的量程是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围关键：根据操作中需要测量的参数的大小来确定。同时必须考虑到被测对象可能发生的异常超压情况，对仪表的量程选择必须留有足够的余地。

⑵仪表精度——根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。——在选择时应坚持节约的原则，只要测量精度能满足生产的要求，就不必追求用过高精度的仪表。

⑶仪表类型正确选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的前提。主要应考虑以下几个方面:仪表的材料压力检测(检测仪表)的特点是压力敏感元件往往要与被测介质直接接触，因此在选择仪表材料的时候要综合考虑仪表的工作条件。六、压力计的安装安装事项：取压位置：由工艺条件确定；尽量避免涡流影响；避免流速影响；避免导压管产生压差。隔离：温度隔离：采用铜管散热；腐蚀性隔离：采用隔离箱（凝液管）；脏污隔离：采用空气包。分三种情况介绍：一般压力检测仪表的安装特殊压力检测仪表的安装（高温、高压、腐蚀等）压力变送器的安装一般压力测量仪表的安装无论选用何种压力仪表和采用何种安装方式，在安装过程中都应注意以下几点：压力仪表必须经检验合格后才能安装压力仪表的连接处，应根据被测压力的高低和被测介质性质，选择适当的材料作为密封垫圈，以防泄漏压力仪表尽可能安装在室温，相对湿度小于80％，振动小，灰尘少，没有腐蚀性物质的地方，对于电气式压力仪表应尽可能避免受到电磁干扰压力仪表应垂直安装。一般情况下，安装高度应与人的视线齐平，对于高压压力仪表，其安装高度应高于一般人的头部测量液体或蒸汽介质压力时，应避免液柱产生的误差，压力仪表应安装在与取压口同一水平的位置上，否则必须对压力仪表的示值进行修正导压管的粗细合适，一般为6～10mm，长度尽可能短，否则会引起测量迟缓压力仪表与取压口之间应安装切断阀，以便维修测量特殊介质时的压力测量仪表安装测量高温（60℃以上）流体介质的压力时，为防止热介质与弹性元件直接接触，压力仪表之前应加装U形管或盘旋管等形式的冷凝器，避免因温度变化对测量精度和弹性元件产生的影响。如图(a)、(b)

(a)(b)测量高压流体介质的压力时，安装时压力仪表表壳应朝向墙壁或者无人通过之处，以防发生以外。测量腐蚀性介质的压力时，除选择具有防腐能力的压力仪表之外，还应加装隔离装置，利用隔离罐中的隔离液将被测介质和弹性元件隔离开来，如图(c)、(d)

(c)(d)112233测量波动剧烈（如泵、压缩机的出口压力）的压力时，应在压力仪表之前加装针形阀和缓冲器，必要时还应加装阻尼器，如图(e)(e)4测量粘性大或易结晶的介质压力时，应在取压装置上安装隔离罐，使罐内和导压管内充满隔离液，必要时可采取保温措施，如图(f)(f)蒸汽测量含尘介质压力时，最好在取压装置后安装一个除尘器，如图(g)。(g)5总之，针对被测介质的不同性质，要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵和防尘等措施差压变送器的安装三个方面的内容：取压口的选择引压管的安装变送器本身的安装差压变送器取压口的选择液体、气体、蒸汽？？

被测介质为液体时，取压口应位于管道下半部与管道水平线成0～45°角内，目的是保证引压管内没有气泡，两根引压管内液柱产生的附加压力可以相互抵消；45°45°(a)液体

被测介质为气体时，取压口应位于管道上半部与管道垂直中心线成0～45°角内，其目的时为了保证引压管中不积聚和滞留液体。45°45°(b)气体

被测介质为蒸汽时，取压口应位于管道上半部与管道水平线成0～45°角内。最常见的接法是从管道水平位置接出，并分别安装凝液罐，这样两根引压管内部都充满冷凝液，而且液位高度相同。45°45°(c)蒸汽差压变送器引压管的安装引压管应按最短距离敷设，引压管的弯曲处应该是均匀的圆角，曲率半径一般不小于引压管外径的10倍。引压管的管路应保持垂直，或者与水平线之间不小于1:10的倾斜度，必要时要加装气体、凝液、微粒收集器等设备，并定期排除收集物。引压管内径与引压管长度引压管内径

引压管mm长度

m被测介质＜1.61.6～4.54.5～9水、水蒸气、干气体7～91013湿气体131313低中粘度油品131925脏液体252533在测量液体介质时，变送器只能安装在取样口之上时，在引压管的管路中应有排气装置，如图(a)所示，这样，即使有少量气泡，也不会对测量精度造成影响。在测量气体介质时，如果差压变送器只能安装在取样口之下时，必须加装如图(b)所致的贮液罐和排放阀，克服因滞留液对测量精度产生影响。测量蒸汽时的引压管管路则如图(c)所示。－+－+－+11223311445516655777(a)(b)(c)1－取压口2－放空阀3－贮气罐4－贮液罐5－排放阀6－凝液罐7－差压变送器差压变送器本身的安装差压变送器通常必须安装切断阀1、2和平衡阀3，构成三阀组－+2131、2－切断阀3－平衡阀差压变送器是用来测量差压的，但如果正、负引压管上的两个切断阀不能同时打开或者关闭时，就会造成差压变送器单向受很大的静压力，有时会使仪表产生附加误差，严重时会使仪表损坏。为了防止差压计单向受很大的静压力，必须正确使用平衡阀。在启用差压变送器时，应先开平衡阀3，使正、负压室连通，受压相同，然后再打开切断阀1、2，最后再关闭平衡阀3，变送器即可投入运行。差压变送器需要停用检修时，应先打开平衡阀，然后再关闭切断阀1、2。当切断阀1、2关闭，平衡阀3打开时，即可以对仪表进行零点校验。第三节

流量检测及其仪表

一、概述

二、压差式流量计

三、转子流量计

四、椭论齿轮流量计

五、涡轮流量计

六、电磁流量计

一、概述

1、应用流量测量是研究物质量变的科学。因此其测量对象不限于传统意义上的管道流体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题，例如城市交通的调度，需掌握汽车的车流量的变化，它是现代化城市交通管理需检测的一个参数。

流量和压力、温度并列为三大检测参数，对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数，而能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力温度仪表得到最广泛的应用。

国际标准化组织（ISO）有9个技术委员会涉及流量或流速的测量，它们是：TC（技术委员会）30（封闭管道）、TC113（明渠）、TC28（石油产品）、TC115（泵）、TC117（工业风机）、TC118（压缩机）、TC131（液压）、TC112（真空技术）、TC116（采暖）。国际电工委员会（IEC）有3个委员会：TC4（水轮机）、TC5（汽轮机）、TC65（流程测控）。国际法制计量组织（OIML）有十余个国际建议或国际文件涉及流量测量。

2、基本概念一般所讲的流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量;而某一段时间内流过管道流量的总和叫总量。单位时间内流过的流体以质量表示的称为质量流量(M);以体积表示的称为体积流量(Q).

两者的关系为测量流体流量的仪表叫流量计,测量流体总量的仪表叫总量计.常用的流量单位为

吨每小时(t/h)、千克每小时(kg/h)、千克每秒(kg/s)、立方米每小时(m3/h)、升每小时(l/h)、升每秒(l/min)3、按测量途径分类：速度式流量计通过测量过流速度，用过流面积换算成流量。容积式流量计采用固定溶剂空间逐次衡量过流容积。质量流量计计量可压缩流体的质量通过量。3、流量测量的分类方法

1）.速度式流量仪表

这是一种以测量流体在管道内的速度作为测量依据来计算流量的仪表。例如压差式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、靶式流量计、堰式流量计等。2）.容积式流量计

这是一种以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。3）.质量式流量计

这是一种以测量流过的质量M为依据的流量计。例如惯性式质量流量计、补偿质量流量计等。二、压差式流量计

压差式流量计是基于流体的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的.

流体在管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象称为节流现象.

123——节流原理

流动流体的能量有两种形式：静压能和动能。流体由于有压力而具有静压能，又由于有流动速度而具有动能，这两种形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。

流速静压——流量方程

123流速静压根据流体力学中的伯努利方程，可以推导得出节流式流量计的流量方程，也就是差压和流量之间的定量关系式：α主要与节流装置的型式、取压方式、流体的流动状态（如雷诺数）和管道条件等因素有关。因此，是一个影响因素复杂的综合性参数，也是节流式流量计能否准确测量流量的关键所在，雷诺数大于某一数值（界限雷诺数）时，α值可认为是一常数。对于标准节流装置，可以从有关手册中查出；对于非标准节流装置，其值要由实验方法确定。ε可膨胀性系数用来校正流体的可压缩性，它与节流件前后压力的相对变化量、流体的等熵指数等因素有关，其取值范围小于等于1。对于不可压缩性流体，ε＝1；对于可压缩性流体，则ε＜1。应用时可以查阅有关手册而得α-流量系数；

ε-膨胀校正系数；

F0-节流装置的开孔截面积；

ρ1-节流装置的流体密度；

ΔP-节流装置前后实际测得的压力差利用流体流经节流装置时产生的压力差来实现流量测量。通常是由能将被测流体的流量转换成压差信号的节流装置，和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压流量计所组成。可用于测量液体、气体和蒸汽的流量。目前国内外节流装置的型式已标准化，称为标准节流装置：标准节流装置的结构型式、尺寸要求、取压方式、使用条件等均有统一规定。节流装置包括节流件和取压装置。节流件是使管道中的流体产生局部收缩的元件。在管道通路上安装孔板、喷嘴或文丘利管等节流件。当流体流过节流元件时，流束局部收缩。其流速增加，静压降低，使节流元件前后产生静压差——标准节流件(孔板)

节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前后直管段标准节流装置是指节流件、取压装置都标准化，前后直管段符合规定要求，可以直接投入使用

标准孔板，要求：

d/D应在0.2～0.75之间

d不小于12.5mm

直孔厚度h应在0.005D到0.02D之间孔板的总厚度H应在h和0.05D之间圆锥面的斜角α应在30～45°之间

…………

标准喷嘴和标准文丘里管的结构参数的规定也可以查阅相关的设计手册。有手册可查，不要求记

标准孔板符合国际标准ISO5167或国家标准GB/T2624–93，是节流装置中结构最简单，应用最广泛，适应性最强的一种

LGW型经典（古典）文丘里管又称古典文丘里管，也俗称为标准文丘里管，符合ISO5167或GB/T2624-93标准。

代号表示名称代号表示名称K标准孔板（带环室）H1/4圆孔板（带环室）Y标准孔板（不带环室）C1/4圆孔板（整体式）P喷嘴I偏心孔板W标准文丘里管（粗铸收缩段）Q圆缺孔板J标准文丘里管（机械加工收缩段）G高压透镜孔板T标准文丘里管（精焊铁板收缩段）B八糟孔板L文丘里管喷嘴R锥形入口孔板S双重孔板X小孔板E可换孔板节流件形式表示方法——标准取压方式

国家规定标准的取压方式有角接取压、法兰取压和D－D/2取压。角接取压环隙取压单独钻孔取压夹持环流体角接取压的两个取压口分别位于孔板上下端面与管壁的夹角处取压口可以是环隙取压口和单独钻孔取压口环隙取压利用左右对称的两个环室把孔板夹在中间，通常要求环隙在整个圆周上穿通管道，或者每个夹持环应至少有四个开孔与管道内部连通，每个开孔的中心线彼此互成等角度，再利用导压管把孔板上下游的压力分别引出当采用单独钻孔取压时，取压口的轴线应尽可能以90°与管道轴线相交环隙宽度和单独钻孔取压口的直径a通常在4～10mm之间显然，环隙取压由于环室的均压作用，便于测出孔板两端的平稳差压，能得到较好的测量精度，但是夹持环的加工制造和安装要求严格。当管径D＞500mm时，一般采用单独钻孔取压。取压方式表示方法代号表示名称代号表示名称H角接环室取压F法兰取压Z角接钻孔取压J径距取压T特殊取压普通型孔板取压装置几种流量计一体型节流式流量计旨在简化节流装置的现场安装工作，它将节流装置和差压变送器连成一体（根据要求也可以增连流量显示仪），用户在现场不必敷设引压管路，安装简便。配用智能型差压变送器，即使流量计安装在高处或不方便的地方，也能借助“手操器”方便地进行调整。

该产品是本厂的一项专利,是对美国Howell1939年发明的本质性改进。

——节流式流量计的使用特点和要求标准孔板应用广泛，它具有结构简单、安装方便的特点，适用于大流量的测量。孔板测量的压损大，当不允许有较大的管道压损时，便不宜采用。在一般场合下，仍采用孔板为多。标准喷嘴和标准文丘里管的压力损失较孔板为小，但结构比较复杂，不易加工。标准节流装置仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在104～105以上的流体；流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变；为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段（与管径、节流件的开孔面积以及管路上的弯头数都有关系）节流装置经过长时间的使用，会因物理磨损或者化学腐蚀，造成几何形状和尺寸的变化，从而引起测量误差，因此需要及时检查和维修，必要时更换新的节流装置——节流式流量计误差产生的原因实际工况与设计要求不符，如：温度、压力、湿度以及相应的流体重度、粘度、雷诺数等参数数值发生变化，则会造成较大的误差。为了消除这种误差，必须按新工艺重新设计计算，或加以必要的修正。节流装置安装不正确节流装置安装不正确，在安装时，特别要注意节流装置的安装方向。在使用中，要保持节流装置的清洁。如在节流装置处防止有沉淀、结焦、堵塞等现象。节流装置的磨损，应注意日常检查、维修，必要时应换用新的孔板。导压管安装不正确，或有诸塞、渗漏现象，——节流式流量计误差产生的原因孔板本身原因：直角边缘不锐利

测量值偏小

d太大

测量值偏小

正取压孔离端面太远

测量值偏小

h太大

测量值偏大

负取压孔离端面太远

测量值偏小

测量值偏大

安装不好，孔板弯曲

可大可小

三、转子流量计在工业生产中经常遇到小流量的测量，因其流体的流