流量检测及仪表

第三节流量检测及仪表

一、概述

为了安全、高效地进行生产控制以及进行经济核算，介质的流量是一个必需

的重要参数。

流量包括瞬时流量和累计流量。瞬时流量一般简称流量，它指的是单位时间

内流过管道某截面流体的数量。而累计流量指的是在某一段时间内流过管道的流

体流量的总和，一般简称为总量。

测量流量的仪表称为流量计或流量表；测量总量的仪表一般叫计量表。

检测流量的方法多种多样，其测量原理和仪表的结构各不相同可分为：

1、速度式流量仪表

2、容积式流量仪表

3、质量式流量仪表

另外，还相继出现了一些其他类型的流量检测仪表。如超声波流量计、涡街

流量计、弯管流量计、楔型流量计、螺杆流量计等。

二、差压式流量计

差压式流量计是基于流体流动的节流原理，所以也叫节流式流量计，它是利

用流体流经节流装置时产生的静压差来实现流量测量的。

（一）.节流元件测量流量的基本原理

1、节流元件

所谓节流元件就是设置在管道中能使流体产生局部收缩的组件。常用的节流元件

有孔板、喷嘴和文丘利管等。

2、节流原理

在管道内流动的流体是具有一定能量的。流动流体的能量形式分为两种，即动能

和静压能。由静压能与动能相互转化的原理可知，在流束截面积最小处的静压力

最低。管道中流体的流量越大，在节流装置前后产生的压差也就越大，只要测出

孔板前后两侧压差的大小，就可以间接获知流量的大小，这就是节流装置测量流

量的基本原理。

（二）.流量基本方程式

Q=a/△尸(m7s)(3-30)

M=a%12p"(kg/s)(3-31)

(三).标准节流装置

标准节流装置由几种标准化了的节流元件和规定的取压方式以及相应长度

的前后直管段三个部分所组成。

目前孔板、喷嘴和文丘利管均已标准化。因孔板结构简单、制造方便，所以

应用最为广泛。

3、节流元件的选用

选用节流元件，应主要根据被测流体的测量条件和要求。并结合各种标准节流元

件的特点，依据对测量精度的要求、允许的压力损失和直管段长度、被测介质的

物埋化学性质(如腐蚀、脏污等)、结构的复杂程度和造价的高低、安装是否方

便等方面综合考虑。

4、节流装置的安装和使用

三、转子流量计

转子流量计特别适合于测量小管径中介质的流量，而且在流量较小时测量精度也

比较高。

(一)、基本结构

转子流量计是由上大下小的锥形圆管和转子(也叫浮子)组成的。作为节流装置

的转子悬浮在垂直安装的锥形圆管内。

(二)、工作原理

在转子流量计中，转子的平衡条件应为：流体流动对转子所产生的向上的作

用力与转子在流体中的重力相等。而流体流动对转子产生的作用力实际上就是流

体在转子前后的压力差与转子最大横截面积的乘积，即：

V(Pt-P.)g=(P.-PJA

可以根据转子浮起的高度来计算被测介质流量的大小，体积流量和质量流量

可分别表示为：

Q二曲二-△尸

\Pf

和M=M12pQP

（三）、指示值修正

转子流量计出厂时是在标准状态（20'C,760mmHg）下，用水（对液体）或

空气（对气体）介质标定刻度的。

当被测介质或工况改变而粘度相差不大时，仪表刻度的修正或换算方法如

下：

1、液体流量的修正

V（A-P1）P2

2、气体流量的修正

（四）、金属管式转子流量计

四、椭圆齿轮流量计

（一）、椭圆齿轮流量计的结构及工作原理

（a）（b）（c）

图3-30椭圆齿轮流量计原理图

椭圆齿轮流量计的工作原理如图3-3（）（P63）所示。它的主要部件包括测量

室（即壳体）和安装在测量室内的两个互相啮合的椭圆齿轮A和B,两个齿轮分别

绕自己的轴相对旋转。与外壳构成封闭的月牙形空腔。

显然，椭圆齿轮每转一周所排出的被测流体的量为月牙形容积的4倍。故

通过椭圆齿轮流量计的体积流量Q为

Q=4nV。

（二）、椭圆齿轮流量计的选择及安装

五、电磁流量计

电磁流量计是依据法拉第电磁感应定律的原理来测量流量的。

六、新型流量检测仪表

（一）、涡轮流量计

涡轮流量计的组成、结构及工作原理

变送器

I------------------------------------------------1

ifctQ-f-旗轮一转数.|磁电转可—史J曲..斗I----TM示仪表

I_____________________________I--------

涡轮流量计的组成方框图

（二）、涡街流量计

1.涡街流量传感器的结构及工作原理

涡街流量计是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。

（三）、超声波流量计

应用超声波测量流量，主要是根据超声波在静止流体和流动流体中的传播速

度不同，而且流体的流速不同