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化工仪表及自动化第三章流量检测

内容提要n差压式流量计n节流现象与流量基本方程式n标准节流装置n差压变送器n差压式流量计的测量误差n转子流量计n工作原理n电远传式转子流量计n漩涡流量计1

内容提要n质量流量计n直接式质量流量计n补偿式质量流量计n其他流量计n靶式流量计n椭圆齿轮流量计n涡轮流量计n电磁流量计2

概述介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。定义流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。3

概述质量流量M体积流量Q如以t表示时间，则流量和总量之间的关系是流量计：测量流体流量的仪表。计量表：测量流体总量的仪表。4

概述1.速度式流量计以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。分2.容积式流量计类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。3.质量流量计以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。5

第一节差压式流量计差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，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。通常是由能将被测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计以及显示仪表所组成。6

第一节差压式流量计n一、节流现象与流量基本方程式1.节流现象流体在有节流装置的管道中流动时，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。节流装置就是在管道中放置的一个局部收缩元件,应用最广泛的是孔板,其次是喷嘴、文丘里管。7

第一节差压式流量计注意要准确测量出截面Ⅰ、Ⅱ处的压力有困难，因为产生最低静压力p′的截面Ⅱ的位置随着流速2的不同会改变。因此是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。图3-1孔板装置及压力、流速分布图8

第一节差压式流量计2.节流基本方程式流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。可以看出要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。流量与压力差ΔP的平方根成正比。9

第一节差压式流量计n二、标准节流装置国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里管等标准化，并称为“标准节流装置”。采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。10

第一节差压式流量计1.节流装置的选用①在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合下,以采用孔板为最多。②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。11

第一节差压式流量计③在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。④在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的测量精度,而且所需的直管长度也较短。⑤如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文丘里管只适用于低压的流体介质。12

第一节差压式流量计2.节流装置的安装使用①必须保证节流装置的开孔和管道的轴线同心,并使节流装置端面与管道的轴线垂直。②在节流装置前后长度为两倍于管径(2D)的一段管道内壁上,不应有凸出物和明显的粗糙或不平现象。13

第一节差压式流量计③任何局部阻力(如弯管、三通管、闸阀等)均会引起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。所以在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管。④标准节流装置(孔板、喷嘴),一般都用于直径D≥50mm的管道中。⑤被测介质应充满全部管道并且连续流动。⑥管道内的流束(流动状态)应该是稳定的。⑦被测介质在通过节流装置时应不发生相变。14

第一节差压式流量计n三、差压变送器变送器是单元组合式仪表中不可缺少的基本单元之一。所谓单元组合式仪表,这是将对参数的检测及其变送、显示、控制等各部分,分别做成只完成某一种功能而又能各自独立工作的单元仪表(简称单元,例如变送单元、显示单元、控制单元等)。15

第一节差压式流量计分类按使用的能源不同,单元组合式仪表有气动单元组合式仪表(QDZ型)和电动单元组合式仪表(DDZ型)。差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连续测量液体、蒸汽和气体的流量。16

第一节差压式流量计n四、差压式流量计的测量误差在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差，有的甚至高达10％～20