第11章 流量.ppt

Flow Measurement 内 容 基本概念 总量流量计 差压式流量计 流体阻力式流量计 测速式流量计 振动式流量计 质量流量计 在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的膨胀性。 用仪表内一个固定容量的容积连续地测量被测介质，最后根据定量容积称量的次数来决定流过的总量。根据结构不同，这类仪表主要有： 每转一周，四个相同月牙形腔（测量室）被形成、被封闭、被传送、被卸出。两个齿轮共送出4个标准容积的流体。 计量精度高，基本误差一般为±0.5％，特殊的可达±0.2％或更高。通常在昂贵介质或需要精确计量的场合使用。 可用于高粘度流体的测量。范围度宽，一般为10：1到5：1，特殊的可达30：1或更大。 直读式仪表，无需外部能源，可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。 管道内置入一阻力体。 极化：即电解质在电场中被电解，产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极。这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪表的正常工作。 在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑。当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。在一定的流量范围内，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，以推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。 超声波流量计的特点 优点： 流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失； 能用于任何液体，也能测量气体的流量； 非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量 ； 量程比较宽，可达5：1； 输出与流量之间呈线性等优点。 缺点： 只能用于测量200℃以下的流体； 结构复杂，成本较高。 缺点：?? 对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号的流量传感器安装固定要求较高。 不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm以下。 大部分型号重量和体积较大。 价格昂贵。约为同口径电磁流量计的2 ～8倍； 流体和靶表面的摩擦力＋压差阻力 靶式流量计的测量原理 当流体的雷诺数达到一定数值，阻力系数?不随雷诺数变化，而保持常数，阻力如右式： 迎流面积： d —— 靶的直径 流量与靶输出力F的平方根成正比。测量靶所受的力F，就可以测定被测介质的流量。 因此可得环隙中的平均流速： 基本结构: 均匀磁场 非导磁管道 一对电极 一.电磁流量计 工作原理:电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计。当被测导电流体在磁场中沿垂直磁力线方向流动而切割磁力线时，在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势，此电势与流速成正比。 第五节 测速式流量计 导电液体在内径为D，磁场强度为B的导管内以平均速度v流动时，产生的电位差为： 则体积流量与感应电动势成正比： 优点：受交流电磁场干扰小； 缺点：电解质液体易被极化。 1.直流励磁 用直流激励或永久磁铁产生恒定磁场。 一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等。 为了产生稳定均匀的磁场，需要选择合适的励磁方式，一般有三种： 大都采用工频(50Hz)交流励磁； 优点：消除了电极表面的极化干扰； 缺点：电磁干扰大。 2.交流励磁 则体积流量与感应电动势成正比： 感应电动势： 3.恒定电流方波励磁 综合了直流励磁方式和交流励磁方式的优点。 其频率通常为工频的1／2～l／10。 在半个周期内，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小； 整个时间过程中，方波信号又是一个交变的信号，它能克服直流励磁易产生的极化现象。 电磁流量计的结构图 1.可以测量各种腐蚀性介质：酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液； 2.无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉冲流量； 3.线性较好,可直接进行等分刻度； 4.只能测量导电液体，不能测量气体、蒸气以及大量气泡的液体或者电导率很低的液体； 5.不能用于测量高温介质。 电磁流量计的特点 二.涡轮流量计 导流器对流体起导向作用，以避免流体自旋而改变对涡轮叶片的作用角度，在涡轮上方机壳外部装有传感线圈，接收磁通变化信号。国内一般采用磁阻式，它由永久磁钢及外部缠绕的感应线圈组成。当流体通过使涡轮旋转的，叶片在永久磁钢正下方时磁阻最小，两叶片空隙在磁钢下方时磁阻最大，涡轮旋转，不断地改变磁路的磁通量，使线圈中产生变化的感应电势，送入放大整形电路，变成脉冲信号。 1） 高精确度，基本误差可达±0.25％－±1.5％，在所有流量计中，它属于最精确