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流量检测 自动检测技术及仪表控制系统 流量检测 流量检测 一、流量(flow)的概念和单位 1.定义：流体的流量指在短时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比。(瞬时流量) 2.分类： ① 2.分类： 3 体积流量检测 容积(volumn)式流量计 原理：使被测流体充满具有一定容积的空间，然后把这部分流体从口排出，利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测，故叫做容积式流量计。用来测量液体和气体的体积流量，主要用于测量累积流量。 节流装置（取压管及内部的节流孔板） 节流装置外形 节流式流量计外形 节流装置的另一种形式——文丘里管或文丘里喷嘴 文丘里喷嘴的压力损失较小。 可膨胀系数ε：对于可压缩流体，考虑流体通过节流件时的膨胀效应，再引入可膨胀系数作为因流体密度改变引起流量系数改变的修正。可压缩流体的流量方程式： 玻璃转子流量计 叶轮式风流速、流量计 （参考北京北方大河仪器仪表 有限公司资料） 上海肯特智能有限公司卡门涡街流量计演示 气体或液体管道及涡流发生锥体 (2)热式质量流量计 工作原理：利用加热源对流体进行加热，在其前后各放一个测温元件，通过测温度变化及加热功率即可测质量流量。质量流量可表示为： (2)热式质量流量计 (3)冲量式质量流量计 适用于测量自由下落的固体粉料（从粉末到块状物以及浆状物料）的质量流量。 组成：冲量传感器及显示仪表组成。冲量传感器感受被测介质的冲力，经转换放大输出与质量成比例的标准信号。 6 相关流量计 流体入口 流体出口 转子 浮子流量计的安装与使用 安装使用前必须核对所须测量范围、工作压力和介质温度是否与被选流量计相符。 如图： 仪表应垂直安装在管道上，流体必须自下而上通过流量计，不应有明显的倾斜。 流量计前后有截断阀，并安装有旁路管道。仪表投入时前后阀门要缓慢开启，投入运行后关闭旁路阀。最佳测量范围为上限的三分之一到三分之二刻度内。 当被测介质的物性常数（密度、粘度）和状态常数（温度、压力）与流量计标定时不同时，必须要对指示值进行修正。 适用范围：可测量液体、气体等多种介质的流量，特别是中小管径、中小流量和较低雷诺数的流量测量。（节流式流量计在管径过小时，节流装置未实现标准化，常采用浮子式流量计。） 特点：结构简单，使用维护方便，对仪表前后直管段长度要求不高，压力损失小而且恒定，测量范围比较宽，刻度为线性。浮子流量计测量精度为±2%左右。但仪表测量受被测介质的密度、粘度、温度、压力、纯净度影响，还受安装位置的影响。 浮子流量计的安装与使用 原理：基于动压管测速原理发展而成，流体流经均速管产生压差信号，此压差信号与流体流量有确定关系，经过压差计可测出流体流量。 3)均速管流量计（又称阿纽巴管） 结构是一个横跨管道的多孔动压管，如图6-10所示。一般在测量管的迎流方向开有对称的两对总压测出孔，是4个面积相等的半环形和扁型区域，各孔测得的全压由于开口位置不同而不一样，在管内自动取平均后由内插管引出，在测量管的中间位置背着来流方向开一测量静压的圆孔，由内插管引出静压。测压差可求管道截面的平均流速，从而实现测量流量的目的。 均速管的流量方程式为： 式中D为管道内径；k为均速管流量系数，它与测量管的结构尺寸有关，是由实验确定的校正系数。 总压检出口的位置——总压的平均值决定了压差，而其与开口位置有关，一般规定总压检出口的位置（中心）与管道中心的距离分别为r2，3=0.4597R；r1，4=0.8881R，R为管道半径。 特点——结构简单，便于安装，价格便宜，压力损失小，能耗少，准确度及长期稳定性较好，其准确度可达±1%，稳定度±1%。均速管流量计尤其适用于大口径管道的流量测量。但它产生的差压信号较低，需要配用低量程差压计。被测流体中不能含有固体粉尘和固体物，在测量脏污流体时，建议使用清洗流定时清洗。 原理：流体流经管道弯头时，受角加速度的作用而产生的离心力会在弯头的内半径与外半径之间形成压差，其平方根与流量成正比。 流量方程式 ： D为弯头内径，是入口和出口处直径的平均值，K为弯管的流量系数，与其结构参数和流体流速有关，需实验确定 特点：结构简单，安装维修方便，无附加的压力损失；对介质的要求低。 缺点：产生的压差非常小，是未标准化的仪表，只用于特殊的管道条件。 4)弯管流量计 原理：其变换元件为一个形状简单的靶（一般是一个薄圆盘），流体在流动中受到阻力而在靶的前后形成静压差，靶上所受流体的作用力与流速之间存在着一定的关系。通过测量作用力可知流速，从而确定流量。 流量方程式： 5)靶式流量计 υ 为流体通过环隙截面的流速；ρ为流体的密度；F为作用力；Ka为流量系