传感器应用技术知识学习情境5：流量计的制作.pptVIP

学习情境五 流量计的制作 学习情境五 流量计的制作 黄冈职业技术学院 传感器应用 学习情境五 流量计的制作 —流量检测 1、制作一个流量计的差压式传感器检测电路，测 量精度为1%； 2、LED显示流量。 [学习情境要求] 知识目标： 1、掌握流量计的结构、流量方程和安装测试特点； 2、掌握流量计的特点与使用； 3、掌握其他流量计的特点与使用； 4、了解几种不同的质量流量计； 能力目标：能够根据不同的介质、不同的环境、不同的测 量条件选择适合的流量计和安装方式 ； 素质目标： 1、培养耐心细致的工作态度； 2、培养严谨扎实的工作作风； 3、培养团结协作的合作能力。 [学习情境目标] [教学内容] 一.流量测量的基本工作原理 单位时间内流体通过一定截面积的数量。 体积流量－用流体的体积来表示（qv）， 单位为m3/h。 瞬时质量流量－用流量的质量来表示（qm），简称质量流量，单位为kg/h。 [知识准备] 1.流量 1. 体积流量的测量方法 （1）容积法： 　　在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量。 　椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。 （2）速度法： 　　这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积流量。 　较宽的使用条件，可用于各种工况下的流体的流量检测，利用平均流速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对称等都会给测量带来误差。 [知识准备] 检测管道内流速的方法 ①差压流量检测法（节流式检测方法）； ②电磁式检测方法； ③变面积式检测方法； ④旋涡式检测方法； ⑤涡轮式检测方法； ⑥声学式检测方法； ⑦热学式检测方法。 [知识准备] 2. 质量流量的测量方法 （1）直接法： 利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。 利用孔板和定量泵组合实现的差压式检测方法； 利用同轴双涡轮组合的角动量式检测方法； 应用麦纳斯效应的检测方法; 基于科里奥利力效应的检测方法。 （2）间接法： 用两个检测元件分别测出两个相应参数，通过运 算间接获取流体的质量流量。 ①ρqv2检测元件和ρ检测元件的组合； ②qv检测元件和ρ检测元件的组合； ③ ρqv2检测元件和qv检测元件的组合。 [知识准备] 二. 差压式流量计（DPF） ①历史悠久、技术成熟、应用最广泛。 ②按检测件的作用原理分: 　节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、 　动压增益式和射流式等几大类， ③节流式和动压头式应用最为广泛。 ④节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。 [知识准备] 1.差压式流量计组成及测量原理 1) 差压式流量计组成 差压式流量计组成框图 节流装置：安装于管道中产生差压， 节流件前后的差压与流量成开方关系。 引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变 送器。 差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。 [知识准备] 2) 测量原理 孔板附近的流速和压力分布 [知识准备] 3) 测量原理 当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。 流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。 基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。 压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质（密度、粘度） [知识准备] 设被测流体为不可压缩的理想流体（液体），根据伯努利方程，对截面I—I、Ⅱ—Ⅱ处沿管中心的流体有以下能量关系： 式中，p1、v1——截面I—I处的压力和速度； p2、v1 ——截面Ⅱ—Ⅱ处的压力和速度。 [知识准备] 根据流体的连续性方程得： 代入式（7.2.2）得 对于截面积Ⅱ—Ⅱ代入质量流量方程得 反映质量流量和孔板前后压差之间关系的理论方程式 A2代表流束最小收缩截面，用孔板的开孔截面A0代替 式