安全监测监控技术及应用(4-6).ppt

第四章：常用的安全检测方法4.6流量的测量流量流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体的数量，通常流体流量有体积流量qv和质量流量qm之分，它们之间的关系为:式中：为流体的密度。在某一段时间内流体流量的总和，称为总流量。qm=qv第四章：常用的安全检测方法4.6.1容积式流量计1）椭圆齿轮流量计的结构和工作原理4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.1容积式流量计1）椭圆齿轮流量计的结构和工作原理 椭圆齿轮每转一周所排流体的容积为固定的月牙型 计量空间容积V0的4倍。若椭圆齿轮 的转数为n，则通过椭圆齿 轮流量计的流量为：由此可知，已知排量q值的椭圆齿轮流量计，只要测量出转数n，便可确定通过流量计的流量大小。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.1容积式流量计2）椭圆齿轮流量计的工作特性l椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度无关。l粘度变化会引起泄漏量的变化，泄漏过大将影响测量精度。l椭圆齿轮流量计只要保证加工精度，保证使用中不腐蚀和磨损，便可得到很高的测量精度，一般情况下为0.51%，较好时可达0.2%。l当通过流量计的流量为恒定时，椭圆齿轮在一周的转速是变化的，但每周的平均角速度是不变的。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.2压差式流量计4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.2压差式流量计实验证明，流体流经各种节流装置时，其流速和压力沿流动方向的分布情况是类似的。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.2压差式流量计式中：a流量系数；流体压缩系数。对不可压缩流体，=1；对可压缩流体，1；A0孔板的最小截面积。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.2压差式流量计因此，对于允许的净压力损失dp较小时，可以采用喷嘴或文杜里管。在加工、安装方面以孔板最方便也最便宜，而文杜里管最复杂价格也贵。所以在一般情况下，都采用孔板。l孔板的dp最大；l文杜里管由于内表面呈流线型与流束趋向一致，所以净压损失dp最小；l喷嘴的dp值则介于两者之间。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计1）转子流量计结构简单、直观、压力损失小、维修方便。适用于测量通过管道直径D150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。分析表明；转子在锥形管中的位置高度，与所通过的流量有着相互对应的关系。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计1）转子流量计为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：一是在转子中心装有一根导向芯棒；另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计2）靶式流量计4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计流体流动给予靶的作用力大体可分成三个方面：l靶对流体流动的节流作用所产生的净压差Dp=p1-p2；l流体流动的动压力r2/2；l流体的粘性摩擦力，这一项对于目前大多采用圆靶而言，可略去不计。式中：A靶的受力面积，m2；流体的密度，kg/m3；流体的流速k1，k2比例系数；K=k1+k2，靶上推力的比例系数。2）靶式流量计4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计2）靶式流量计由此得流速：则通过管道流体的流量为：式中：A0靶和管壁间的环形间隙面积，m2，A0=p(D2-d2)/4；D管道内径为，m；d圆板靶外径，m。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.3流体阻力式流量计2）靶式流量计式中：Ka靶式流量计的流量系数；靶的结构参数。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计1）涡轮流量计4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计1）涡轮流量计当流体通过流量计时，推动涡轮使其以一定的转速旋转，此转速是流体流量的函数。而装在壳体外的非接触式磁电转速传感器输出脉冲信号的频率与涡轮的转速成正比。因此，测定传感器的输出频率即可确定流体的流量。如果忽略轴承的摩擦及涡轮的功率损耗，经分析可知，通过流量计的流体流量qv与传感器输出的脉冲信号频率的关系为：式中：f输出电脉冲信号的频率，Hz；x仪表常数（频率流量转换系数）。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计1）涡轮流量计仪表常数反映涡轮流量计的工作特性，它与流量计本身的结构、流体的性质和流体在涡轮周围的流动状态等因素有密切的关系。流体温度变化也影响值，流体温度升高时，值也就减小；反之，温度下降值增大，一般每10，值变化约为0.05%。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计2）超声波流量计超声波流量计是利用多普勒原理测量流量：声波在流体中传播时，处在顺流和逆流的不同条件下，其波速并不相同。顺流时，超声波的传播速度为在静止介质中的传播速度c加上流体的速度，即传播速度为(c+)；逆流时，它的传播速度为(c-)。测出超声波在顺流和逆流时的传播速度，求出两者之差(2)，就可求得流体的速度。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计3）电磁流量计根据电磁感应原理可知，在液体圆盘内将产生感应电动势，其大小为：E=BD式中：E感应电动势；B磁感应密度；平均流速；D管道内径。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计3）电磁流量计流经圆形导管的体积流量为被测介质的平均流速与导管流通截面积的乘积。即:式中：D两电极间距离（即导管直径），m；E感应电动势，V；B磁感应强度，T；v流体的流速，m/s。上式可以改写为:式中：k仪表的比例常数。4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计3）电磁流量计 特点：l输出电信号与流量之间呈线性关系，便于仪表作等分刻度；l仪表的测量不受被测介质的温度、压力、密度和粘度以及流态的影响；l几乎可适用于所有电导率大于10-5W/cm的导电性液体；l流速测量范围可从每秒几厘米至每秒十余米；l满量程时流速可从0.510m/s内变化；l口径范围可从几毫米至几米；4.6流量的测量第四章：常用的安全检测方法4.6.4测速式流量计3）电磁流量计 l变送器内无活动部件，几乎无压力损失，并对安装直管段要求不高；l仪表时滞小，能瞬时反应流量变化，可以测脉动流；l输出信号的极性与磁场方向及流速方向有关，所以能用于鉴别流向，可测两向流；l仪表便于清洗和消毒，便于维护，且能输出标准电信号以便于配套，可靠性高，使用寿命长。4.6流量的测量