第三章-检测仪表与传感器优秀PPT.ppt

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1、第三章第三章检测仪表与传感器检测仪表与传感器流量检测及仪表流量检测及仪表Instrumentationandsensor 3.3流量检测及仪表流量检测及仪表flowdetectionandinstrument 教学内容教学内容各种流量计的结构、测量原理及运用特点各种流量计的结构、测量原理及运用特点差压式流量计差压式流量计转子流量计转子流量计椭圆齿轮番量计椭圆齿轮番量计涡轮番量计涡轮番量计电磁流量计电磁流量计超声波流量计等超声波流量计等一一.概述概述流量流量：1.定义定义单位时间单位时间内流过管道某一截面内流过管道某一截面的流体数量。的流体数量。（瞬时流量）（瞬时流量）总流量总流量：某一段时间内

2、流过管道某一段时间内流过管道流流量的总和量的总和。流量的表示方法流量的表示方法质量流量质量流量(M)体积流量体积流量(Q)（流体密度）流体密度）（t时间）时间）两者关系两者关系流量计流量计总量计总量计常用的常用的流量单位流量单位：t/h、kg/h、kg/s、m3/h、L L/h、L L/min2.流量计的种类流量计的种类（1）速度式流量计）速度式流量计以测量以测量流体的速度流体的速度为依据得到流量为依据得到流量如如压差式流量计压差式流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计涡轮番量计涡轮番量计靶式流量计靶式流量计堰式流量计堰式流量计（2）容积式流量计）容积式流量计s受流体的流淌状态影响小，

3、适用于受流体的流淌状态影响小，适用于高粘度、低雷诺数的流体。高粘度、低雷诺数的流体。以以单位时间单位时间内所内所排出排出流体的流体的固定容积固定容积数目数目为依据。为依据。如如椭圆齿轮番量计椭圆齿轮番量计（液体型）（液体型）活塞式流量计活塞式流量计等等（3）质量式流量计）质量式流量计以测量以测量流过的质量流过的质量M为依据为依据分为分为干脆式（干脆测量）干脆式（干脆测量）间接式（用间接式（用和和计算）计算）二二.压差式流量计压差式流量计differentialpressureflowmeter工作原理工作原理：结构简洁，运用寿命长，适应性结构简洁，运用寿命长，适应性较广，能测各种工况下单相流体

4、较广，能测各种工况下单相流体和高压下流体流量，应用广泛。和高压下流体流量，应用广泛。利用流体利用流体流经节流装置流经节流装置时产生的时产生的压力压力差差来测量流量。来测量流量。基于流体的基于流体的节流原理节流原理特点特点：广泛应用于：广泛应用于：气体、蒸汽气体、蒸汽和液体的流和液体的流量测量。量测量。孔板流量计孔板流量计日本进口日本进口DPF差压式流量计差压式流量计差压式流量计的差压式流量计的组成组成s节流装置节流装置将被测流量将被测流量压力差压力差包括包括节流件节流件（孔板、喷嘴、文丘里管）（孔板、喷嘴、文丘里管）取压装置取压装置（导压管）（导压管）s差压计差压计测量压差而显示流量测量压差而

5、显示流量节流装置节流装置引压管线引压管线差压变送器差压变送器(差压计差压计)QPI I0差压式流量计差压式流量计 孔板孔板引压管引压管差压计差压计1.节流现象与流量基本方程式节流现象与流量基本方程式（1）节流现象节流现象throttle流体在管道中流淌时，在节流装流体在管道中流淌时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象。产生差异的现象。孔板孔板喷嘴喷嘴文丘里管文丘里管常用的节流件常用的节流件节流件：节流件：例如例如斜面：斜面：4515能使流体产生能使流体产生局部收缩局部收缩的元件的元件（2）测流量的）测流量的基本原理基本原理流体流经节流装置前后产生的压

6、力流体流经节流装置前后产生的压力差与流量有关差与流量有关流淌流体的能量，包括静压能和动能流淌流体的能量，包括静压能和动能总能量总能量=静压能静压能+动能动能+损失的能量损失的能量（摩擦阻力损失）（摩擦阻力损失）p1p21 12 23 3P P1 1P P2 2P P3 3P=PP=P1 1-P P2 2P=PP=P1 1-P P3 31 12 23 3孔板装置及压力、流速分布图孔板装置及压力、流速分布图节流装置前流体压力节流装置前流体压力正压（正压（+）后流体压力后流体压力负压（负压（-）P1、P2不易测出，事实上在孔板前后不易测出，事实上在孔板前后选两个固定的取压点选两个固定的取压点P1、P

7、2留意留意测得的压差与流量之间的关系，与测得的压差与流量之间的关系，与测测压点压点及及测压方式测压方式的选择紧密相关的。的选择紧密相关的。（3）流量基本方程）流量基本方程-流量系数流量系数-膨胀校正系数膨胀校正系数F0-孔口截面积孔口截面积1-流体密度流体密度P-实际测得的压力实际测得的压力差差流量与压力差的平方根成正比流量与压力差的平方根成正比节流装置的结构形式、取压方式、节流装置的结构形式、取压方式、与很多因素有关与很多因素有关孔口边缘锐度、管道粗糙度孔口边缘锐度、管道粗糙度 雷诺数雷诺数ReRe表示流体的流淌状态，测量湍表示流体的流淌状态，测量湍流流体，流流体，不随不随ReRe变更。变更

8、。选用标准节流装置，测量湍流流体，选用标准节流装置，测量湍流流体，为常数。为常数。2标准节流装置标准节流装置standardthrottlingset结构、尺寸、加工要求、取压方式、结构、尺寸、加工要求、取压方式、运用条件等标准化的节流装置。运用条件等标准化的节流装置。标准孔板标准孔板标准喷嘴标准喷嘴标准文丘里管标准文丘里管标准孔板标准孔板标准喷嘴标准喷嘴标准文丘里管标准文丘里管角接取压标准孔板角接取压标准孔板角接取压标准孔板角接取压标准孔板(带前带前10D后后5D测量管测量管)标准喷嘴标准喷嘴标准文丘里管标准文丘里管标准孔板：简洁、便利，适于大流量测量标准孔板：简洁、便利，适于大流量测量缺点

9、：压力损失大。缺点：压力损失大。标准喷嘴和文丘里管：压力损失较小标准喷嘴和文丘里管：压力损失较小缺点：结构较困难，不易加工。缺点：结构较困难，不易加工。（1）常用标准节流装置的特点）常用标准节流装置的特点标准节流装置：仅适于测量管道标准节流装置：仅适于测量管道50，Re在在104105以上的以上的流体，且流体应当清洁，充溢全流体，且流体应当清洁，充溢全部管道，不发生相变。部管道，不发生相变。（2）标准节流装置的选用）标准节流装置的选用加工制造、安装、价格方面：孔板最加工制造、安装、价格方面：孔板最简洁，文丘里管最困难。简洁，文丘里管最困难。要求压力损失较小时：喷嘴、文丘里要求压力损失较小时：喷

10、嘴、文丘里管。管。有腐蚀性、脏污、颗粒状杂质的介有腐蚀性、脏污、颗粒状杂质的介质：质：喷嘴喷嘴较孔板好。较孔板好。喷嘴喷嘴精度较高精度较高，所需的直管段较短。，所需的直管段较短。高温、高压介质：孔板和喷嘴高温、高压介质：孔板和喷嘴低压介质：文丘里管。低压介质：文丘里管。（3）节流装置的安装运用）节流装置的安装运用节流装置的开孔和管道轴线同心，端节流装置的开孔和管道轴线同心，端面与管道轴线垂直。面与管道轴线垂直。节流装置前后应有直管道，内壁不应节流装置前后应有直管道，内壁不应有凸出物和明显的粗糙或不平的地方。有凸出物和明显的粗糙或不平的地方。用于直径用于直径D50mm的管道中。的管道中。被测介质

11、应充溢全部管道且连续流淌。被测介质应充溢全部管道且连续流淌。管内流束（流淌状态）应稳定管内流束（流淌状态）应稳定被测介质应不发生相变。被测介质应不发生相变。在实际运用时，由于运用不当，往往测量在实际运用时，由于运用不当，往往测量误差较大。误差较大。留意：选型合理，设计、加工精确，安装、留意：选型合理，设计、加工精确，安装、维护正确，符合运用条件等。维护正确，符合运用条件等。测量条件较好时，测量误差为测量条件较好时，测量误差为1%2%。3差压式流量计测量误差差压式流量计测量误差（1）造成测量误差的缘由）造成测量误差的缘由被测流体工作状态的变动（如温度、压被测流体工作状态的变动（如温度、压力、湿度

12、、粘度、力、湿度、粘度、Re等）等）节流装置安装不正确（有节流装置安装不正确（有“+”一侧是流一侧是流体入口端；孔板体入口端；孔板90锐角一角一侧是入口端）是入口端）孔板入口边缘的磨损（孔板入口边缘的磨损（P偏小，指示值偏小，指示值偏低）偏低）导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏等现象等现象）测量液体流量（取压点在下面，且）测量液体流量（取压点在下面，且有排气装置）有排气装置）测量气体流量（取压点在上面）测量气体流量（取压点在上面）测量蒸汽流量（需装凝液罐）测量蒸汽流量（需装凝液罐）差压计安装或运用不正确差压计安装或运用不正确测量液体流量时的取压点的位置测量液体流量

13、时的取压点的位置：045假如从底部引出，液体中的固体杂假如从底部引出，液体中的固体杂质会沉积引起引压管线堵塞。质会沉积引起引压管线堵塞。P1P2切断切断阀阀平衡平衡阀阀差压计阀安装示意图差压计阀安装示意图测量腐蚀性或测量腐蚀性或易凝固介质，易凝固介质，应装隔离罐应装隔离罐留意留意4.适用范围适用范围广泛用于石油、化工、冶金、电力、广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等行业。轻纺等行业。适用于液体、蒸汽、气体的流量测量。适用于液体、蒸汽、气体的流量测量。（1）作用：将）作用：将 P统一标准的气压或电统一标准的气压或电流信号，可以连续测量压差流信号，可以连续测量压差。4.力矩平衡式差压变送器力矩平

14、衡式差压变送器momentbalancepressuretransducer DDZ-电动力矩平衡差压变送器电动力矩平衡差压变送器自平衡检测仪表（一般为自平衡检测仪表（一般为0.5级）级）差压（压力）变送器差压（压力）变送器 P1FiO1F1F2F3FfI I0RL主杠杆主杠杆测量膜片测量膜片轴封膜片轴封膜片推板推板矢量板矢量板连杆连杆副杠杆副杠杆检测片检测片差动变差动变压器压器反馈线圈反馈线圈放大器放大器调零调零弹簧弹簧永久永久磁钢磁钢量程调量程调整螺丝整螺丝矢量板矢量板O2DDZ-型型力矩平衡差力矩平衡差压变送器压变送器 F2F3F1P2（2）工作原理）工作原理测量膜片测量膜片主杠杆主杠杆

15、矢量板矢量板推板推板连杆连杆P测量力测量力偏转偏转偏转偏转移动移动副杠杆平衡，放大器输出副杠杆平衡，放大器输出 0与与 P成比例成比例顺时针顺时针F1F2向上向上副杠杆副杠杆逆时针逆时针铁芯铁芯差动差动变压器变压器电压电压放大器放大器 0反馈反馈线圈线圈Ff副杠杆副杠杆当当Mf=M2顺时针顺时针偏转偏转 K电动压力变送器电动压力变送器放大系数放大系数K越大，量程范围越小。越大，量程范围越小。K与与变送器的结构变送器的结构及及电磁特性电磁特性有关有关变更变更K，即变更变送器的结构或电，即变更变送器的结构或电磁特性。磁特性。调整调整，可在，可在415之间调整。之间调整。量程范围的调整量程范围的调整

16、：三转子流量计三转子流量计rotaryflowmeter=适于小管径（适于小管径（50mm）、小流量的测量。）、小流量的测量。气体、液体（粘度大的除外）气体、液体（粘度大的除外）=压力损失小，反应快。压力损失小，反应快。=结构简洁，价格便宜。结构简洁，价格便宜。=精度受所测介质压力、温度、粘度影响精度受所测介质压力、温度、粘度影响比较大。比较大。1.特点特点LZB-（）（）WB系列玻璃转子流量计系列玻璃转子流量计日本进口日本进口FM-PZ玻璃管浮子玻璃管浮子/转子流量计转子流量计日本进口日本进口FC-C18玻璃管浮子玻璃管浮子/转子流量转子流量计计适于测量适于测量工业机械中工业机械中的低流量的

17、低流量2.结构：结构：由一个锥形管和一个转子组成由一个锥形管和一个转子组成P1P2403转子流量计的工作原理图转子流量计的工作原理图流体流体流量流量转子转子高度高度流量流量数值数值3工作原理工作原理流体通过时，受到节流作用，在转子前后流体通过时，受到节流作用，在转子前后产生产生P，Q增加增加P增大增大转子上升转子上升h增高增高转转子与壁隙增大子与壁隙增大P减小（转子重力不变）。减小（转子重力不变）。直到向上的力直到向上的力=重力，转子停止上升。重力，转子停止上升。Q，h，测出，测出h，即得，即得Q。转子在压差力和重力的共同作用下平转子在压差力和重力的共同作用下平衡。衡。压差与流速有关；压差与流

18、速有关；压差确定转子的位置。压差确定转子的位置。由转子高度可干脆读取通过的流量；由转子高度可干脆读取通过的流量；转子位置转子位置h电气信号。电气信号。平衡条件平衡条件 因为因为P产产生的向上的力生的向上的力+浮力浮力=重力重力=1；F0hv-转子的体积转子的体积t-转子的密度转子的密度f-被测流体的密度被测流体的密度A-转子的最大横截面转子的最大横截面g-重力加速度重力加速度-仪表常数仪表常数h-转子浮起的高度转子浮起的高度差压式：差压式：恒截流面积恒截流面积，变压差化变压差化转子流量计转子流量计：恒压降恒压降，变截流面积变截流面积转子流量计有转子流量计有玻璃管玻璃管转子流量计转子流量计LZB

19、金属管金属管转子流量计转子流量计LZ对仪表前直管段要求不高对仪表前直管段要求不高适于高温、高适于高温、高压和强腐蚀性压和强腐蚀性介质；介质；可用于易燃、可用于易燃、易爆危急场合易爆危急场合金属管浮子流量计金属管浮子流量计4.电远传式转子流量计（电远传式转子流量计（LZD系列）系列）转子高度信号转子高度信号电信号电信号显示仪表供显示仪表供显示、记录、调整限制。显示、记录、调整限制。流量变送部分流量变送部分电动显示部分电动显示部分分两大部分分两大部分广泛适用于国防、化广泛适用于国防、化工、石油、冶金、电工、石油、冶金、电力、环保、医药、和力、环保、医药、和轻工等部门的液体、轻工等部门的液体、气体流

20、量测量和自动气体流量测量和自动限制。限制。适应：腐蚀性流体适应：腐蚀性流体(如如氯气、盐水、盐酸、氯气、盐水、盐酸、硝酸和硫酸等硝酸和硫酸等)的流量的流量测量。测量。LZ-B型金属管转子流量计型金属管转子流量计（1）流量变送部分（差动变压器）流量变送部分（差动变压器）铁芯铁芯初级线圈初级线圈次级线圈次级线圈骨架骨架差动变压器结构差动变压器结构123e1e2U456流量流量Qh铁芯铁芯铁芯在铁芯在中点上方中点上方，输出，输出u=e1-e20铁芯在铁芯在中点中点时，时，输出输出u=e1-e2=0铁芯在铁芯在中点下方中点下方，输出，输出u=e1-e20流量变送原理流量变送原理将转子与铁芯相连，转子随

21、流量变更的运动带将转子与铁芯相连，转子随流量变更的运动带动铁芯一起移动，就可将动铁芯一起移动，就可将h位号位号电信号电信号u输出输出转换原理转换原理（2）电动显示部分电动显示部分变变送送测量测量T1T2LZD系列电远传式转子流量计系列电远传式转子流量计u2u1QhT1的铁芯的铁芯输出电信号输出电信号u1放大器放大放大器放大可逆电机转动可逆电机转动指针移动指针移动凸轮转动凸轮转动T2中铁芯中铁芯输出输出u2放大放大器，当器，当u1=u2时，时，T2中铁芯不动，指针中铁芯不动，指针指示出相应的指示出相应的Q。电动显示电动显示5.转子流量计的转子流量计的指示值修正指示值修正转子流量计的刻度是在工业基

22、准状态转子流量计的刻度是在工业基准状态20（293K）、）、0.10133MPa下标定的。下标定的。测液体流量：以水标定刻度测液体流量：以水标定刻度测气体流量：以空气标定刻度测气体流量：以空气标定刻度实际运用时，若不是工业基准状态，须对实际运用时，若不是工业基准状态，须对指示值进行修正。指示值进行修正。（1）对液体流量进行修正：）对液体流量进行修正：只需对只需对修正修正（指示值）（指示值）（实际值）（实际值）1）当所测的液体当所测的液体不是水不是水时，用时，用不锈钢转不锈钢转子子，t=7.9g/cm3=7900kg/m3 （密度修正系数）（密度修正系数）2）当转子的密度变更时（形态不变），测水

23、）当转子的密度变更时（形态不变），测水 （，增大，增大测测量范量范围围）3）当流体不是水，且转子的密度变更）当流体不是水，且转子的密度变更 例例1现用一只以水标定的转子流量计来测量苯现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子材料为不锈钢，的流量，已知转子材料为不锈钢，t=7.9g/cm3，苯的密度为，苯的密度为f=0.83g/cm3。试问流量计读数为试问流量计读数为3.6L/s时，苯的实际流时，苯的实际流量是多少？量是多少？（2）对气体转子流量计刻度修正）对气体转子流量计刻度修正当气体不是空气，且不在基准状态，刻度当气体不是空气，且不在基准状态，刻度修正公式为：修正公式为：Q0指示的

24、刻度值，指示的刻度值，Nm3/h；Q1所测介质在工业基准状态下的流量，所测介质在工业基准状态下的流量，Nm3/h0；1空气和非空气在标态下密度，空气和非空气在标态下密度，kg/Nm3P1、T1所测介质的确定压力所测介质的确定压力MPa和确定温度和确定温度KP00.1033MPaT0293K例例2某厂用转子流量计来测定温度为某厂用转子流量计来测定温度为27，表压为表压为0.16MPa的空气流量，问转子流的空气流量，问转子流量计读数为量计读数为38Nm3/h时，空气的实际流时，空气的实际流量时多少？量时多少？用一个用水标定的转子流量计来测量苯的用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量，流量计的读数

25、为流量，流量计的读数为28 m28 m3 3/h/h，已知转子，已知转子密度为密度为7920 kg/m7920 kg/m3 3的不锈钢，苯的密度为的不锈钢，苯的密度为0.831 kg/L0.831 kg/L，求苯的实际流量是多少？，求苯的实际流量是多少？例例解所以苯的实际流量是31.08m3/h。四靶式流量计四靶式流量计尤其某些尤其某些粘度较高粘度较高或或含有悬浮性介质含有悬浮性介质的流量。的流量。可用于测量液体、气体和蒸汽的流量；可用于测量液体、气体和蒸汽的流量；例如例如：重油、沥青、含固体颗粒的浆液及重油、沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性介质。腐蚀性介质。1.结构结构F靶靶输出输出力杠力杠杆

26、杆推杆推杆悬臂块悬臂块R1,3R2,4R3R1电源电源E输输出出UababRWR1R2R4R3+-2.工作原理工作原理流体流体靶子靶子冲击力冲击力输出力杠杆输出力杠杆悬臂块微弯曲变形悬臂块微弯曲变形半导体应变片半导体应变片R1、R3增大增大;R2、R4减小减小电桥输出电桥输出Uab毫伏测量仪表毫伏测量仪表显示流量值显示流量值智能数显靶式流量计智能数显靶式流量计数显靶式流量计数显靶式流量计管螺纹靶式流量计管螺纹靶式流量计电容式靶式流量计电容式靶式流量计结构简洁，安装维护便利、不易堵结构简洁，安装维护便利、不易堵塞；压力损失较低。塞；压力损失较低。3.主要特点主要特点五椭圆齿轮番量计（容积式）五椭

27、圆齿轮番量计（容积式）ellipticalwheelflowmeter对被测流体的粘度变更不敏感，易于对被测流体的粘度变更不敏感，易于测量粘度高的流体测量粘度高的流体如：重油、聚乙烯醇、树脂等，甚至如：重油、聚乙烯醇、树脂等，甚至糊状物的流量。糊状物的流量。主要用于测量主要用于测量油类油类等昂贵介等昂贵介质或其他高粘质或其他高粘度介质的累计度介质的累计流量。流量。LC椭圆齿轮番量计椭圆齿轮番量计1结构结构外壳、两个相互啮合的齿轮外壳、两个相互啮合的齿轮P1P2椭圆齿轮番量计的工作原理图椭圆齿轮番量计的工作原理图A主动轮主动轮B从动轮从动轮A,B主动轮主动轮A从动轮从动轮B主动轮主动轮(a)(b

28、)(c)ABAABB测量室测量室2.动作过程动作过程s由于由于P1P2，对齿轮，对齿轮A合力矩顺时针，合力矩顺时针，对对B轮合力矩为零，轮合力矩为零，A轮为主动轮。轮为主动轮。s（a）（b）过程中，）过程中，A轮受的合力矩渐轮受的合力矩渐渐减小，渐减小，B轮所受的合力矩渐渐增大。轮所受的合力矩渐渐增大。s（c）位置时，）位置时，A轮所受的合力矩为轮所受的合力矩为0，B轮所受的合力矩增大（逆时针），轮所受的合力矩增大（逆时针），B轮为轮为主动轮。主动轮。3工作原理工作原理流体流体P1P2两齿轮交替产生旋转力两齿轮交替产生旋转力矩而旋转矩而旋转被测液体以半月形容积为单被测液体以半月形容积为单位一次

29、一次由进口排至出口。位一次一次由进口排至出口。n椭圆齿轮的旋转速度；椭圆齿轮的旋转速度；V0半月形测量室容积半月形测量室容积流量表示为流量表示为4主要特点主要特点 l最适于测量高粘度的流体。最适于测量高粘度的流体。l所测流量不能太小。所测流量不能太小。l流体不能有固体颗粒，机械夹杂物。流体不能有固体颗粒，机械夹杂物。l运用温度运用温度-1060之内。之内。s精度高（精度高（0.2%0.5%），压力损失小），压力损失小s对直管段无要求，安装运用较便利对直管段无要求，安装运用较便利s结构困难，入口端需加装过滤器结构困难，入口端需加装过滤器六六.涡轮番量计涡轮番量计turbineflowmeter涡

30、轮涡轮转换器转换器流量流量转速转速放大器放大器电信号电信号fQn计数器计数器从叶轮番量计（水表）基础上发展起来的从叶轮番量计（水表）基础上发展起来的涡轮番量计涡轮番量计涡轮番量计涡轮番量计液体涡轮番量计液体涡轮番量计气体涡轮番量计气体涡轮番量计1.结构结构外壳外壳：非导磁材料非导磁材料涡轮涡轮：流体使涡轮转：流体使涡轮转动动导流器导流器：稳定流体流：稳定流体流向、支撑叶轮向、支撑叶轮磁电感应转换器磁电感应转换器：将：将转速信号转速信号电脉冲电脉冲信号（关键部分）信号（关键部分）放大器放大器：涡轮涡轮磁电感应磁电感应转换器转换器放大器放大器外壳外壳导流器导流器涡轮番量计涡轮番量计2.工作过程工作

31、过程流体通过间隙流体通过间隙压差压差涡轮旋转涡轮旋转涡轮周涡轮周期性扫过磁钢期性扫过磁钢磁路的磁阻周期性变更磁路的磁阻周期性变更线圈中磁通量周期性变更线圈中磁通量周期性变更沟通电信号沟通电信号前置放大器放大前置放大器放大电子计数器或电子频率电子计数器或电子频率计，以累计或指示流量。计，以累计或指示流量。（f转数）转数）用于测量气体、液体（粘度大的除外）的流量用于测量气体、液体（粘度大的除外）的流量3.特点特点l测量精度高（测量精度高（0.5级常作标准表），受介级常作标准表），受介质密度、粘度变更影响，耐高压。质密度、粘度变更影响，耐高压。l反应快，可测脉动流量。反应快，可测脉动流量。l输出电频

32、率信号，便于远传。输出电频率信号，便于远传。l被测介质不能带机械杂物（需装过滤器）被测介质不能带机械杂物（需装过滤器）。l设备困难，造价高，抗干扰实力小，前设备困难，造价高，抗干扰实力小，前后需有确定的直管段。后需有确定的直管段。七电磁流量计（速度式）七电磁流量计（速度式）electromagneticflowmeter测量测量导电性导电性的液体介质的液体介质酸、碱、盐酸、碱、盐溶液，含有固体颗粒或纤维液体。溶液，含有固体颗粒或纤维液体。变送器变送器转换器转换器QEx显示仪表显示仪表010mA电磁流量计电磁流量计化工、冶金、造纸、化工、冶金、造纸、水处理等行业水处理等行业1结构结构s变送器：测

33、量导管（不导磁）、一对磁变送器：测量导管（不导磁）、一对磁极（永久性磁铁或交变的），将介质的极（永久性磁铁或交变的），将介质的流量流量感应电势感应电势Ex。s转换器：把转换器：把Ex统一的统一的010mA直流信直流信号输出，以进行指示、记录或与电动单号输出，以进行指示、记录或与电动单元组合仪表配套运用。元组合仪表配套运用。BNSEX电磁流量计原理图电磁流量计原理图2工作原理工作原理当导电液体以某一流速当导电液体以某一流速流过管道时，因切流过管道时，因切割磁力线，在管壁两端产生感应电势割磁力线，在管壁两端产生感应电势Ex。当磁感应强度当磁感应强度B不变，管道直径不变，管道直径D确定时，确定时，E

34、x的大小仅与流体的流速的大小仅与流体的流速有关，将此有关，将此Ex经放大、转换，传送给显示仪表，指示出经放大、转换，传送给显示仪表，指示出流量。流量。又又Ex-感应电势感应电势K比例系数比例系数B-磁感应强度磁感应强度D-管道直径管道直径v-液体速度液体速度K-仪表常数仪表常数3.特点特点l只能测量导电的液体（酸、碱、盐液体）；只能测量导电的液体（酸、碱、盐液体）；各种高粘度的导电液体（含有纤维和固体各种高粘度的导电液体（含有纤维和固体颗粒）；各种腐蚀性液体；不受介质的温颗粒）；各种腐蚀性液体；不受介质的温度、压力、密度、粘度等影响。度、压力、密度、粘度等影响。l可用来测量脉动流量。可用来测量

35、脉动流量。l压力损失较小，结构困难，成本高。压力损失较小，结构困难，成本高。l要求环境高，要远离磁源，无振动。要求环境高，要远离磁源，无振动。不能测量气体、蒸汽、石油制品等的流量不能测量气体、蒸汽、石油制品等的流量八漩涡流量计八漩涡流量计（涡街流量计）（涡街流量计）vortexsheddingflowmeter测量各种管道中的测量各种管道中的液体液体、气体气体、蒸蒸汽汽的流量。的流量。柱状物柱状物Q漩涡漩涡f铂丝铂丝阻值变更阻值变更电压电压电桥电桥010mA（或（或420mA）1.原理原理：利用利用有规则的漩涡剥离有规则的漩涡剥离现象现象元件元件柱状物柱状物作为漩涡发生体作为漩涡发生体涡街流量

36、计涡街流量计输出指示计输出指示计外壳外壳漩涡发生体漩涡发生体转换部分转换部分压电元件压电元件测量测量气体气体、蒸汽蒸汽或或液体液体的体积流的体积流量、量、标况标况的体积的体积流量或质量流量流量或质量流量的体积流量计。的体积流量计。并可作为并可作为流量变流量变送器送器。涡街流量计涡街流量计日本进口日本进口SSF卡尔曼涡街流量计卡尔曼涡街流量计（1）涡列涡列的产生的产生h hD Dh hD D卡曼涡街卡曼涡街在流体中垂直插入一在流体中垂直插入一个非流线形的柱状物，个非流线形的柱状物，在下游产生在下游产生两列不对两列不对称称但但有规律的交替漩有规律的交替漩涡涡卡曼涡街卡曼涡街。通常不稳定，当通常不稳

37、定，当h/=0.281时，才稳定。时，才稳定。单列漩涡频率单列漩涡频率 Sf斯特劳哈尔系数斯特劳哈尔系数流体平均流速流体平均流速m/sd圆柱直径圆柱直径m目前常用的阻流体形态有目前常用的阻流体形态有圆柱体：压力损失小，但漩涡偏弱。圆柱体：压力损失小，但漩涡偏弱。三角柱体：漩涡猛烈，压力损失稍大。三角柱体：漩涡猛烈，压力损失稍大。方柱体：漩涡猛烈，压力损失较大。方柱体：漩涡猛烈，压力损失较大。（2）漩涡频率漩涡频率的检测的检测热学法：用铂电热学法：用铂电阻丝，将阻丝，将fR热学法热学法电容法电容法压差法压差法流体流体漩涡发生体漩涡发生体产生静压差产生静压差流体由流体由一侧进入，另一侧排出一侧进入

38、，另一侧排出铂丝温度下降，铂丝温度下降，阻值减小，铂丝阻值交替变更的频率与漩阻值减小，铂丝阻值交替变更的频率与漩涡频率相对应，由铂丝阻值变更的频率可涡频率相对应，由铂丝阻值变更的频率可求出求出Q。接受不平衡电桥将铂丝阻值变更的频率进接受不平衡电桥将铂丝阻值变更的频率进行转换、放大和整形，再转换成行转换、放大和整形，再转换成010mA或或420mA直流电流输出，以供显示、积直流电流输出，以供显示、积累、限制。累、限制。2.特点特点l无运动部件，无机械磨损、工作牢靠、无运动部件，无机械磨损、工作牢靠、压力损失小。压力损失小。l几乎不受流体性质的影响，精度高，几乎不受流体性质的影响，精度高，可达可达

39、1级。级。l测量范围宽，可测液体、气体流量。测量范围宽，可测液体、气体流量。l输出脉冲信号，易于和数字仪表及计输出脉冲信号，易于和数字仪表及计算机协作运用。算机协作运用。九质量流量计九质量流量计干脆测量单位时间内所流过介质的质干脆测量单位时间内所流过介质的质量量M，输出的信号与介质的，输出的信号与介质的M成比例。成比例。结构较困难，只用于压力变更较大结构较困难，只用于压力变更较大的可压缩流体的可压缩流体质量流量计分两大类质量流量计分两大类（1）干脆式：干脆得到与质量流量成）干脆式：干脆得到与质量流量成比例的信号。比例的信号。（2）间接式或推导式：将体积流量计）间接式或推导式：将体积流量计与密度

40、计组合，同时检测出流体的与密度计组合，同时检测出流体的Q和和，通过运算器得出与，通过运算器得出与M成比例的成比例的输出信号。输出信号。1.干脆式质量流量计干脆式质量流量计（1）科里奥利质量流量计）科里奥利质量流量计利用流体在振动管中流淌时，产生与质量流利用流体在振动管中流淌时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的量成正比的科里奥利力原理制成的测量重油、沥青、乳液等高粘度流体，及高压气体，测量重油、沥青、乳液等高粘度流体，及高压气体，广泛用于石油、电力、化工、冶金、食品等行业。广泛用于石油、电力、化工、冶金、食品等行业。科里奥利力的产生科里奥利力的产生 atarFco科里奥利力产生的原理科

41、里奥利力产生的原理Fc科里奥利力科里奥利力上海中隆实业有限公司中国上海中国上海艾默生过程管理公司艾默生过程管理公司新型大流量高准新型大流量高准ELITE科里奥利流量计科里奥利流量计3寸高准寸高准Elite流量计用在卡车装料的流量测量流量计用在卡车装料的流量测量对掺气（高达对掺气（高达30%）和高粘度（高达）和高粘度（高达10Pas）流体的测试设备）流体的测试设备计算流量计的尺寸计算流量计的尺寸组成组成传感器：产生科里奥利力传感器：产生科里奥利力变送器：使传感器产生振动，测量时间变送器：使传感器产生振动，测量时间差差t的大小，并将其转换为质量流量的大小，并将其转换为质量流量形态：直管型和弯管型形

42、态：直管型和弯管型测量管数目：单管型和多管型测量管数目：单管型和多管型O OO O科氏力流量计结构科氏力流量计结构支撑管支撑管驱动器驱动器电磁位置电磁位置检测器检测器测量管测量管F1F2U形测量管端面振动扭转示意图形测量管端面振动扭转示意图r1r2U形管形管科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计测量原理测量原理 驱动器驱动器U形管形管电磁位置电磁位置检测器检测器转换器转换器振动振动科式力科式力扭转扭转时间差时间差显示显示流量流量流流体体支撑管支撑管特点特点精确度高，一般为精确度高，一般为0.25%，最高可达，最高可达0.1%。与流体的温度、压力、粘度和组分等无关。与流体的温度、压力、粘度和组分等

43、无关。不受管内流淌状态的影响，前后无直管段要求。不受管内流淌状态的影响，前后无直管段要求。无阻流件、接触和活动部件，免维护。无阻流件、接触和活动部件，免维护。量程比宽。量程比宽。可进行各种液体（包括含气泡的液体、深冷液体）和可进行各种液体（包括含气泡的液体、深冷液体）和高粘度、非牛顿流体的测量。高粘度、非牛顿流体的测量。可进行多参数测量，还可同时测得介质密度、体积流可进行多参数测量，还可同时测得介质密度、体积流量、温度等参数。量、温度等参数。动态特性好。动态特性好。缺点缺点不能用于测量低压、低密度的气体、含气量超过某一不能用于测量低压、低密度的气体、含气量超过某一值的液体和气液二相流（因密度较

44、低）值的液体和气液二相流（因密度较低）。抗振动干扰较差，安装固定要求较高。抗振动干扰较差，安装固定要求较高。适合适合200mm以下小管径的流量测量。以下小管径的流量测量。压力损失较大。压力损失较大。被测介质的温度不能太高，一般不超过被测介质的温度不能太高，一般不超过205。测量管内壁磨损、腐蚀或沉积结垢后影响精确度。测量管内壁磨损、腐蚀或沉积结垢后影响精确度。价格昂贵，约为同口径电磁流量计的价格昂贵，约为同口径电磁流量计的25倍或更高。倍或更高。零点稳定性较差。零点稳定性较差。（2）差压式质量流量计）差压式质量流量计P1-P2ABQQqq2qQ-q Q+q经经A孔，孔，Q-q方向向右方向向右经

45、经B孔，孔，Q-q+2q=Q+q方向向左方向向左若若qQ经经A孔，孔，q-Q方向向左方向向左经经B孔，孔，q+Q向右向右故故P2P1P2P3 依据流量方程依据流量方程与与无关，与无关，与P1-P3成比例成比例测测出出压压差差P1-P3即得即得MxyM0tzdtx xy yz z流速流速密度补偿法密度补偿法2.间接式质量流量计间接式质量流量计 PM0tzdtx xy yz z压差压差密度补偿法密度补偿法压差压差流速补偿法流速补偿法 PM0tzdtx xy yz z超声波流量计超声波流量计声波在静止流体中的传播速度与流淌流体声波在静止流体中的传播速度与流淌流体中的传播速度不同中的传播速度不同超声波

46、的接收和放射称换能器，换能器既超声波的接收和放射称换能器，换能器既可兼做声波的收和发，也可以分开进行可兼做声波的收和发，也可以分开进行测量方法测量方法时差法时差法通过测量超声波脉冲顺流和逆流通过测量超声波脉冲顺流和逆流时的时间差来得到流体的流速。时的时间差来得到流体的流速。相位差法相位差法换能器放射连续连续超声脉冲或换能器放射连续连续超声脉冲或者周期较长的脉冲波列，测量顺者周期较长的脉冲波列，测量顺流和逆流放射时所接收到信号之流和逆流放射时所接收到信号之间的相位差。间的相位差。频率法频率法 通过测量顺流和逆流时超声脉冲通过测量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率。的重复频率。特点特点流速沿管道分布的影响，与流速沿管道分布的影响，与Re数有关数有关可实现非接触式测量可实现非接触式测量流量仪表的选用流量仪表的选用不同的流量仪表不同的流量仪表结构原理不同结构原理不同，因此具有，因此具有不同的物理特性和不同的物理特性和应用场合应用场合。选择要求及条件：选择要求及条件：考虑被测介质的适用性考虑被测介质的适用性考虑流量范围和流量刻度考虑流量范围和流量刻度依据工艺要求和流量参数变更依据工艺要求和流量参数变更依据安装要求依据安装要求思索思索请分析一下，哪种流量计对流体造成的压请分析一下，哪种流量计对流体造成的压力损失最小？力损失最小？