流量计的工作原理.ppt

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1、流量计的种类石油计量常用的流量计有：容积式流量计、质量流量计、超声波流量计。质量流量计质量流量计超声流量计超声流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计工作原理 容容积积式式流流量量计计（positive displacement flowmeter），简简称称PD流流量量计计。它它利利用用机机械械测测量量元元件件把把流流体体连连续续不不断断地地分分割割成成单单个个已已知知的的体体积积部部分分，根根据据计计量量室室逐逐次次、重重复复地地充充满满和和排排放放该该体体积积部部分分流流体体的的次次数数来来测测量量流流量体积总量。量体积总量。容积式流量计容积式流量计o在流量计测量室内有两对或三对可旋转

2、的刮板，在转子圆筒的槽内刮板沿径向滑动。刮板把流体连续不断地分割成单个的体积，然后利用驱动齿轮和计数指示机构计量出流体总量。其动作过程如下：当刮板处于图1.1所示位置时，刮板A和D全部伸出转子与计量腔内壁接触、刮板B和C全部收缩到转子里。当被测液体进入流量计后推动刮板和转子沿顺时针方向旋转。转子和刮板转八分之一圈，即刮板处于图1.2的位置时，刮板A仍全部伸出，刮板D开始收缩，刮板C仍处于 全部收缩状态，刮板B开始伸出。转子和刮板旋转四分之一圈，即刮板处于图1.3的位置时，刮板A和B全部伸出，此时被测液体充满由刮板A、B、转子、壳体内腔以及上下盖板组成的空间，当刮板转动到图1.4所 示的位置时，

3、刮板A、B之间的液体由于A的逐渐缩回开始排出，与此同时，刮板C开始伸出，在刮板B和C之 间又开始形成精确计量的液体体积。四个刮板每旋转1圈是4个体积的流量从而达到对被测介质进行计量的目的。容积式流量计性能特点 高精度0.10.5%用途广泛 国内外用量最大 具有国际国内完善的、严格的标准规程 受计量介质的物理性能、流动状态的影响小 安装条件对计量精度影响小 测量范围度广 容易实现就地指示和远传控制 具有高精度、长期性能稳定性和良好重复性性容积式流量计容积式流量计质量流量计的工作原理质量流量计质量流量计质量流量计的工作原理科科 氏氏 力力 效效 应应 原原 理理o科科 氏氏 力力 效效 应应 原原

4、 理理 当 某 人 在 一 个 以 角 速 度 w 匀 速 旋 转 的 圆 盘 上 沿 轴 心 以 速 度 v 运 动 时,其 受 到 切 向 的 力 Fc,此 现 象 就 是 科 氏 力 效 应.其 中,科 氏 力 Fc 的 大 小 可 通 过 下 面 公 式 得 出Fc=-2 m(w x v)o在商品化产品的设计中，通过测量旋转产生的科氏力是不切合实际的，因而采用施测量管震动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用。由于测量管两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也不同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲过程在不同点的相位差，就可以得到通过测量

5、管流体的质量流量。o当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。当测量管内流体以速度V流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动速度Vx为零；第一章第一章 原理原理o电磁驱动系统以固定频率驱动U型管震动，当无流体在管内流动时，测量管不发生任何变形，当流体被强制流进测量管时，接受管子垂直运动，在前半周期内

6、，管子向上运动，检测管流体在驱动点前产生一个向下压的力，阻碍管子向上运动，驱动点后产生向上的力，加速管子向上运动。这两个力的合成，使得测量管发生扭曲变形。变形量的大小与科氏力成正比，即与流量成正比。通过位于流量测量管两侧的电磁感应器测量在这两点的管子震动的速度，和由于管子变形引起这两个速度的相位差，然后把此信号送到转换器，转换器将信号进行处理并转换成直接与流量成正比的电信号输出。质量流量计的安装要求质量流量计的安装要求安装平稳消除应力安装平稳消除应力为满足零点调整要求，流量计出口应安装阀门为满足零点调整要求，流量计出口应安装阀门应安装在管线最低点，管内充满油品。应安装在管线最低点，管内充满油品

7、。质量流量计前后应采用支架固定质量流量计前后应采用支架固定应远离输油泵等干扰源应远离输油泵等干扰源。质量流量计质量流量计超声波流量计 超声流量计使用的是时间差法。下图为直射式超声流量计的工作原理示意图。在管壁两边安装一对斜角为的超声换能器，两个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。n声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反射射n声波由上游向下游传输的时间小于声波由下游声波由上游向下游传输的时间小于声波由下游向上游传输的时间向上游传输的时间n这两个时间之差与流这两个时间之差与流体体的速度存在某种对于关的速度存在某种对于关系系 n从上下游测得的传输

8、时间可以计算出气流的平从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平均速度和声波的速度均速度和声波的速度任任 意意 一一 对对 传传 感感 器器t1=Lc-v(x/L)t2=Lc+v(x/L)LFlowXD高级超声波流量计流量方程或流量从上述方程中求出v=L2x(t1-t2)t1t2c=L2(t1+t2)t1t2v=流体速度流体速度c=声速声速t1=上游传输时间上游传输时间t2=下游传输时间下游传输时间2流量方程或 L(X)=上下游换能器之间的距离上下游换能器之间的距离超声波流量计o适用于各种管径的流量准确测量，管径和流量越大，准确度越高o测量无需过滤器，压损小o内部无活动部件，无磨损和卡堵等问题o测量范围（量程比）宽，可达10：1以上