压力测量和流量测量.ppt

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1、检测仪表检测仪表黄黄 勋勋工业仪表的分类工业仪表的分类1 1）按仪表使用的能源分类）按仪表使用的能源分类 电动仪表电动仪表 气动仪表气动仪表 2 2）按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类）按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类 检测仪表检测仪表 显示仪表显示仪表 集中控制装置集中控制装置 控制仪表控制仪表 3 3）按仪表的组成形式分类）按仪表的组成形式分类 基地式仪表基地式仪表 单元组合仪表单元组合仪表 电动单元组合仪表和气动单元组合仪表两种。国产电动单元组合仪表和气动单元组合仪表两种。国产的电动单元组合仪表以的电动单元组合仪表以“电电”、“单单”、“组组”三三字的汉语拼音字头为代号，简

2、称字的汉语拼音字头为代号，简称DDZDDZ仪表；同样，仪表；同样，气动单元组合仪表简称气动单元组合仪表简称QDZQDZ仪表。仪表。压力的测量压力的测量一一压力压力测量的目的和意义测量的目的和意义1.1.工业生产过程中，许多生产工艺过程经常要求在一定的压力工业生产过程中，许多生产工艺过程经常要求在一定的压力或一定的压力变化范围内进行，这就需要测量或控制压力，以保或一定的压力变化范围内进行，这就需要测量或控制压力，以保证工艺过程的正常进行。证工艺过程的正常进行。2.2.压力测量和控制可以防止生产设备因过压而引起的破坏和爆压力测量和控制可以防止生产设备因过压而引起的破坏和爆炸，这是安全生产所必须的。

3、炸，这是安全生产所必须的。3.3.可以通过测量压力或压差测量其它物理量：温度、液位、流可以通过测量压力或压差测量其它物理量：温度、液位、流量和成分。量和成分。二压力的概念二压力的概念国际单位制中压力的单位是帕斯卡国际单位制中压力的单位是帕斯卡Pa(N/mPa(N/m2 2)。1 1工程大气压工程大气压(at)=1kgf/(at)=1kgf/cmcm2 2=98066.5N/m=98066.5N/m2 2 98kPa98kPa1 1标准大气压标准大气压(atmatm)=1.01310)=1.013105 5PaPa1 1毫米毫米汞柱汞柱(mmHg)=133.322Pa(mmHg)=133.322

4、Pa1 1毫米水柱毫米水柱(mmH(mmH2 20)=9.80665Pa0)=9.80665Pa绝对压力绝对压力p p绝绝单位面积所受到的力单位面积所受到的力相对压力（表压）相对压力（表压）p p表表绝对压力与大气压之差绝对压力与大气压之差真空度真空度p p真真大气压与绝对压力之差大气压与绝对压力之差压力的单位压力的单位压力的单位压力的单位绝绝对对压压力力绝对压力绝对压力真空度真空度表压表压p p绝绝P P大大1atm1atmP P表表P P真真p p绝绝流动流体（流动流体（气流气流）的静压和总压）的静压和总压静压静压气流中某一点的气体作用在通过该点并顺流线方向气流中某一点的气体作用在通过该点

5、并顺流线方向上无穷小和薄的壁面上的压力上无穷小和薄的壁面上的压力,也就是流动气体的真实也就是流动气体的真实压力。压力。总压总压一束气流在没有外功的情况下一束气流在没有外功的情况下,可逆的、绝热的减可逆的、绝热的减速到零之后气体的压力。速到零之后气体的压力。探针探针（引压针（引压针)工业压力计工业压力计液柱式压力计液柱式压力计弹性式压力计弹性式压力计电气式压力计电气式压力计活塞式压力计活塞式压力计液柱式压力计液柱式压力计工作介质：水或者水银工作介质：水或者水银 一般用来测量较低的压力、真空或压差。一般用来测量较低的压力、真空或压差。结构简单、适用方便、准确度较高等结构简单、适用方便、准确度较高等

6、量程受液柱高低的限制，玻璃管易碎、只能就地指示，量程受液柱高低的限制，玻璃管易碎、只能就地指示，不能远传。不能远传。被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量压力、通风空调系统各段压力的测量U U型管压力计型管压力计U U型管压力计原理型管压力计原理如果如果P P2 2管接大气压，则所测为管接大气压，则所测为表压表压U U型管压力计使用注意型管压力计使用注意事项事项1.1.采用两边读数得到较高的准确性采用两边读数得到较高的准确性；2.2.读数时应当取弯月面中央所对应的刻度值为读数值。读数时应当取弯月面中央所对应的

7、刻度值为读数值。3.3.毛细现象还会引起整管液柱的上升或下降需加以修正。毛细现象还会引起整管液柱的上升或下降需加以修正。4.4.工作液体的膨胀系数较大时工作液体的膨胀系数较大时,温度变化温度变化时时进行修正。进行修正。4.4.安装误差：应严格铅垂位置安装误差：应严格铅垂位置5.5.传压介质误差：一般就是被测介质。传压介质误差：一般就是被测介质。U U 型管压力计制造简单型管压力计制造简单,工作可靠工作可靠,方便。不足之处是在读数方便。不足之处是在读数时要读取两个管子的刻度值时要读取两个管子的刻度值,不仅麻烦不仅麻烦,而且两个读数过程本身而且两个读数过程本身就增大了带来误差的可能性就增大了带来误

8、差的可能性。U U形管压力计两肘管的内径分别为形管压力计两肘管的内径分别为d1=6mmd1=6mm，d2=6.5mmd2=6.5mm，管，管内封液为水，被测压力作用于较细肘管，使水柱从零位下内封液为水，被测压力作用于较细肘管，使水柱从零位下降降195mm195mm。如果以该值的。如果以该值的2 2倍作为被测压力值，试确定由于倍作为被测压力值，试确定由于没有读取较粗肘管的水柱从零位的升高值而造成的测量误没有读取较粗肘管的水柱从零位的升高值而造成的测量误差。差。单管压力计单管压力计基本原理基本原理容器一侧接较高压力容器一侧接较高压力,肘管一侧接肘管一侧接较低压力较低压力.单管压力计的读数简单单管压

9、力计的读数简单,但当它的但当它的测量对象有正负变化时测量对象有正负变化时,需要一个需要一个切换的阀门装置。切换的阀门装置。微压计微压计管子的内径为管子的内径为 2 23mm,3mm,太大则读数时不易确定弯月面的位太大则读数时不易确定弯月面的位置置,太小则增加毛细现象的影响太小则增加毛细现象的影响;当压力很小波动时，不易当压力很小波动时，不易读数。读数。对对角一般要求在角一般要求在 20 20 30300 0 之间之间,不能太小。不能太小。弹性式压力计弹性式压力计原理原理：弹性元件的变形为被测压力的函数弹性元件的变形为被测压力的函数,测量变形。测量变形。特点：特点：1.1.结构简单结构简单,使用

10、方便使用方便,便于便于携带携带,工作安全可靠工作安全可靠,无需无需反复保养反复保养,价格也比较便宜。价格也比较便宜。2.2.可增加了记录结构、电气变换装置和控制元件。可增加了记录结构、电气变换装置和控制元件。3.3.特殊形式的压力表还能在恶劣环境如高温、振动、腐蚀、特殊形式的压力表还能在恶劣环境如高温、振动、腐蚀、易堵条件下工作。易堵条件下工作。4.4.精度不太精度不太高高,且需定期校验且需定期校验，测量弹性元件有滞后现象，测量弹性元件有滞后现象，频率响应低，不易测变化频繁的脉动压力。频率响应低，不易测变化频繁的脉动压力。弹性元件弹性元件弹簧管式压力计弹簧管式压力计 薄膜式压力计薄膜式压力计

11、波纹管式压力计波纹管式压力计 弹性元件特性弹性元件特性1.1.弹性滞后弹性滞后2.2.弹性后效弹性后效常常用用弹性元件使用的材料是合金钢和铜合金弹性元件使用的材料是合金钢和铜合金。普通介质：磷青铜等普通介质：磷青铜等 腐蚀性和氧介质：不锈钢、钢硅等材料腐蚀性和氧介质：不锈钢、钢硅等材料弹性滞后和弹性后效在弹性式压力计工作时是同时弹性滞后和弹性后效在弹性式压力计工作时是同时产生的产生的,是造成仪表是造成仪表误差误差的主要因素。的主要因素。弹簧管式压力计弹簧管式压力计组成组成压力感受元件和放大指示机构压力感受元件和放大指示机构工作原理工作原理分类：分类：精度：精密、标准、普通精度：精密、标准、普通

12、用途：普通、氨用、氧气、船用用途：普通、氨用、氧气、船用介质环境：防暴、耐震、耐酸介质环境：防暴、耐震、耐酸电气式压力计电气式压力计应变式；应变式；压电电阻式；压电电阻式；电感式压力；电感式压力；电容式压力；电容式压力；霍尔片式。霍尔片式。被测压力使应变片产生应变。应变片被测压力使应变片产生应变。应变片阻值的变化，通过桥式电路获得相应阻值的变化，通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，用毫伏计等显示的毫伏级电势输出，用毫伏计等显示出被测压力。出被测压力。传感器的被测压力可达传感器的被测压力可达25Mpa25Mpa。传感器的固有频率在传感器的固有频率在25000Hz25000Hz以上，以上，有较好

13、的动态性能适用于快速变化有较好的动态性能适用于快速变化的压力测量。传感器的非线性及滞后的压力测量。传感器的非线性及滞后误差小于额定压力的误差小于额定压力的1 1。应变片式压力传感器应变片式压力传感器压阻式压压阻式压力力计计半导体的压阻效应半导体的压阻效应单晶硅的基片上扩散出单晶硅的基片上扩散出P P型或型或N N型电阻条。型电阻条。在压力作用下根据半导体的压阻效应，在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化。大变化，引起电阻的变化。单晶硅材料的弹性性能很好单晶硅材料的弹性性能很好,其转换的其转换的滞后与蠕变很小滞

14、后与蠕变很小,所以转换精度较高。所以转换精度较高。优点优点：体积小、重量轻、灵敏度高、响体积小、重量轻、灵敏度高、响应速度快等应速度快等。压电效应原理：压电材料受压时压电效应原理：压电材料受压时会在其表面产生电荷，其电荷量会在其表面产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。与所受的压力成正比。压电材料：单晶体、多晶体压电材料：单晶体、多晶体特点：结构简单、紧凑，小巧轻特点：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性度好，频率便，工作可靠，线性度好，频率响应高，量程范围广。响应高，量程范围广。压电式压力传感器压电式压力传感器霍尔效应霍尔效应在霍尔片的在霍尔片的Z Z轴方向加一磁感应轴方向加一磁感应强度

15、为强度为B B的恒定磁场、在的恒定磁场、在Y Y轴方向轴方向加一外电场加一外电场(接入直流稳压电源接入直流稳压电源)。便有恒定电流沿便有恒定电流沿Y Y轴方向通过。轴方向通过。电子在霍尔片中运动时，由于受电子在霍尔片中运动时，由于受电磁力的作用，而使电子的运动电磁力的作用，而使电子的运动轨道发生偏移，造成霍尔片的一轨道发生偏移，造成霍尔片的一个端面上有电子积累，另一个端个端面上有电子积累，另一个端面上正电荷过剩，于是在霍尔片面上正电荷过剩，于是在霍尔片的的X X轴方向上出现电位差，这一轴方向上出现电位差，这一电位差称为霍尔电势。电位差称为霍尔电势。霍尔式压力计霍尔式压力计霍尔电势的大小与半导体

16、材料、所通过的电流霍尔电势的大小与半导体材料、所通过的电流(一般称为控一般称为控制电流制电流)、磁感应强度以及霍尔片的几何尺寸等因素有关：、磁感应强度以及霍尔片的几何尺寸等因素有关：式中式中 R RH H霍尔常数，与霍尔片材料、几何形状有关；霍尔常数，与霍尔片材料、几何形状有关；B B 磁感应强度磁感应强度 I I 通过的电流。通过的电流。霍尔电势与磁感应强度和电流成正比。提高霍尔电势与磁感应强度和电流成正比。提高B B和和I I值可增大霍值可增大霍尔电势。但两者都有一定限度，一般尔电势。但两者都有一定限度，一般I I为为320mA320mA，B B约为几约为几千高斯，所得的霍尔电势约为几十毫

17、伏数量级。千高斯，所得的霍尔电势约为几十毫伏数量级。电容式压力计电容式压力计电容器的电容量：电容器的电容量：C=C=S/d S/d当当S S或或d d发生变化时，电容量发生变化时，电容量发生变化。发生变化。压力表的选用压力表的选用被测介质压力大小被测介质压力大小测量微压（几百至几千帕），宜采用液柱式压力测量微压（几百至几千帕），宜采用液柱式压力管表或膜盒压力计；管表或膜盒压力计；高压（高压（5050k kpapa)，需用弹簧管压力表，需用弹簧管压力表1.1.仪表类型的选用仪表类型的选用被测介质性质被测介质性质稀硝酸、酸、氨及其它腐蚀性介质选用防腐压力表：稀硝酸、酸、氨及其它腐蚀性介质选用防腐压

18、力表：不锈钢膜片压力表不锈钢膜片压力表易结晶、黏度大的介质选用膜片压力表；易结晶、黏度大的介质选用膜片压力表；氧、乙炔：专用压力表氧、乙炔：专用压力表普通压力计的弹簧管多采用铜合金普通压力计的弹簧管多采用铜合金(高压的采用合金钢高压的采用合金钢),),氨用压力计弹簧管的材料却用碳钢氨用压力计弹簧管的材料却用碳钢,不允许采用铜合金。不允许采用铜合金。仪表使用环境仪表使用环境 爆炸性气氛环境，电气压力表：防暴型爆炸性气氛环境，电气压力表：防暴型机械振动强烈场合：船用压力表机械振动强烈场合：船用压力表温度特高或特低环境：温度系数小的敏感元温度特高或特低环境：温度系数小的敏感元件件仪表输出信号的要求仪

19、表输出信号的要求 只需就地观察：弹簧管压力计只需就地观察：弹簧管压力计需远传：电气式压力计，如霍尔压力计需远传：电气式压力计，如霍尔压力计需报警需报警:带接点的压力计带接点的压力计需检测快速变化的压力：压阻式压力计需检测快速变化的压力：压阻式压力计管道水流压力或压力脉动频率较高：电阻应变式压力计管道水流压力或压力脉动频率较高：电阻应变式压力计在在测量测量稳定压力时稳定压力时,最大工作压力不应超过最大工作压力不应超过量程量程的的 2/32/3;测量脉动压力时测量脉动压力时,最大工作压力不应超过最大工作压力不应超过量程量程的的 1/21/2;测量高压时测量高压时 ,最大工作压力不应超过最大工作压力

20、不应超过量程量程的的 3/53/5 。一般被测一般被测压力压力的最小值应不低于仪表的最小值应不低于仪表量程量程的的1/31/3 。应首先满足最大工作压力条件。应首先满足最大工作压力条件。我国出厂的压力检测仪表有统一的量程系列：我国出厂的压力检测仪表有统一的量程系列：1kPa1kPa、1.6kPa1.6kPa、2.5kPa2.5kPa、4.0kPa4.0kPa、6.0kPa6.0kPa以及它们的以及它们的1010n n倍数倍数2.2.仪表测量范围的确定仪表测量范围的确定例例：就地测量某储气罐压力就地测量某储气罐压力,气罐的最大压力为气罐的最大压力为0.5MPa,0.5MPa,要求最大测量误差要求

21、最大测量误差小于小于0.02MPa,0.02MPa,请选择一压力表的测量范请选择一压力表的测量范围。围。解解：一般可选用弹簧管式压力计。因为所测压力的变化较一般可选用弹簧管式压力计。因为所测压力的变化较为平稳为平稳,所以被测最大压力不应超过仪表测量上限值的所以被测最大压力不应超过仪表测量上限值的 2/32/3，即，即 测量仪表的上限为测量仪表的上限为0.75MPa0.75MPa但在标准系列中但在标准系列中无无0.75MPa0.75MPa的测量范围的测量范围,我们应该选大于而我们应该选大于而且接近于且接近于0.75MPa0.75MPa的值的值，因此所选测量范围为因此所选测量范围为 0 01MPa

22、1MPa。3.3.仪表精度级的选取仪表精度级的选取根据工艺生产允许的最大绝对误差选定的仪表量程根据工艺生产允许的最大绝对误差选定的仪表量程,计计算出仪表允许的最大引用误差算出仪表允许的最大引用误差，在国家规定的精度等级在国家规定的精度等级中确定仪表的精度。中确定仪表的精度。我国压力表精度等级为：我国压力表精度等级为：0.0050.005、0.020.02、0.10.1、0.20.2、0.350.35、0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5、4.04.00.350.35以上为校验用标准表以上为校验用标准表例某台往复式压缩机的出口压力范围为例某台往复式压缩机的出口压力范围为2525

23、28MPa28MPa，要求测量，要求测量误差不得大于误差不得大于1MPa1MPa。工艺上要求就地观察。工艺上要求就地观察,并能实现高低限并能实现高低限报警报警,试正确选用一台压力表试正确选用一台压力表,指出型号、精度与测量范围。指出型号、精度与测量范围。解解：往复式压缩机的出口压力脉动较大往复式压缩机的出口压力脉动较大,仪表的上限值为仪表的上限值为 28282=56MPa2=56MPa就地显示及能进行高低限报警的要求就地显示及能进行高低限报警的要求，查用查用YX-150YX-150型电接点型电接点压力表压力表,测量范围为测量范围为0 060MPa60MPa。25/60 1/3,25/60 1/

24、3,被测压力的最小值不低于满量程的被测压力的最小值不低于满量程的1/31/3，条件，条件满足满足。精度等级为精度等级为1.51.5级的仪表完全可以满足误差要求。级的仪表完全可以满足误差要求。选择的压力表为选择的压力表为YX-150YX-150型电接点压力表型电接点压力表,测量范围为测量范围为 0 060MPa,60MPa,精精 度等级为度等级为1.5 1.5 级。级。(Y(Y 一压力一压力 ;X;X 一电接点一电接点 ;型号后面的数字表示型号后面的数字表示精度等级精度等级 )。根据测量误差的要求根据测量误差的要求 ,可算得允许误差为可算得允许误差为 压力计的安装压力计的安装 取压口的选择应能代

25、表被测压力的真实状况，安装式应注取压口的选择应能代表被测压力的真实状况，安装式应注意取压口的位置和形状。意取压口的位置和形状。取压口的位置取压口的位置1 1）取压点应在被测介质流动的直线管道上，远离局部阻力）取压点应在被测介质流动的直线管道上，远离局部阻力件，不要在管路的拐弯、分叉、死角或其它能形成漩涡的件，不要在管路的拐弯、分叉、死角或其它能形成漩涡的地方。压力取源部件应安装在流束稳定的地方，同一管道地方。压力取源部件应安装在流束稳定的地方，同一管道上测温和测压时，压力取源部件应安装在温度取源部件的上测温和测压时，压力取源部件应安装在温度取源部件的上游，以免产生涡流而影响取压。上游，以免产生

26、涡流而影响取压。一、取压口的选择一、取压口的选择2 2）取压口位置应使压力信号走向合理，以避免发生气塞、）取压口位置应使压力信号走向合理，以避免发生气塞、水塞或流入污物：水塞或流入污物：测量带有灰尘、颗粒、沉淀物物料的压力时，垂直和倾测量带有灰尘、颗粒、沉淀物物料的压力时，垂直和倾斜的设备管道上，取源部件应倾斜向上安装。水平管道斜的设备管道上，取源部件应倾斜向上安装。水平管道上宜顺物料流束成锐角安装。气体压力管道上半部上宜顺物料流束成锐角安装。气体压力管道上半部液体压力管道的下半部与管道的水平中心线成液体压力管道的下半部与管道的水平中心线成0 04545的范围。的范围。蒸汽压力上半部下半部与管

27、道的水平中心线成蒸汽压力上半部下半部与管道的水平中心线成0 04545的范围。的范围。3 3）取压口应无机械振动或振动，不至于引起测量系统的）取压口应无机械振动或振动，不至于引起测量系统的损坏损坏4 4）测量差压，两个取压口应在同一水平面上。以避免产）测量差压，两个取压口应在同一水平面上。以避免产生固定的系统误差。生固定的系统误差。5 5）导压管最好不伸入被测对象内部。取压口的位置不应）导压管最好不伸入被测对象内部。取压口的位置不应超过设备或管道的内壁。当一定要插入对象内部时，其超过设备或管道的内壁。当一定要插入对象内部时，其管口平面应严格与流动方向平行。其它放置会得出错误管口平面应严格与流动

28、方向平行。其它放置会得出错误的测量结果。的测量结果。6 6）温度高于）温度高于6060度的液体、蒸汽或可凝性气体的压力测量，度的液体、蒸汽或可凝性气体的压力测量，就地压力表的取源部件应带有冷凝管。就地压力表的取源部件应带有冷凝管。取压口的形状取压口的形状 取压口一般为垂直于容器或管道内壁面的圆形开口，取压口一般为垂直于容器或管道内壁面的圆形开口，取压口的轴向尽可能第垂直于流线，偏斜不得超过取压口的轴向尽可能第垂直于流线，偏斜不得超过5 51010。取压口应无明显的倒角，表面应无毛刺和凹凸不平。取压口应无明显的倒角，表面应无毛刺和凹凸不平。口径在保证加工方便和不发生堵塞的情况下应尽量小，口径在保

29、证加工方便和不发生堵塞的情况下应尽量小，但在压力波动比较频繁的动态性能要求高时可适当加大但在压力波动比较频繁的动态性能要求高时可适当加大口径。口径。1)1)导压管粗细要合适导压管粗细要合适,一般内径为一般内径为6 610mm10mm,长度应尽可能长度应尽可能短短 。（D14*2D14*2 D18*3D18*3 高压壁厚增大）高压壁厚增大）2)2)导压管导压管应垂直或倾斜敷设，不得有水平段。应垂直或倾斜敷设，不得有水平段。1 1：10 10 1 1：20203)3)当被测介质易冷凝或冻结时当被测介质易冷凝或冻结时,必须加设保温伴热管线。必须加设保温伴热管线。4)4)取压口到压力计之间应装有切断阀

30、。取压口到压力计之间应装有切断阀。5 5）引远导压管应尽可能短。介质气体，最高点排气装置。）引远导压管应尽可能短。介质气体，最高点排气装置。液体介质有污物，管路最低位置设排污装置液体介质有污物，管路最低位置设排污装置二、二、导压管敷设导压管敷设压力计应安装在易观察和检修的地方。压力计应安装在易观察和检修的地方。测量高压安装时表壳应向墙整或无人过之处。测量高压安装时表壳应向墙整或无人过之处。压力压力计计的连接处的连接处,根据被测压力的高低和介质性质选根据被测压力的高低和介质性质选择适当密封片。择适当密封片。测量腐蚀介质，安装隔离罐。测量腐蚀介质，安装隔离罐。安装地点应力求避免振动和高温影响。安装

31、地点应力求避免振动和高温影响。隔热板、回转隔热板、回转冷凝管、阻尼装置。冷凝管、阻尼装置。三、三、压力压力表表的安装的安装流量的测量流量的测量流量流量：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小,即瞬时流量。即瞬时流量。总量总量：某一段时间内流过管道的流体流量的总和某一段时间内流过管道的流体流量的总和,即瞬时即瞬时流量在某一段时间内的累计值。流量在某一段时间内的累计值。测量流体流量的仪表一般叫流量计；测量流体总量的仪表测量流体流量的仪表一般叫流量计；测量流体总量的仪表常称为计量表。常称为计量表。工艺流程管道的常用流速工艺流程管道的常用流速(1)(1)流

32、速、管道、流量的分类流速、管道、流量的分类 流速流速 低流速低流速:小于小于1 1m/sm/s 普通流速普通流速:2 25 5m/sm/s 高流速高流速:大于大于1010m/sm/s 管径管径 小管径小管径:4 45050mmmm 中管径中管径:5050150150mmmm 大管径大管径:150150mmmm以上以上 流量流量 微流量微流量:小于小于6060l l/h/h 小流量小流量:6060l/hl/h20m20m3 3/h/h 一般流量一般流量:2020100100m m3 3/h/h 大流量大流量:100100m m3 3/h/h以上以上按测量途径分类按测量途径分类速度式流量计速度式流

33、量计通过测量过流速度，用过流面积换算成流量。通过测量过流速度，用过流面积换算成流量。容积式流量计容积式流量计采用固定容积空间逐次衡量过流容积。采用固定容积空间逐次衡量过流容积。质量流量计质量流量计计量可压缩流体的质量通过量。计量可压缩流体的质量通过量。速度式流量计速度式流量计根据测速方法可以分为以下几类：根据测速方法可以分为以下几类：压差流量计压差流量计转子流量计转子流量计电磁流量计电磁流量计超声波流量计超声波流量计涡轮流量计涡轮流量计堰式流量计堰式流量计压差流量计压差流量计节流现象节流现象 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处

34、，流体的静压力产生差异的现象。管壁处，流体的静压力产生差异的现象。我国国家标准我国国家标准GB2624-81GB2624-81规定的标准节流装置规定的标准节流装置 (1)(1)标准孔板标准孔板:角接取压角接取压 (2)(2)标准孔板标准孔板:法兰取压法兰取压 (3)(3)ISA1932ISA1932喷嘴喷嘴:角接取压角接取压孔板流量计示意图孔板流量计示意图节流装置测量流量的基本原理：节流装置测量流量的基本原理：流体流量越大，节流装置前后产流体流量越大，节流装置前后产生的压差也越大：测出孔板前后生的压差也越大：测出孔板前后两侧压差的大小，可表示流量的两侧压差的大小，可表示流量的大小。大小。正压以

35、正压以“”标志；标志；负压以负压以“”标志。标志。孔板前后流体的速度和压力的分布情况分析孔板前后流体的速度和压力的分布情况分析流量方程推导流量方程推导水平管道、不可压缩流体，伯努利方程：水平管道、不可压缩流体，伯努利方程：连续性方程：连续性方程：上面两式可得：上面两式可得：可压缩流体，引入气体膨胀系数可压缩流体，引入气体膨胀系数质量流量：质量流量：流量系数。与节流装置的结构形式、取压方流量系数。与节流装置的结构形式、取压方式、孔口截面积与管道截面积之比、雷诺数式、孔口截面积与管道截面积之比、雷诺数ReRe、孔口、孔口边缘锐度、管壁粗糙度等因素有关；边缘锐度、管壁粗糙度等因素有关；膨胀校正系数膨

36、胀校正系数。与孔板前后压力的相对变化与孔板前后压力的相对变化量、介质的等量、介质的等熵熵指数、孔口截面与管道截面积之比等指数、孔口截面与管道截面积之比等因素有关。应用时可查阅有关于册而得。对不可压缩因素有关。应用时可查阅有关于册而得。对不可压缩 液体来说液体来说,常取常取 =1=1流量公式分析流量公式分析1.1.在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点,来测量来测量流体在节流装置前后的压力差的。因而所测得的压差与流体在节流装置前后的压力差的。因而所测得的压差与流量之间的关系流量之间的关系,与测压点及测压方式的选择是紧密相与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。

37、关的。2.2.流量与压力差流量与压力差 P P 的平方根成正比。流体流量越大的平方根成正比。流体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大在节流装置前后产生的压差也越大；不加开方器不加开方器，流流量标尺刻度是不均匀的。被测流量值不应接近于仪表的量标尺刻度是不均匀的。被测流量值不应接近于仪表的下限值下限值 。3.3.由流量基本方程式可以看出由流量基本方程式可以看出,要知道流量与压差的确要知道流量与压差的确切关系切关系,关键在于关键在于的取值的取值：对于标准节流装置对于标准节流装置,其值其值可从有关手册中查出可从有关手册中查出；对于非标准节流装置对于非标准节流装置,其值要由其值要由实验方法确定。实验

38、方法确定。标准节流装置标准节流装置节流装置的结构、尺寸、加工要求、取节流装置的结构、尺寸、加工要求、取压方法、使用条件等压方法、使用条件等标准化标准化。标准孔板对尺寸和公差、光洁度等都有标准孔板对尺寸和公差、光洁度等都有详细规定详细规定：d/D d/D 应在应在 0.20.20.80.8 之间之间 ;最小孔应不小于最小孔应不小于12.5mm12.5mm;直孔部分的厚度直孔部分的厚度 h=(0.005h=(0.0050.02)D0.02)D;总厚度总厚度 H0.05DH0.05D;锥面的斜角锥面的斜角=30=304545等等 ；取压方式取压方式一一角接取压法角接取压法：在孔板在孔板(或喷嘴或喷嘴

39、)前后两端面与管壁的夹角处取前后两端面与管壁的夹角处取压。压。分为分为环室环室取压和取压和单独钻孔单独钻孔取压取压。环室取压环室取压：在管道的直线段处在管道的直线段处,利用左右对称的环室将孔板夹在利用左右对称的环室将孔板夹在中间中间,环室与孔板端面间留有狭环室与孔板端面间留有狭窄的缝隙窄的缝隙,再由导压管将环室内再由导压管将环室内的压力引出。的压力引出。对于孔板对于孔板,环室取压用在工作压环室取压用在工作压力即管道中流体的压力为力即管道中流体的压力为 6.4MPa6.4MPa 以下以下 ,管道直径管道直径 D D 在在5050520mm520mm 之间之间;环室取压环室取压优点：优点：能与孔板

40、、喷嘴和文丘里管配合。能与孔板、喷嘴和文丘里管配合。压力取出口面积较大，便于测出平均压力，有利于提压力取出口面积较大，便于测出平均压力，有利于提高测量精度。高测量精度。缺点：缺点：加工制造和安装要求高。条件限制达不到预定要求，加工制造和安装要求高。条件限制达不到预定要求，测量精度仍难保证。测量精度仍难保证。因此，为了加工和安装方便，特别是对于大口径管道因此，为了加工和安装方便，特别是对于大口径管道一般采用单独钻孔取压。一般采用单独钻孔取压。在前后夹紧环在前后夹紧环4 4上直接钻孔上直接钻孔将压力引出。将压力引出。单独钻孔取压用在工作压单独钻孔取压用在工作压力为力为2.5MPa2.5MPa以下以

41、下，D D 在在 0 0l000mml000mm 之间之间。单独钻孔单独钻孔取压取压环室取压法能得到较好的测量精度环室取压法能得到较好的测量精度,但是加工制造和安装但是加工制造和安装要求严格要求严格,如果由于加工和现场安装条件的限制如果由于加工和现场安装条件的限制,达不到达不到预定的要求时预定的要求时,其测量精度仍难保证。其测量精度仍难保证。在现场使用时在现场使用时,为了加工和安装方便为了加工和安装方便,不用环室而用单独不用环室而用单独钻孔取压钻孔取压,特别是对大口径管道。特别是对大口径管道。取压方式取压方式二二法兰取压：法兰上取压。取压孔中心线至孔板面法兰取压：法兰上取压。取压孔中心线至孔板

42、面的距离为的距离为25.4mm25.4mm。特点：金属材料消耗小，容易加工和安装。容易特点：金属材料消耗小，容易加工和安装。容易清理赃物，不易堵塞。清理赃物，不易堵塞。标准节流装置适用标准节流装置适用：测量管道直径大于测量管道直径大于50 mm50 mm,雷诺数在雷诺数在 10104 410105 5 以上的以上的流体流体,而且流体应当清洁而且流体应当清洁,完全充满管道完全充满管道,不发生相不发生相变。变。节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段。节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段。工业生产过程中的流量测量工业生产过程中的流量测量节流装置节流装置：流体流量流体流量,差压信号必须由导压

43、管引出差压信号必须由导压管引出 ,差压计差压计 ,以便显示出流量的数值。以便显示出流量的数值。差压计有很多种型式差压计有很多种型式：U U型管差压计、双波纹管差压计、型管差压计、双波纹管差压计、膜盒式差压计等膜盒式差压计等 ,均为就地指示型仪表。均为就地指示型仪表。工业生产过程中采用差压变送器工业生产过程中采用差压变送器 ,将差压信号转换为将差压信号转换为统一的标准信号统一的标准信号,以利于远传以利于远传,并与单元组合仪表中的并与单元组合仪表中的其他单元相连接其他单元相连接,这样便于集中显示及控制。这样便于集中显示及控制。压差式流量计的组成压差式流量计的组成节流装置节流装置引压导管引压导管压差

44、变送器压差变送器二次仪表二次仪表节流式流量计节流式流量计1.1.被测流体工作状态的变动被测流体工作状态的变动：加以必要的修正。加以必要的修正。2.2.节流装置安装不正确节流装置安装不正确。节流装置安装不正确节流装置安装不正确。3.3.使用中要保持节流装置的清洁使用中要保持节流装置的清洁。4.4.孔板孔板入口入口边缘的磨损边缘的磨损：应注意检查、维修应注意检查、维修,必要时必要时更换更换用新的孔板。用新的孔板。5.5.节流装置与差压计之间的距离尽可能短。不超过节流装置与差压计之间的距离尽可能短。不超过16M16M。当小于当小于3M3M时，用一平衡阀代替三阀组。时，用一平衡阀代替三阀组。差压式流量

45、计的测量误差差压式流量计的测量误差测量液体流量测量液体流量两根导压管内都充满同样的液体而无气泡两根导压管内都充满同样的液体而无气泡,以使两根导以使两根导压管内的液体密度相等。压管内的液体密度相等。1.1.取压点应该位于节流装置的下半部取压点应该位于节流装置的下半部,与水平线夹角与水平线夹角应为应为0045 45。2.2.引压导管最好垂直向下使气泡易于排出。引压导管最好垂直向下使气泡易于排出。3.3.在引压导管的管路中在引压导管的管路中,应有排气的装置。应有排气的装置。4.4.差压计只能装在节流装置之上时须加装贮气罐。差压计只能装在节流装置之上时须加装贮气罐。5.5.导压管导压管的的安装安装测量

46、气体流量测量气体流量必须使管内不积聚气体中夹带的液体必须使管内不积聚气体中夹带的液体 ：1 1）取压点应在节流装置的上半部。取压点应在节流装置的上半部。2 2）引压导引压导垂直向上，垂直向上，至少亦应向上倾斜至少亦应向上倾斜一定的坡度一定的坡度。3 3）如果差压计必须装在节流装置之下如果差压计必须装在节流装置之下,则须加装贮液罐和排放阀。则须加装贮液罐和排放阀。测量蒸汽流量测量蒸汽流量消除冷凝液液位的高低对测量精度的影消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响。响。常用的接法常用的接法：取压点从节流装置的水平位置接出取压点从节流装置的水平位置接出 ,并分别安装凝液罐并分别安装凝液罐，自凝液罐至差压计

47、自凝液罐至差压计的接法与测量液体流量时相同的接法与测量液体流量时相同：两根导：两根导压管内部充满了冷凝液，而且液位一样压管内部充满了冷凝液，而且液位一样高，从而实现了差压的准确测量。自凝高，从而实现了差压的准确测量。自凝液罐至差压计的接法与测量液体流量时液罐至差压计的接法与测量液体流量时相同。相同。切断阀切断阀1 1、2 2 和平衡阀和平衡阀 3,3,构成三构成三阀组阀组 正确使用平衡阀正确使用平衡阀方法：方法：在启用差压计时在启用差压计时,应先开平衡阀应先开平衡阀3,3,使正、负压室连通使正、负压室连通 ,受压相同受压相同 ,然后再打开切断阀然后再打开切断阀 1 1、2,2,最后再最后再关闭

48、平衡阀关闭平衡阀 3,3,差压计即差压计即 可投入运可投入运行。行。差压计需要停用时差压计需要停用时 ,应先打开平衡应先打开平衡阀阀 ,然后再关闭切断阀然后再关闭切断阀 1 1、2 2。当切断阀当切断阀 1 1、2 2 关闭时关闭时 ,打开平打开平衡阀衡阀 3,3,便可进行仪表的零点校验。便可进行仪表的零点校验。6.6.差压计差压计阀组阀组测量腐蚀性介质流量测量腐蚀性介质流量：采取隔离措施采取隔离措施标准节流装置的选择：标准节流装置的选择：1.1.要求压力损失较小时，可选用喷嘴、文丘里管等。要求压力损失较小时，可选用喷嘴、文丘里管等。2 2.容易使节流装置腐蚀、磨损、变形的介质，选用喷嘴。容易

49、使节流装置腐蚀、磨损、变形的介质，选用喷嘴。3 3.在加工和安装方面，孔板最简单。文丘里管最复杂。在加工和安装方面，孔板最简单。文丘里管最复杂。造价高低相应。因此一般场合采用孔板。造价高低相应。因此一般场合采用孔板。转子流量计转子流量计转子流量计则特别适宜于测量管径转子流量计则特别适宜于测量管径50mm50mm以下管道的流量，测量的流量以下管道的流量，测量的流量可小到每小时几升。可小到每小时几升。组成：组成：锥形管、转子锥形管、转子垂直流道中的金属转子在压差力和垂直流道中的金属转子在压差力和重力的共同作用下平衡。流速取决重力的共同作用下平衡。流速取决于转子的位置。于转子的位置。由转子高度可直接

50、读取通过的流量；由转子高度可直接读取通过的流量；差压式流量计，是在节流面积差压式流量计，是在节流面积(如孔板流通面积如孔板流通面积)不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小。不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小。转子流量计：以压降不变，利用节流面积的变化转子流量计：以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法。降、变节流面积的流量测量方法。差压式流量计与转子流量计比较差压式流量计与转子流量计比较转子流量计工作原理转子流量计工作原理当流体流过锥形管时当流体流过锥形管时,浮子浮子处于一定位置时的受