流量检测及仪表.ppt

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1、13.3 3.3 流量检测及仪表流量检测及仪表流量检测及仪表流量检测及仪表1 1 1 1、差压式流量计、差压式流量计、差压式流量计、差压式流量计 2 2 2 2、转子流量计、转子流量计、转子流量计、转子流量计 3 3 3 3、椭圆齿轮流量计、椭圆齿轮流量计、椭圆齿轮流量计、椭圆齿轮流量计4 4 4 4、电磁流量计、电磁流量计、电磁流量计、电磁流量计 5 5 5 5、漩涡流量计、漩涡流量计、漩涡流量计、漩涡流量计 6 6 6 6、质量流量计、质量流量计、质量流量计、质量流量计 7 7 7 7、其它流量检测方法、其它流量检测方法、其它流量检测方法、其它流量检测方法 2几个概念几个概念 瞬瞬时时流流

2、量量：指指指指单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内流流流流经经经经管管管管道道道道某某某某截截截截面面面面的的的的流流流流体数量的大小。体数量的大小。体数量的大小。体数量的大小。总总量量或或累累积积流流量量：指指指指瞬瞬瞬瞬时时时时流流流流量量量量在在在在某某某某一一一一段段段段时时时时间间间间内流过管道的流体的总和。内流过管道的流体的总和。内流过管道的流体的总和。内流过管道的流体的总和。流量测量的任务：流量测量的任务：根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件，根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。研究各种相应的测量方

3、法，并保证流量值的正确传递。3流量的表示方式流量的表示方式以体积表示的瞬时流量用以体积表示的瞬时流量用以体积表示的瞬时流量用以体积表示的瞬时流量用 Q Q Q Q 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为 m m m m3 3 3 3/s;/s;/s;/s;以体积表示的累积流量用以体积表示的累积流量用以体积表示的累积流量用以体积表示的累积流量用 Q Q Q Qv v v v 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为 m m m m3 3 3 3质量流量质量流量质量流量质量流量以质量表示的瞬时流量用以质量表示的瞬时流量用以质量表示的瞬时流量用以质量表示的瞬时流量用 M M M M

4、 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为 kg/skg/skg/skg/s以质量表示的累积流量用以质量表示的累积流量用以质量表示的累积流量用以质量表示的累积流量用 M M M Mv v v v 表示，单位为表示，单位为表示，单位为表示，单位为 kg kg kg kg 体积流量体积流量体积流量体积流量表示流体密度表示流体密度4流量检测的主要方法和分类流量检测的主要方法和分类 流流流流量量量量检检检检测测测测方方方方法法法法有有有有很很很很多多多多，就就就就测测测测量量量量原原原原理理理理而而而而言言言言，可可可可以以以以分分分分为为为为直直直直接接接接测量法和间接测量法两类。测量法和间

5、接测量法两类。测量法和间接测量法两类。测量法和间接测量法两类。直接测量法：直接测量法：直接测量法：直接测量法：直接测量出管道中的体积流量或质量流量。直接测量出管道中的体积流量或质量流量。直接测量出管道中的体积流量或质量流量。直接测量出管道中的体积流量或质量流量。间接测量法：间接测量法：间接测量法：间接测量法：通过测量出流体的通过测量出流体的通过测量出流体的通过测量出流体的(平均平均平均平均)流速，结合管道的截流速，结合管道的截流速，结合管道的截流速，结合管道的截 面积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。面积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。面积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。面积、

6、流体的密度及工作状态等参数计算得出。53.3.2 3.3.2 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计 差差压压式式流流量量计计也也称称为为节节流流式式流流量量计计，它它是是目目前前工工业业生生产过程中流量测量最成熟、最常用的方法之一。产过程中流量测量最成熟、最常用的方法之一。差差压压式式流流量量计计是是基基于于流流体体流流动动的的节节流流原原理理，即即在在管管道道中中安安装装一一个个比比管管道道截截面面小小比比并并带带孔孔的的阻阻件件，当当流流体体流流过过该该阻阻件件的的孔孔时时，由由于于流流体体流流束束的的收收缩缩而而使使流流速速加加快快、静静压压力力降低，其结果是在阻件前后产生一

7、个较大的压差。降低，其结果是在阻件前后产生一个较大的压差。标准节流件包括标准节流件包括标准节流件包括标准节流件包括标准孔板标准孔板标准孔板标准孔板、标准喷嘴标准喷嘴标准喷嘴标准喷嘴和和和和标准文丘里管。标准文丘里管。标准文丘里管。标准文丘里管。(a)标准孔板(b)喷嘴(c)文丘里管6v压差的大小与流体流速的大小有关，流速愈大，差压差的大小与流体流速的大小有关，流速愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流速，压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流速，进而可以计算出流体的流量。如果通过压差变送器进而可以计算出流体的流量。如果通过压差变送器转换成相应的标准信号，则可供显示、记录或控制。转换

8、成相应的标准信号，则可供显示、记录或控制。(a)标准孔板(b)喷嘴(c)文丘里管7123节流原理节流原理节流原理节流原理 流流流流动动动动流流流流体体体体的的的的能能能能量量量量有有有有两两两两种种种种形形形形式式式式：静静静静压压压压能能能能和和和和动动动动能能能能。流流流流体体体体由由由由于于于于有有有有压压压压力力力力而而而而具具具具有有有有静静静静压压压压能能能能，又又又又由由由由于于于于有有有有流流流流动动动动速速速速度度度度而而而而具具具具有有有有动动动动能能能能，这这这这两两两两种种种种形形形形式式式式的的的的能能能能量量量量在在在在一一一一定定定定条条条条件下是可以相互转化的。

9、件下是可以相互转化的。件下是可以相互转化的。件下是可以相互转化的。流速流速静压静压8流量方程流量方程流量方程流量方程 123流速流速流速流速静压静压静压静压根根根根据据据据流流流流体体体体力力力力学学学学中中中中的的的的伯伯伯伯努努努努利利利利方方方方程程程程，可可可可以以以以推推推推导导导导得得得得出出出出节节节节流流流流式式式式流流流流量量量量计计计计的的的的流流流流量量量量方方方方程程程程，也也也也就就就就是是是是差差差差压压压压和和和和流流流流量量量量之之之之间间间间的的的的定定定定量量量量关系式：关系式：关系式：关系式：为流量系数为流量系数为流量系数为流量系数 为可膨胀性系数为可膨胀

10、性系数为可膨胀性系数为可膨胀性系数A A A A0 0 0 0为节流件的开孔面积为节流件的开孔面积为节流件的开孔面积为节流件的开孔面积 为节流装置前的流体密度为节流装置前的流体密度为节流装置前的流体密度为节流装置前的流体密度P:P:P:P:节流装置前后实际测得的压差节流装置前后实际测得的压差节流装置前后实际测得的压差节流装置前后实际测得的压差 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9差压式流量计差压式流量计 测量对象测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；流体方面，单相、混相、洁净、脏污；工作状态工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温；常压、高压、真空、常温、高温、低温

11、；管径方面管径方面：从几毫米到几米；从几毫米到几米；节流式特点：节流式特点：结构简单、使用寿命长，适应能力强，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。几乎能测量各种工况下的流量。差压式流量计差压式流量计 孔板孔板引压引压管管差压差压计计应用非常广泛。应用非常广泛。10差压式流量计组成差压式流量计组成节流装置：节流装置：安装于管道中产生差压，节流件前后的差压与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。流量成开方关系。引压导管：引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。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：差压变送器：产生的差压转

12、换为标准电信号（产生的差压转换为标准电信号（4-20mA4-20mA）。）。11差压式流量计差压式流量计123.3.3 3.3.3 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计 在在在在工工工工业业业业生生生生产产产产中中中中经经经经常常常常遇遇遇遇到到到到小小小小流流流流量量量量的的的的测测测测量量量量，因因因因其其其其流流流流体体体体的的的的流流流流速速速速低低低低，这这这这就就就就要要要要求求求求测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表有有有有较较较较高高高高的的的的灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度，才才才才能能能能保保保保证证证证一一一一定定定定的的的的精精精精度度度度。转转转转子子子子流流流流量量量量计

13、计计计特特特特别别别别适适适适宜宜宜宜于于于于测测测测量量量量管管管管径径径径50mm50mm50mm50mm以以以以下下下下管管管管道道道道的的的的流流流流量量量量，测量的流量可小到每小时几升。测量的流量可小到每小时几升。测量的流量可小到每小时几升。测量的流量可小到每小时几升。h转子流量计主要由两个部分组成：转子流量计主要由两个部分组成：转子流量计主要由两个部分组成：转子流量计主要由两个部分组成：一一一一是是是是由由由由下下下下往往往往上上上上逐逐逐逐渐渐渐渐扩扩扩扩大大大大的的的的锥锥锥锥形形形形管管管管（通通通通常用透明玻璃制成）常用透明玻璃制成）常用透明玻璃制成）常用透明玻璃制成）二是

14、放在锥形管内可自由运动的二是放在锥形管内可自由运动的二是放在锥形管内可自由运动的二是放在锥形管内可自由运动的转子转子转子转子。13测量原理：测量原理：被测流体由锥形管下端进入，流经转子与锥形管之间的被测流体由锥形管下端进入，流经转子与锥形管之间的环隙，再从上端流出。当流体流过的时候，位于锥形管中的环隙，再从上端流出。当流体流过的时候，位于锥形管中的转子受到向上的一个力，使其浮起。当这个力正好等于转子转子受到向上的一个力，使其浮起。当这个力正好等于转子重量减去流体对转子的浮力，此时转子就停浮在一定的高度重量减去流体对转子的浮力，此时转子就停浮在一定的高度上。平衡的高度上。平衡的高度h h与流体的

15、流量成对应关系。与流体的流量成对应关系。孔板流量计：孔板流量计：孔板流量计：孔板流量计：节流面积不变节流面积不变节流面积不变节流面积不变流量变化流量变化流量变化流量变化压差发生变化压差发生变化压差发生变化压差发生变化转子流量计：转子流量计：转子流量计：转子流量计：压差不变压差不变压差不变压差不变流量变化流量变化流量变化流量变化节流面积发生变化节流面积发生变化节流面积发生变化节流面积发生变化h h：转子浮起的高度；转子浮起的高度；：仪表常数。仪表常数。14转子流量计种类转子流量计种类浮子流量计有两大类型：采用玻璃锥浮子流量计有两大类型：采用玻璃锥管的直读式浮子流量计和采用金属锥管的直读式浮子流量

16、计和采用金属锥管的远传式浮子流量计。管的远传式浮子流量计。直读式浮子流量计直读式浮子流量计主要由玻璃锥管、主要由玻璃锥管、转子和支撑结构组成。流量标尺直接转子和支撑结构组成。流量标尺直接刻在锥管上，由转子位置高度读出流刻在锥管上，由转子位置高度读出流量值。用于现场测量。量值。用于现场测量。玻璃转子流量计玻璃转子流量计15远传式浮子流量计远传式浮子流量计可采用金可采用金属锥形管，它的信号远传方属锥形管，它的信号远传方式有电动和气动两种类型，式有电动和气动两种类型，测量转换机构将转子的位移测量转换机构将转子的位移转换为电信号或气信号进行转换为电信号或气信号进行远传及显示，图为电远传浮远传及显示，图

17、为电远传浮子流量计工作原理。其转换子流量计工作原理。其转换机构为差动变压器组件，用机构为差动变压器组件，用于测量转子的位移。于测量转子的位移。163.3.4 3.3.4 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 “一碗一碗一碗一碗一碗一碗一碗一碗”计量计量计量计量V V转转转转子子子子每每每每旋旋旋旋转转转转一一一一周周周周，就就就就排排排排出出出出四四四四个个个个由由由由椭椭椭椭圆圆圆圆齿齿齿齿轮轮轮轮与与与与外外外外壳壳壳壳围围围围成成成成的的的的半半半半月月月月形形形形空空空空腔腔腔腔的的的的流流流流体体体体体体体体积积积积

18、(4V)(4V)(4V)(4V)。在在在在半半半半月月月月形形形形体体体体积积积积V V V V一一一一定定定定的的的的情情情情况况况况下下下下，只要测出只要测出只要测出只要测出流量计的转速流量计的转速流量计的转速流量计的转速n n n n就可以计算出被测流体的流量。就可以计算出被测流体的流量。就可以计算出被测流体的流量。就可以计算出被测流体的流量。流量方程流量方程流量方程流量方程 17特点和要求特点和要求vv计量精度高，一般可达计量精度高，一般可达计量精度高，一般可达计量精度高，一般可达0.20.20.20.20.50.50.50.5级，有的甚至能达到级，有的甚至能达到级，有的甚至能达到级，

19、有的甚至能达到0.10.10.10.1级；级；级；级；vv一般只适用于一般只适用于一般只适用于一般只适用于10101010150mm150mm150mm150mm的的的的中小口径中小口径中小口径中小口径；vv容积式流量计对被测流体的粘度变化不敏感，容积式流量计对被测流体的粘度变化不敏感，容积式流量计对被测流体的粘度变化不敏感，容积式流量计对被测流体的粘度变化不敏感，特别适合于测特别适合于测特别适合于测特别适合于测量高粘度的流体（例如重油、树脂等）甚至糊状物的流量，量高粘度的流体（例如重油、树脂等）甚至糊状物的流量，量高粘度的流体（例如重油、树脂等）甚至糊状物的流量，量高粘度的流体（例如重油、树

20、脂等）甚至糊状物的流量，但要求被测介质干净，不含固体颗粒但要求被测介质干净，不含固体颗粒但要求被测介质干净，不含固体颗粒但要求被测介质干净，不含固体颗粒，所以一般情况下，流，所以一般情况下，流，所以一般情况下，流，所以一般情况下，流量计前要装过滤器。量计前要装过滤器。量计前要装过滤器。量计前要装过滤器。vv由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低温下使用。温下使用。温下使用。温下使用。183.3.53.3.5电磁流量计电磁流量计

21、电磁流量计电磁流量计 适用场合适用场合适用场合适用场合 可可可可以以以以检检检检测测测测具具具具有有有有一一一一定定定定电电电电导导导导率率率率的的的的酸酸酸酸、碱碱碱碱、盐盐盐盐溶溶溶溶液液液液，腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性液液液液体体体体以以以以及及及及含含含含有有有有固固固固体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的的的的的液液液液体体体体测测测测量量量量，但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。流量公式流量公式流量公式流量公式 当当当当导导导导电电电电的的的的流流流流体体体体在在在

22、在磁磁磁磁场场场场中中中中以以以以垂垂垂垂直直直直方方方方向向向向流流流流动动动动而而而而切切切切割割割割磁磁磁磁力力力力线线线线时时时时，就就就就会会会会在在在在管管管管道道道道两两两两边边边边的的的的电电电电极极极极上上上上产产产产生生生生感感感感应应应应电电电电势势势势，感感感感应应应应电电电电势势势势的的的的大大大大小小小小与与与与磁磁磁磁场场场场的的的的强强强强度度度度、流流流流体体体体的的的的速速速速度度度度和和和和流流流流体垂直切割磁力线的有效长度成正比：体垂直切割磁力线的有效长度成正比：体垂直切割磁力线的有效长度成正比：体垂直切割磁力线的有效长度成正比：式中：式中：式中：式中：

23、E E E Ex x x x为感应电势；为感应电势；为感应电势；为感应电势；K K K K为比例系数；为比例系数；为比例系数；为比例系数；B B B B为磁场强度；为磁场强度；为磁场强度；为磁场强度；D D D D为管道直径；为管道直径；为管道直径；为管道直径；v v v v为垂直于磁力线的流体流动速度；为垂直于磁力线的流体流动速度；为垂直于磁力线的流体流动速度；为垂直于磁力线的流体流动速度；为仪表常数为仪表常数为仪表常数为仪表常数 1920在在在在管管管管道道道道直直直直径径径径D D D D已已已已经经经经确确确确定定定定，磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度B B B B维维维维持持持持不不

24、不不变变变变时时时时，流流流流体体体体的的的的体体体体积积积积流流流流量量量量与与与与磁磁磁磁感感感感应电势成线性关系。利用上述原理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。应电势成线性关系。利用上述原理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。应电势成线性关系。利用上述原理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。应电势成线性关系。利用上述原理制成的流量检测仪表称为电磁流量计。测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而压力损失极小压力损失极小压力损失极小压力损失极小；只只只只要要要要

25、是是是是导导导导电电电电的的的的，被被被被测测测测流流流流体体体体可可可可以以以以是是是是含含含含有有有有颗颗颗颗粒粒粒粒、悬悬悬悬浮浮浮浮物物物物等等等等，也也也也可可可可以以以以是是是是酸酸酸酸、碱、盐等腐蚀性物质；碱、盐等腐蚀性物质；碱、盐等腐蚀性物质；碱、盐等腐蚀性物质；流流流流量量量量计计计计的的的的输输输输出出出出电电电电流流流流与与与与体体体体积积积积流流流流量量量量成成成成线线线线性性性性关关关关系系系系，并并并并且且且且不不不不受受受受液液液液体体体体的的的的温温温温度度度度、压压压压力、密度、粘度等参数的影响；力、密度、粘度等参数的影响；力、密度、粘度等参数的影响；力、密度

26、、粘度等参数的影响；电电电电磁磁磁磁流流流流量量量量计计计计的的的的量量量量程程程程比比比比一一一一般般般般为为为为10:110:110:110:1，精精精精度度度度较较较较高高高高的的的的量量量量程程程程比比比比可可可可达达达达100:1100:1100:1100:1；测测测测量量量量口口口口径径径径范范范范围围围围大大大大，可可可可以以以以从从从从lmmlmmlmmlmm到到到到2m2m2m2m以以以以上上上上，特特特特别别别别适适适适用用用用于于于于lmlmlmlm以以以以上上上上口口口口径径径径的的的的水水水水流流流流量测量；量测量；量测量；量测量；测量精度一般优于测量精度一般优于测量

27、精度一般优于测量精度一般优于0.50.50.50.5级级级级；电磁流量计反应迅速，电磁流量计反应迅速，电磁流量计反应迅速，电磁流量计反应迅速，可以测量脉动流量可以测量脉动流量可以测量脉动流量可以测量脉动流量；电磁流量计的电磁流量计的电磁流量计的电磁流量计的特点特点特点特点21电磁流量计电磁流量计电磁流量计电磁流量计主要缺点：主要缺点：主要缺点：主要缺点：被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率；被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率；被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率；被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率；不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量；不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量；

28、不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量；不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量；由于衬里材料的限制，一般使用温度为由于衬里材料的限制，一般使用温度为由于衬里材料的限制，一般使用温度为由于衬里材料的限制，一般使用温度为0 0 0 0200200200200；因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制(一般一般一般一般0.25MPa0.25MPa0.25MPa0.25MPa）。）。）。）。223.3.6 3.3.6 涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计 基本工作原理基本工作原理基本

29、工作原理基本工作原理 流流流流体体体体冲冲冲冲击击击击涡涡涡涡轮轮轮轮叶叶叶叶片片片片，使使使使涡涡涡涡轮轮轮轮旋旋旋旋转转转转，涡涡涡涡轮轮轮轮的的的的旋旋旋旋转转转转速速速速度度度度随随随随流流流流量量量量的的的的变变变变化化化化而而而而变变变变化，通过涡轮外的磁电转换装置可将涡轮的旋转转换成电脉冲化，通过涡轮外的磁电转换装置可将涡轮的旋转转换成电脉冲化，通过涡轮外的磁电转换装置可将涡轮的旋转转换成电脉冲化，通过涡轮外的磁电转换装置可将涡轮的旋转转换成电脉冲 。SN涡轮流量测量原理图涡轮流量测量原理图涡轮流量测量原理图涡轮流量测量原理图23 流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性

30、流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡轮流量计的流量方程式为：轮流量计的流量方程式为：qv仪表常数仪表常数与流量计的涡轮结构等因与流量计的涡轮结构等因素有关。在流量计的使用范围内素有关。在流量计的使用范围内，值保持为常数，使流量与转速值保持为常数，使流量与转速接近线性关系。接近线性关系。为角频率。为角频率。24涡轮流量计的特点及使用涡轮流量计的特点及使用v涡轮流量计可以测量气体、

31、液体流量，但涡轮流量计可以测量气体、液体流量，但要求被测介质洁净要求被测介质洁净，并且不，并且不适用于粘度大的液体测量。适用于粘度大的液体测量。v安装方便，磁电感应转换器与叶片间不需密封和齿轮传动机构，因而安装方便，磁电感应转换器与叶片间不需密封和齿轮传动机构，因而测量精度高，测量精度高，可达到可达到0.50.5级以上，在小范围内误差可以级以上，在小范围内误差可以0.10.1；v因为基于磁电感应的转换原理，使涡轮流量计具有较高的反应速度，因为基于磁电感应的转换原理，使涡轮流量计具有较高的反应速度，可测脉动流量；可测脉动流量；v由于流量与涡轮转速之间成线性关系，仪表刻度可为线性，范围度可由于流量

32、与涡轮转速之间成线性关系，仪表刻度可为线性，范围度可达（达（10102020）：）：1 1，主要，主要用于中小口径的流量检测用于中小口径的流量检测；v输出频率信号便于远传及与计算机相连，仪表有较宽的工作温度范围输出频率信号便于远传及与计算机相连，仪表有较宽的工作温度范围（-200-200400400），可耐较高工作压力（），可耐较高工作压力（10MPa10MPa）。）。25v涡轮流量变送器涡轮流量变送器-GRLWGY-GRLWGY将涡轮流量传感器与显将涡轮流量传感器与显示仪表配套组成智能涡示仪表配套组成智能涡轮流量计。轮流量计。v传感器具有精度高，重传感器具有精度高，重复性好，寿命长操作简复性

33、好，寿命长操作简单等特点。单等特点。v可广泛应用于石油，化可广泛应用于石油，化工，冶金，造纸等行业工，冶金，造纸等行业测量液体的体积瞬时流测量液体的体积瞬时流量和体积总量。量和体积总量。263.3.73.3.7漩涡流量计漩涡流量计漩涡流量计漩涡流量计 基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 把把把把一一一一个个个个漩漩漩漩涡涡涡涡发发发发生生生生体体体体（非非非非流流流流线线线线型型型型对对对对称称称称物物物物体体体体）垂垂垂垂直直直直插插插插在在在在管管管管道道道道中中中中，当当当当流流流流体体体体绕绕绕绕过过过过漩漩漩漩涡涡涡涡发发发发生生生生体体体体时时时时会会会会在在在在其其

34、其其左左左左右右右右两两两两侧侧侧侧后后后后方方方方交交交交替替替替产产产产生生生生旋旋旋旋转转转转方方方方向向向向相相相相反反反反的的的的漩漩漩漩涡涡涡涡，形成涡列，该漩涡列就称为形成涡列，该漩涡列就称为形成涡列，该漩涡列就称为形成涡列，该漩涡列就称为卡曼涡街卡曼涡街卡曼涡街卡曼涡街。只只只只有有有有当当当当两两两两列列列列漩漩漩漩涡涡涡涡的的的的间间间间距距距距h h h h与与与与同同同同列列列列中中中中相相相相邻邻邻邻漩漩漩漩涡涡涡涡的的的的间间间间距距距距l l l l满满满满足足足足为为为为h h h hl l l l0.2810.2810.2810.281条条条条件件件件时时时时

35、，卡卡卡卡曼曼曼曼涡涡涡涡列列列列才才才才是是是是稳稳稳稳定定定定的的的的。且且且且稳稳稳稳定定定定漩漩漩漩涡涡涡涡产产产产生生生生的的的的频频频频率率率率f f f f与与与与流流流流体体体体流流流流速速速速v v v v成成成成正正正正比比比比，与与与与柱柱柱柱体体体体的的的的特特特特征征征征尺尺尺尺寸寸寸寸d d d d（漩漩漩漩涡涡涡涡发发发发生生生生体体体体的的的的迎迎迎迎面面面面最最最最大大大大宽宽宽宽度度度度）成成成成反反反反比比比比，即：即：即：即：2728流量方程流量方程流量方程流量方程 StStStSt称称称称为为为为斯斯斯斯特特特特劳劳劳劳哈哈哈哈尔尔尔尔数数数数（无无无

36、无因因因因次次次次数数数数），StStStSt主主主主要要要要与与与与漩漩漩漩涡涡涡涡发发发发生生生生体体体体的的的的形形形形状状状状和和和和雷雷雷雷诺数有关。在雷诺数为诺数有关。在雷诺数为诺数有关。在雷诺数为诺数有关。在雷诺数为5000500050005000150000150000150000150000的范围内，的范围内，的范围内，的范围内，StStStSt基本上为一常数。基本上为一常数。基本上为一常数。基本上为一常数。如如如如圆圆圆圆柱柱柱柱体体体体StStStSt0.210.210.210.21、三三三三角角角角柱柱柱柱体体体体St=0.16St=0.16St=0.16St=0.16

37、，而而而而旋旋旋旋涡涡涡涡发发发发生生生生体体体体宽宽宽宽度度度度d d d d也也也也是是是是定定定定值值值值，因因因因此此此此，旋旋旋旋涡涡涡涡产产产产生生生生的的的的频频频频率率率率 与与与与流流流流体体体体的的的的平平平平均均均均流流流流速速速速成成成成正正正正比比比比。所所所所以以以以，只只只只要要要要测测测测得得得得旋旋旋旋涡的频率涡的频率涡的频率涡的频率 就可以得到流体的流速就可以得到流体的流速就可以得到流体的流速就可以得到流体的流速，进而可求得体积流量。，进而可求得体积流量。，进而可求得体积流量。，进而可求得体积流量。漩涡频率的检测方法：漩涡频率的检测方法：热敏检测法、电容检测

38、法、压力检测法、超声检测法等。热敏检测法、电容检测法、压力检测法、超声检测法等。热敏检测法、电容检测法、压力检测法、超声检测法等。热敏检测法、电容检测法、压力检测法、超声检测法等。29v涡街流量计输出信号（频率）不受流体物性和组分变化的影涡街流量计输出信号（频率）不受流体物性和组分变化的影响，仅与旋涡发生体形状和尺寸以及流体的雷诺数有关。响，仅与旋涡发生体形状和尺寸以及流体的雷诺数有关。v涡街流量计涡街流量计适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量，其测，其测量几乎不受流体参数（温度、压力、密度、粘度）变化的影量几乎不受流体参数（温度、压力、密度、粘度）变化的影

39、响。响。v涡街流量计的特点是在仪表内部无可动部件，使用寿命长；涡街流量计的特点是在仪表内部无可动部件，使用寿命长；压力损失小，压力损失小，尤其适用于大口径管道的流量测量；尤其适用于大口径管道的流量测量；v输出为频率信号，测量精度比较高，可为输出为频率信号，测量精度比较高，可为0.50.5级或级或1.01.0级。它级。它 是一种是一种正在得到广泛应用的新型流量仪表。正在得到广泛应用的新型流量仪表。涡街流量计特点及使用涡街流量计特点及使用30插入式涡街流量计插入式涡街流量计LWGY涡轮流量计涡轮流量计31 质量流量测量仪表通常可分为两大类：质量流量测量仪表通常可分为两大类：直接式质量流直接式质量流

40、量计和间接式质量流量计量计和间接式质量流量计。直接式质量流量计是直接输出。直接式质量流量计是直接输出与质量流量相对应的信号，以反映质量流量的大小。间接与质量流量相对应的信号，以反映质量流量的大小。间接式质量流量计采用密度或温度、压力补偿的办法，在测量式质量流量计采用密度或温度、压力补偿的办法，在测量体积流量的同时，测量流体的密度或流体的温度、压力值，体积流量的同时，测量流体的密度或流体的温度、压力值，再通过运算求得质量流量。现在带有微处理器的流量传感再通过运算求得质量流量。现在带有微处理器的流量传感器均可实现这一功能，这种仪表又称为推导式质量流量计。器均可实现这一功能，这种仪表又称为推导式质量

41、流量计。3.4.8 3.4.8 质量流量计质量流量计质量流量计质量流量计32科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计 (直接式质量流量计直接式质量流量计直接式质量流量计直接式质量流量计)基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 （实验）（实验）（实验）（实验）将将将将充充充充水水水水软软软软管管管管（水水水水不不不不流流流流动动动动）两两两两端端端端悬悬悬悬挂挂挂挂，使使使使其其其其中中中中段段段段下下下下垂垂垂垂成成成成U U U U形形形形，静静静静止止止止时时时时，U U U U形形形形的的的的两两两两管管管管处处处处于于于于同同同同一一一

42、一平平平平面面面面，并并并并垂垂垂垂直直直直于于于于地地地地面面面面，左左左左右右右右摆摆摆摆时时时时，两两两两管管管管同同同同时时时时弯弯弯弯曲曲曲曲，仍仍仍仍然然然然保保保保持持持持在同一在同一在同一在同一曲面曲面曲面曲面如如如如图图图图a a a a。若若若若将将将将软软软软管管管管与与与与水水水水源源源源相相相相接接接接，使使使使水水水水由由由由一一一一端端端端流流流流入入入入，从从从从另另另另一一一一端端端端流流流流出出出出（如如如如图图图图b b b b和和和和c c c c）。当当当当U U U U形形形形管管管管受受受受外外外外力力力力作作作作用用用用向向向向右右右右左左左左摆

43、摆摆摆动动动动时时时时，它它它它将将将将发发发发生生生生扭扭扭扭曲曲曲曲。扭扭扭扭曲曲曲曲的的的的方方方方向向向向总总总总是是是是出出出出水侧的摆动要早于入水侧；水侧的摆动要早于入水侧；水侧的摆动要早于入水侧；水侧的摆动要早于入水侧；随随随随着着着着质质质质量量量量流流流流量量量量的的的的增增增增加加加加，这这这这种种种种现现现现象象象象变变变变得得得得更更更更加加加加明明明明显显显显，出出出出水水水水侧侧侧侧摆摆摆摆动动动动相相相相位位位位超超超超前前前前于入水侧更多。于入水侧更多。于入水侧更多。于入水侧更多。33利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。利用科氏力构成的

44、质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。双弯管型（最常见）双弯管型（最常见）双弯管型（最常见）双弯管型（最常见）它由两根金属它由两根金属它由两根金属它由两根金属U U U U形管组成，其端部连通并与被测管路相连形管组成，其端部连通并与被测管路相连形管组成，其端部连通并与被测管路相连形管组成，其端部连通并与被测管路相连。科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计科里奥利力质量流量计 这就是科氏力质量流量的检测原理，这就是科氏力质量流量的检测原理，这就

45、是科氏力质量流量的检测原理，这就是科氏力质量流量的检测原理，它利用两管的振动（摆动）相它利用两管的振动（摆动）相它利用两管的振动（摆动）相它利用两管的振动（摆动）相位差来反映流经该位差来反映流经该位差来反映流经该位差来反映流经该U U U U形管的质量流量。形管的质量流量。形管的质量流量。形管的质量流量。34特点和要求特点和要求特点和要求特点和要求 科科科科氏氏氏氏力力力力质质质质量量量量流流流流量量量量计计计计的的的的测测测测量量量量精精精精度度度度较较较较高高高高，主主主主要要要要用用用用于于于于粘粘粘粘度度度度和和和和密密密密度度度度相相相相对对对对较较较较大大大大的的的的单相和混相流体

46、的流量测量。单相和混相流体的流量测量。单相和混相流体的流量测量。单相和混相流体的流量测量。由于结构等原因，这种流量计适用于中小尺寸的管道的流量检测。由于结构等原因，这种流量计适用于中小尺寸的管道的流量检测。由于结构等原因，这种流量计适用于中小尺寸的管道的流量检测。由于结构等原因，这种流量计适用于中小尺寸的管道的流量检测。式中，式中，式中，式中，为扭转角；为扭转角；为扭转角；为扭转角；为扭转弹性系数；为扭转弹性系数；为扭转弹性系数；为扭转弹性系数；为振动角频率；为振动角频率；为振动角频率；为振动角频率；r r r r为为为为U U U U形管跨度半径。形管跨度半径。形管跨度半径。形管跨度半径。质量流量方程质量流量方程质量流量方程质量流量方程 35间接式质量流量测量间接式质量流量测量间接式质量流量测量间接式质量流量测量 由测量体积流量的仪表与测量密度的仪表配合，再用运算器将由测量体积流量的仪表与测量密度的仪表配合，再用运算器将两表的测量结果加以适当的运算，间接得出质量流量。两表的测量结果加以适当的运算，间接得出质量流量。