(55)--第10章 流量机械工程测试技术.ppt

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1、1FlowMeasurement流流 量量 测测 量量第十章第十章2n基本概念基本概念n压差式流量计压差式流量计n流体阻力式流量计流体阻力式流量计n测速式流量计测速式流量计n振动式流量计振动式流量计n质量流量计质量流量计n总量流量计总量流量计内内容容3第一节第一节 基本概念基本概念Basicconcepts4 流体在流体在单位时间内单位时间内流经某一有效截面的体积或质量，前流经某一有效截面的体积或质量，前者称体积流量者称体积流量qv（m3/s)，后者称质量流量，后者称质量流量qm(kg/s)。n如果在截面上速度分布是均匀的，则：一一.流量的概念流量的概念5流体总量：流体总量：某一段时间内流过的

2、流体量，即瞬时某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间的积分。流量对时间的积分。流量计：流量计：用来测量流量的仪表的统称。用来测量流量的仪表的统称。测量总量的仪表称为流体计量表或测量总量的仪表称为流体计量表或总量计总量计。61 1、流流量量是是三三大大工工业业过过程程控控制制量量 （压压力力、温温度度、流流量量）之之一一；2 2、石石油油、天天然然气气、化化工工原原料料等等流流 体体的的计计量量直直接接关关系系到到国国家家利利益益；3 3、自自来来水水、灌灌溉溉、污污水水处处理理等等关关 系到国计民生。系到国计民生。二二.流量测量的重要性流量测量的重要性Importanceoffluidfl

3、owmeasurement7大型化工企业中，流量是大型化工企业中，流量是控制工艺过程和保证产品控制工艺过程和保证产品质量的关键因素。质量的关键因素。8三三.所用的一些技术术语所用的一些技术术语Sometechnicalterms1 1、粘度、粘度2 2、压缩性、压缩性3 3、层流、紊流、层流、紊流4 4、雷诺数、雷诺数91 1 粘度粘度 (Viscosity)粘度表征流体的流动阻力，如左下图。粘度表征流体的流动阻力，如左下图。yx流体层间流体层间剪切应力剪切应力为：为：动力粘度动力粘度dynamicviscosity(Pa.s)运动粘度运动粘度kinematicviscosity(m2/s)1

4、0n不可压缩性不可压缩性(incompressibility):液体，其密度随温度而变化。液体，其密度随温度而变化。n可压缩性可压缩性(compressibility):气体，其密度随温度和压力而变化。气体，其密度随温度和压力而变化。2 2 压缩性压缩性11层流层流(laminarflow)流体沿直线顺着与管道平行的流体沿直线顺着与管道平行的流线规律运动。流线规律运动。3 3 层流和紊流层流和紊流流体在细管中的两种流体在细管中的两种流动形式流动形式。紊流紊流(turbulentflow)流体质点的运动是紊乱的。流体质点的运动是紊乱的。124 4 雷诺数雷诺数(Reynoldsnumber)利用

5、雷诺数可以判断流动的形式。利用雷诺数可以判断流动的形式。Re2000紊流紊流结论结论：流动状态由流体比重、管道直径、：流动状态由流体比重、管道直径、流速、流体粘度决定。流速、流体粘度决定。13n连续性方程连续性方程n伯努利方程伯努利方程四四.基本流体方程基本流体方程14(EquationofContinuity)流体在管道内作稳定流动的情况（流体在管道内作稳定流动的情况（流场中任意点的流速流场中任意点的流速不随时间变化的流动不随时间变化的流动）：1 1 连续性方程连续性方程12截面积截面积：A1 A2流流 速速：密密 度度：1 2 2 为某截面积上的平均速度为某截面积上的平均速度不不可可压压缩

6、缩的的流流体体在在稳稳定定流流动动时时，流流过各截面流体的体积为常量。过各截面流体的体积为常量。152 2 伯努利方程伯努利方程(BernoullisEquation)动能动能压力能压力能势能势能+流体能流体能163 3 伯努利方程的构成伯努利方程的构成h1h2势能势能Potentialenergymgh1mgh2动能动能Kineticenergy1/2mv121/2mv22压力能压力能Pressureenergymp1/1mp2/2能量守恒：能量守恒：17五五.流量计分类流量计分类容积式容积式总量总量流量计流量计瞬时瞬时流量计流量计速度式速度式压差式压差式流体阻力式流体阻力式测速式测速式流体

7、振动式流体振动式体积体积流量计流量计质量质量流量计流量计18第二节第二节 压差式流量计压差式流量计Differentialpressureflowmeter19一一.压差式管道用流量计压差式管道用流量计A1,v1,P1A2,v2,P2压差式管道流量计示意图。压差式管道流量计示意图。A截面积截面积v流速流速P压力压力201 1 伯努利方程的伯努利方程的一般式一般式h1h221水平放置：水平放置：不可压缩液体：不可压缩液体：2 2 伯努利方程的伯努利方程的特例特例22利用流体连续性利用流体连续性方程，方程，体积流量体积流量：测节流装置上、下游的压力差测节流装置上、下游的压力差23n主要由两部分组成

8、：主要由两部分组成：节流装置节流装置和和测量静压差的测量静压差的差压计差压计。3 3 节流式流量计节流式流量计n节流装置安装在流体管道中，使节流装置安装在流体管道中，使流体的流通截面发生变化，进而流体的流通截面发生变化，进而引起流体静压变化。引起流体静压变化。常用的节流装置有常用的节流装置有文丘利管文丘利管、喷嘴喷嘴、孔板孔板。24 文丘利管压力损文丘利管压力损失失最小最小，而孔板压，而孔板压力损失力损失最大最大。4 4 常用的节流装置常用的节流装置文丘利管文丘利管喷嘴喷嘴孔板孔板2526文丘利管流量计实物图文丘利管流量计实物图27(Openchannelmeasurement)二二.压差式明

9、渠用堰式流量计压差式明渠用堰式流量计H 堰顶与上游水面距离堰顶与上游水面距离h 堰后离原始液面的深度，堰后离原始液面的深度，该处流速为该处流速为 。28v v1 1很小很小（A A为液流在堰槽处的总横截面积）为液流在堰槽处的总横截面积）体积流量：体积流量：291 1 矩形槽渠矩形槽渠修正后：修正后：如下图可得：如下图可得：C为堰释放系数，为堰释放系数，C1302 2 三角槽渠三角槽渠槽宽槽宽L不是常数不是常数31修正后：修正后：C为堰释放系数为堰释放系数堰堰槽槽流流量量计计由由堰堰槽槽和和与与之之配配套套的的液液位位传传感感器器及及流流量量显显示仪表示仪表组成。组成。32第三节第三节 流体阻力

10、式流量计流体阻力式流量计Fluidresistanceflowmeter33管道内置入一阻力体。管道内置入一阻力体。根据阻力体不同，这类流量计有：根据阻力体不同，这类流量计有：转子转子(浮子浮子)流量计流量计 靶式流量计靶式流量计一一.工作原理工作原理流量流量大小大小阻力体阻力体受力变化受力变化阻力体阻力体运动位置运动位置变化变化34 浮子受力浮子受力：B:流体内浮子的浮力流体内浮子的浮力 F:流体作用于浮子的力流体作用于浮子的力W:浮子的重力浮子的重力WFB锥体锥体浮子浮子环隙环隙1.1.转子转子(浮子浮子)流量计流量计结构：结构：锥形管锥形管浮子浮子转子转子转子转子(浮子浮子浮子浮子)流量

11、计原理图流量计原理图流量计原理图流量计原理图35力平衡条件：力平衡条件：转子转子(浮子浮子)流量计的测量原理流量计的测量原理重力浮力阻力重力浮力阻力36该环形流通面积为该环形流通面积为A A0 0，则则体积流量体积流量为：为：37则则体积流量体积流量：38Rrhqv与与h近似成线性关系。近似成线性关系。39流体流量的修正：流体流量的修正：标定流体的密度为标定流体的密度为0 0，实测流体的密度为实测流体的密度为，则在同，则在同一个一个A0处有：处有：从仪表刻度上读出的流量值乘上修正系数从仪表刻度上读出的流量值乘上修正系数Cg，为，为实测值。实测值。40 结构简单；结构简单；使用维护方便；使用维护

12、方便；测量范围宽；测量范围宽；工作可靠且线性刻度；工作可靠且线性刻度；适用性广。适用性广。转子转子(浮子浮子)流量计的特点流量计的特点41 其测量元件是一个在测量管中其测量元件是一个在测量管中心并垂直于流向的被称为心并垂直于流向的被称为“靶靶”的圆板。的圆板。通过测量流体作用在靶通过测量流体作用在靶上的力而实现流量测量上的力而实现流量测量。2.2.靶式流量计靶式流量计结构：结构：流量变送器流量变送器显示显示 可用于低雷诺数、高粘度、可用于低雷诺数、高粘度、含固体颗粒的浆液及腐蚀介含固体颗粒的浆液及腐蚀介质流量测量。质流量测量。42流体和靶表面的摩擦力流体和靶表面的摩擦力压差阻力压差阻力靶式流量

13、计的测量原理靶式流量计的测量原理 当当流流体体的的雷雷诺诺数数达达到到一一定定数数值值，阻阻力力系系数数 不不随随雷雷诺诺数数变变化化，而而保保持持常常数数，阻力如右式：阻力如右式：43流量与靶输出力流量与靶输出力F F的平方根成正比的平方根成正比。测。测量靶所受的力量靶所受的力F F，就可以测定被测介质就可以测定被测介质的流量。的流量。因此可得因此可得环隙环隙中的中的平均流速平均流速：44流量计分类流量计分类容积式容积式总量总量流量计流量计瞬时瞬时流量计流量计速度式速度式压差式压差式流体阻力式流体阻力式测速式测速式流体振动式流体振动式容积容积流量计流量计质量质量流量计流量计45第四节第四节

14、测速式流量计测速式流量计Velocity-inferedflowmeter461.1.电磁流量计电磁流量计2.2.涡轮流量计涡轮流量计3.3.超声波流量计超声波流量计测速式流量计的分类测速式流量计的分类47基本结构基本结构:均匀磁场均匀磁场 非导磁管道非导磁管道 一对电极一对电极 一一.电磁流量计电磁流量计工作原理工作原理:法拉第电磁法拉第电磁感应定律。导体作切割感应定律。导体作切割磁力线运动时会感应电磁力线运动时会感应电势。势。48测量原理测量原理导电液体在内径为导电液体在内径为D，磁场强度为磁场强度为B的导管内的导管内以平均速度以平均速度v流动时，产生的电位差为：流动时，产生的电位差为：则

15、体积流量与感应电动势成正比：则体积流量与感应电动势成正比：491 1 直流励磁直流励磁2 2 交流励磁交流励磁3 3 低频方波励磁低频方波励磁励磁方式励磁方式50优点优点：受交流电磁场干扰小；受交流电磁场干扰小；缺点缺点：电解质液体易电解质液体易被极化被极化。1 1.直流励磁直流励磁 用直流激励或永久磁铁产生恒定磁场。用直流激励或永久磁铁产生恒定磁场。一般只用于测量非电解质一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等。液体，如液态金属等。51n极极化化：即电解质在电场中被电解，产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极。这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪

16、表的正常工作。1 1.直流励磁直流励磁52大都采用工频大都采用工频(50Hz)交流励磁；交流励磁；优点优点：消除了电极表面的极化干扰；：消除了电极表面的极化干扰；缺点缺点：电磁干扰大。：电磁干扰大。2 2.交流励磁交流励磁则则体积流量与感应电动势成正比体积流量与感应电动势成正比：感应电动势：感应电动势：533 3.低频方波励磁低频方波励磁综合了直流励磁方式和交流励磁方式的优点。综合了直流励磁方式和交流励磁方式的优点。其频率通常为工频的其频率通常为工频的12l10。在半个周期内在半个周期内，磁场是恒稳的，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小；

17、点，受电磁干扰影响很小；整个时间过程中整个时间过程中，方波信号又，方波信号又是一个交变的信号，它能克服直是一个交变的信号，它能克服直流励磁易产生的极化现象。流励磁易产生的极化现象。541.可以测量各种腐蚀性介质：酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液；2.无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉冲流量；3.线性较好,可直接进行等分刻度；4.只能测量导电液体，不能测量气体、蒸气以及大量气泡的液体或者电导率很低的液体；5.不能用于测量高温介质。电磁流量计的特点电磁流量计的特点55n在在管管道道中中心心安安放放一一个个涡涡轮轮，两两端端由由轴轴承承支支撑撑。当当流流体体通通过过管管道道时时，冲冲击击涡涡轮轮叶

18、叶片片，对对涡涡轮轮产产生生驱驱动动力力矩矩，使使涡涡轮轮克克服服摩摩擦擦力力矩矩和和流流体体阻阻力力矩矩而而产产生生旋旋转转。在在一一定定的的流流量量范范围围内内，涡涡轮轮的的旋旋转转角角速速度度与与流流体体流流速速成成正正比比。由由此此，流流体体流流速速可可通通过过涡涡轮轮的的旋旋转转角角速速度度得得到到，从从而而可可以以计计算得到通过管道的流体流量算得到通过管道的流体流量。二二.涡轮流量计涡轮流量计56qv=f/Kf流流量量计计输输出出信信号号的的频率；频率；K流量计的仪表系数；流量计的仪表系数；571 1）高精确度，基本误差可达高精确度，基本误差可达0.250.251.51.5，在所，

19、在所有流量计中，它属于最精确的。有流量计中，它属于最精确的。2 2）重复性好，短期重复性可达重复性好，短期重复性可达0.050.05-0.2-0.2；3 3）输出脉冲频率信号，无零点漂移，抗干扰能力强。输出脉冲频率信号，无零点漂移，抗干扰能力强。4 4）测量范围度宽，中大口径可达测量范围度宽，中大口径可达40:1-10:140:1-10:1。5 5）结构紧凑轻巧，安装维护方便。结构紧凑轻巧，安装维护方便。6 6）适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表。型仪表。7 7）难以长期保持校准特性，需要定期校验。难以长期保持校准特性，需要定期校验。

20、涡轮流量计的特点涡轮流量计的特点58超声波流量计的原理超声波流量计的原理：流速不同会使超声波在流体中传播的速度发生流速不同会使超声波在流体中传播的速度发生变化，通过分析计算改变的超声波信号，可以变化，通过分析计算改变的超声波信号，可以检测到流体的流速，进而可以得到流量值。检测到流体的流速，进而可以得到流量值。三三.超声波流量计超声波流量计主要介绍主要介绍传播速度差法传播速度差法和和多普勒法。多普勒法。59 通过测量通过测量超声波脉冲超声波脉冲在顺流和逆流传播过程在顺流和逆流传播过程中的中的速度之差速度之差来得到被测流体的流速。来得到被测流体的流速。1 1.传播速度差法传播速度差法测量速差的方法

21、有：测量速差的方法有：时差法时差法、相差法相差法和和频差法频差法。F F1 1到到J J2 2超声波传播速度为：超声波传播速度为：F2到到J1超声波传播速度为：超声波传播速度为：得到：得到：601 1 1 1）时差法）时差法）时差法）时差法 测量顺、逆流传播时由于超声波传播速度测量顺、逆流传播时由于超声波传播速度不同而引起的不同而引起的时间差时间差。顺流顺流传播时间为：传播时间为：逆流逆流传播时间为：传播时间为：时间差时间差为：为：611 1 1 1）时差法）时差法）时差法）时差法因此可得出流速：因此可得出流速：流量正比于时间差：流量正比于时间差：62测量顺、逆流传播时超声波信号的测量顺、逆流

22、传播时超声波信号的相位差。相位差。2 2 2 2）相差法）相差法）相差法）相差法F F1 1和和F2发射角频率为发射角频率为w w的的连续超声波连续超声波，则，则J J1 1和和J2到的信号相位差为：到的信号相位差为：流量正比于相位差：流量正比于相位差：63脉冲重复频率的定义脉冲重复频率的定义:在在单单通通道道中中一一个个发发射射脉脉冲冲被被接接收收器器接接收收之之后后，立立即即发发射射出出另另一一个个脉脉冲冲，这这样样以以一一定定频频率率重重复复发射，这个频率称为脉冲重复频率。发射，这个频率称为脉冲重复频率。频差法是目前常用的测量方法，它是在前两种测量频差法是目前常用的测量方法，它是在前两种

23、测量方法的基础上发展起来的。方法的基础上发展起来的。测量顺、逆流传播时超声脉冲的重复测量顺、逆流传播时超声脉冲的重复频率差频率差。3 3 3 3）频差法）频差法）频差法）频差法64顺流和逆流重复发射频率分别为顺流和逆流重复发射频率分别为:3 3 3 3）频差法）频差法）频差法）频差法频率差为：频率差为：流量正比于频率差：流量正比于频率差：65 多多普普勒勒效效应应是是当当声声源源和和目目标标之之间间有有相相对对运运动动，会会引引起起反反射射声声波波与与声声源源在在频频率率上上的的变变化化，这这种种频频率率变变化化正正比比于于运运动动目目标标和和静静止止的的换换能能器器之间的相对速度。之间的相对

24、速度。2 2.多普勒法多普勒法利用声学多普勒原理确定流体流量。利用声学多普勒原理确定流体流量。66 从从发发射射晶晶体体T T1 1发发射射的的超超声声波波束束遇遇到到流流体体中中运运动动着着颗颗粒粒或或气气泡泡，再再反反射射回回来由接收晶体来由接收晶体R R1 1接收。接收。发发射射信信号号与与接接收收信信号号的的多多普普勒勒频频移移与与流流体体流流速速成正比成正比。多普勒法原理多普勒法原理多普勒法原理多普勒法原理67超声波流量计的特点超声波流量计的特点优点：优点：n流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失；压力损失；n能用于任何液体，也能

25、测量气体的流量；能用于任何液体，也能测量气体的流量；n非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量以及大管径流量 ；n量程比较宽，可达量程比较宽，可达5 5：1 1；n输出与流量之间呈线性等优点。输出与流量之间呈线性等优点。缺点：缺点：n只能用于测量只能用于测量200以下的流体；以下的流体；n结构复杂，成本较高。结构复杂，成本较高。68流量计分类流量计分类容积式容积式总量总量流量计流量计瞬时瞬时流量计流量计速度式速度式压差式压差式流体阻力式流体阻力式测速式测速式流体振动式流体振动式容积容积流量计流量计质量质量流量计流量计69第五节第五节 振

26、动式流量计振动式流量计vibrationflowmeter70 利利用用流流体体流流过过阻阻碍碍物物时时产产生生稳稳定定的的漩漩涡涡，通通过过测测量量其其漩漩涡涡产产生生频频率率而而实实现现流流量量计量。计量。1.1.典型结构典型结构:涡街流量计涡街流量计由由涡街流量传感器涡街流量传感器和和流量显示仪表流量显示仪表两部分构成。两部分构成。（Vortex flow meter)71 在在流流动动的的流流体体中中放放置置一一根根其其轴轴线线与与流流向向垂垂直直的的非非流流线线型型柱柱形形体体(如如三三角角柱柱、圆圆柱柱等等)，称称之之为为漩漩涡涡发发生生体体。当当流流体体沿沿漩漩涡涡发发生生体体绕

27、绕流流时时，会会在在漩漩涡涡发发生生体体下下游游产产生生如如图图所所示示不不对对称称但但有有规规律律的的交交替替漩漩涡涡列列，这这就就是是所所谓谓的的卡门涡街卡门涡街。2.2.理论基础理论基础:“卡门涡街卡门涡街”原理原理7273冯冯.卡门卡门对涡街的稳定条件进行了研究，对涡街的稳定条件进行了研究，于于1911年得到结论：年得到结论：只只有有当当两两漩漩涡涡列列之之间间的的距距离离H和和同同列列的的两两漩漩涡涡之之间间的的距距离离L之之比比满满足足下下面面的的关关系时，所产生的涡街才是稳定的。系时，所产生的涡街才是稳定的。743.3.圆柱体后漩涡发生的频率圆柱体后漩涡发生的频率柱体后漩涡发生的

28、频率为：柱体后漩涡发生的频率为：其中其中S St t是与雷诺数有关的无量是与雷诺数有关的无量纲数，称为纲数，称为斯特罗哈数斯特罗哈数。则体积流量为：则体积流量为：75结结构构说说明明：圆圆柱柱体体表表面面开开有有导导压压孔孔，与与圆圆柱柱体体内内部部空空腔腔相通，空腔由隔板分成二部分。相通，空腔由隔板分成二部分。现现象象：当当漩漩涡涡在在圆圆柱柱体体下下侧侧产产生生时时，出出于于升升力力的的作作用用圆圆柱柱体体下下方方的的压压力力比比上上方方高高，反反之之当当漩漩涡涡在在圆圆柱柱体体上上侧侧产产生时，上方压力比下方高。生时，上方压力比下方高。漩涡频率的可能检测方案漩涡频率的可能检测方案:1.铂

29、电阻丝温度计法铂电阻丝温度计法2.膜片法膜片法3.压电晶体法压电晶体法4.超声波法超声波法4.4.漩涡频率的检测漩涡频率的检测76 被测流体本身就是振动体，无机械可动部件，被测流体本身就是振动体，无机械可动部件，几乎不受流体组成、密度、粘度、压力等因素几乎不受流体组成、密度、粘度、压力等因素的影响；的影响；可得到与流量成正比的频率输出信号；可得到与流量成正比的频率输出信号；应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。测量范围宽，一般范围度可达测量范围宽，一般范围度可达1010：1 1以上；以上；精确度为中上水平；精确度为中上水平；5.5.振动式流量计的特点振动式

30、流量计的特点77流量计分类流量计分类容积式容积式总量总量流量计流量计瞬时瞬时流量计流量计速度式速度式压差式压差式流体阻力式流体阻力式测速式测速式流体振动式流体振动式容积容积流量计流量计质量质量流量计流量计78第六节第六节 质量流量计质量流量计massflowmeter791.在工业生产中，由于物料平衡，热平衡以及储存、在工业生产中，由于物料平衡，热平衡以及储存、经济核算等所需要的都是质量，并非体积；经济核算等所需要的都是质量，并非体积；2.在测量工作中，常需将测出的体积流量，乘以密度在测量工作中，常需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量，设备复杂，测量耗时；换算成质量流量，设备复杂，测量耗

31、时；3.密度随温度、压力而变化，在温度、压力变化比较密度随温度、压力而变化，在温度、压力变化比较频繁的情况下，难以达到测量的目的。频繁的情况下，难以达到测量的目的。用质量流量计来直接测量质量流量，则无需再进行用质量流量计来直接测量质量流量，则无需再进行上述人工换算。上述人工换算。为什么需要质量流量计为什么需要质量流量计?80 1 1 直接式直接式 2 2 推导式推导式 3 3 补偿式补偿式质量流量计大致分为三大类：质量流量计大致分为三大类：81 直接检测与质量流量成比例的量，检直接检测与质量流量成比例的量，检测元件直接反映出质量流量。测元件直接反映出质量流量。1,1,直接式质量流量计直接式质量

32、流量计直接式质量流量计有两种：直接式质量流量计有两种：1)科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计2)热式质量流量计热式质量流量计821)1)科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计 当当质质量量m的的质质点点以以速速度度v在在对对P轴轴作作角角速速度度为为 旋旋转转的的管管道道内内移移动动时时，质质点点具具有有两两个个分分量量的的加加速速度度及及相相应的加速度力。应的加速度力。(1)(1)法法向向加加速速度度：即即向向心心加加速速度度a ar r，其其量量值值为为 2 2r r ，方向朝向方向朝向P P轴。轴。(2)(2)切切向向加加速速度度a at t：即即科科里里奥奥利利加加速速度度，其其量量值

33、值为为2 2 v v ，方向与方向与a ar r垂直。垂直。831)1)科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计科里奥利力：科里奥利力：当当密密度度为为 的的流流体体在在旋旋转转管管道道中中以以恒恒定定速速度度v v流流动动时时，任任何何一一段段长长度度 x x 的的管管道道都都受受到到一一个个切切向向的的科科里里奥奥利利力力 FcFc 的作用。的作用。因此，测得因此，测得科里奥利力就可得到质量流量。科里奥利力就可得到质量流量。841)1)科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计通通过过旋旋转转运运动动产产生生科科里里奥奥利利力力是是困困难难的的，目目前前产产品品均均代之以管道振动产生的代之以管道振动

34、产生的。科里奥利质量流量计测量原理科里奥利质量流量计测量原理科里奥利质量流量计测量原理科里奥利质量流量计测量原理85缺点：缺点：n对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号的流量传感器安装固定要求较高。部分型号的流量传感器安装固定要求较高。n不能用于较大管径，目前尚局限于不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm以以下。下。n大部分型号重量和体积较大。大部分型号重量和体积较大。n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28倍；倍；1)1)科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计优点：优点：精度高、量程比大、动

35、态特性好精度高、量程比大、动态特性好 可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液等。有固形物的浆液等。流体密度变化对测量值得值的影响微小。流体密度变化对测量值得值的影响微小。862)2)热式质量流量计热式质量流量计利用传热原理，即流动中的流体与热源之间热量交换关系来测量流量，当前主要用于测量气体。上下游温差取决于质量流量的大小。适 用 于 2.510-10510-3Kg/s的气体质量流量，精度达187组组合合体体积积流流量量计计和和密密度度计计来来测测量量质质量量流流量量，通过运算得出与质量流量有关的输出信号。通过运算得出与质量流

36、量有关的输出信号。2,2,推导式质量流量计推导式质量流量计有以下几种组合方式：有以下几种组合方式：检测检测检测检测检测检测检测检测的流量计和密度计的流量计和密度计的流量计和密度计的流量计和密度计的流量计和检测的流量计和检测 的密度计的密度计的流量计和检测温度和压力的流量计和检测温度和压力88899091补偿式质量流量测量方法，是目前工业上普补偿式质量流量测量方法，是目前工业上普遍应用的一种测量方法遍应用的一种测量方法。3 3.补偿式质量流量计补偿式质量流量计体积流量体积流量流体温度流体温度流体压力流体压力密度密度质量流量质量流量92流量计分类流量计分类容积式容积式总量总量流量计流量计瞬时瞬时流

37、量计流量计速度式速度式压差式压差式流体阻力式流体阻力式测速式测速式流体振动式流体振动式容积容积流量计流量计质量质量流量计流量计93第七节第七节 总量流量计总量流量计grossflowmeter94 1 1 容积式容积式 2 2 速度式速度式总量流量计大致有两大类：总量流量计大致有两大类：95 用用仪仪表表内内一一个个固固定定容容量量的的容容积积连连续续地地测测量量被被测测介介质质，最最后后根根据据定定量量容容积积称称量量的的次次数数来来决决定定流流过的总量。根据结构不同，这类仪表主要有：过的总量。根据结构不同，这类仪表主要有：1 1.容积式计量表容积式计量表96 每每转转一一周周，四四个个相相

38、同同月月牙牙形形腔腔（测测量量室室）被被形形成成、被被封封闭闭、被被传传送送、被被卸卸出出。两两个个齿齿轮轮共共送送出出4 4个个标标准准容容积积的流体。的流体。1 1）椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计粘粘度度愈愈大大的的介介质质，从从齿齿轮轮和和计计量量空空间间隙隙中中泄泄漏漏出出去去的的泄泄漏漏量量愈愈小小，因因此此被被测测介介质质的的粘粘度度愈愈大大，对对测测量愈有利。量愈有利。972 2）腰轮流量计（罗茨流量计）腰轮流量计（罗茨流量计）工工作作原原理理与与椭椭圆圆流流量量计计相相同同，只只是是转转子子不不是是椭椭圆圆齿齿轮轮，而而是是一一对对由由圆圆弧弧和和摆摆线线围围成成的的中中间间凹凹

39、进进的的腰腰形形光轮，形成菱角形测量室。光轮，形成菱角形测量室。可用于液体、气可用于液体、气体流量测量。体流量测量。容积式流量计的测量误差值E，可由指示值与真值之差与指示值之比表示。设：V为通过流量计的流体体积真值；I为流量计指示值，则误差值E可表示为总的泄漏量99qs=qv时，仪表不宜在极小流量下工作qs/qv0时，此时变为一常数100特点：特点：n计量精度高，基本误差一般为0.5，特殊的可达0.2或更高。通常在昂贵介质或需要精确计量的场合使用。n可用于高粘度流体的测量。范围度宽，一般为10：1到5：1，特殊的可达30：1或更大。n直读式仪表，无需外部能源，可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。1 1.容积式计量表容积式计量表