第3章 过程参数检测与变送-4 流量检测仪表

(三)流量检测在工程中，所谓流量是指在单位时间内流过工艺管道的流体数量，表以q。它的单位可以根据不同的流量测量原理和实际需要，有下列三种表示方法．1.体积流量qV(m3／h或l／m等)2.重量流量qG(kgf／h)3.质量流量qM(kg/h)1．流量的概念2．流量检测的主要方法（1）体积流量检测法——容积法、速度法容积法：是在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行测量，以排出流体固定容积数来计算流量。仪表：椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计、刮板式流量计等。特点：受流体状态影响较小，适用于测量高粘度流体，测量精度高。速度法：先测量管道内流体的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积流量。仪表：差压式流量计、转子式流量计、电磁式流量计、涡轮式流量计、靶式流量计、超声波流量计等。（2）质量流量检测法——直接法、间接法直接法：由测量仪表直接测量质量流量。优点：精度不受流体的温度、压力、密度等变化的影响。仪表：角动式流量计、量热式流量计、科里奥力式流量计等。间接法：用测得的体积流量乘以流体的密度自动计算得到质量流量。缺点：当流体密度随流体的温度、压力等变化时，计算繁琐，存在累计误差，测量精度受限。1、差压式流量计1）节流装置—孔板、喷嘴、文丘利管2/1~2.0,5~1,20~4(cmKgfDCVDCmApq▼典型流量检测仪表(三)流量检测差压流量计实例(三)流量检测节流装置实例(三)流量检测2）流量孔板的工作原理v1v3v2IIIIIIpp1p2p3pmaxv1v2v3根据伯努利方程和连续性原理：22212122pvpv2211vAvA式中，)(21121222ppvμ为流束收缩系数。10AA0A为节流元件的开孔截为管道截面积1A21ppp令pAppAq2)(21021220vpAppAq2)(21021220m(三)流量检测3)开放运算及其实现KAIoΔp'—q+φ(·)f(·)Δp0I1R2R1'R10R9R8R7R6R5R4R3R动圈IfVD1VD2VD3VD40I0If246810106.43.61.60.4(三)流量检测由图a）可知：A2K),(f,)(）（当qqfpqqfIr)()(1有由图b）可知：:,)////(//RII2734822271f0即所示的平方函数最终形成如图通通当ffIRRRRRVDIRRVD)(,)(202'反馈动圈电流也即frrfIIIIp2．容积式流量计qqqAAABBBVq4v3．电磁式流量计基于电磁感应定律NsvEqBDvE磁感应强度B管道直径Dv为流体平均流速，则感生电动势vBDvDq4412V(三)流量检测4、转子流量计'22212v(sFpp上托力）当流体密度—比例系数；—最大截面积；—度；环形面积处介质平均速—'sv)((''1gvF下坠力）当重力大于浮力转子材料密度—转子体积；—重力加速度；—''vg(三)流量检测转子的位置量或输出量—流量系数；—转子流量的结构参数；—hA则有时，转子处于平衡位置当,21hFF'hAqv重要结论:转子流量计的流量与位置呈线性关系.(三)流量检测转子流量计实例(三)流量检测5、旋涡流量计(涡街流量计)(1)结构图281.0lh实验研究表明：当时，旋涡呈稳定现象。则：dvSft1“斯特拉哈尔数”迎流面最大宽度；—流速（—tSdsmv);/1（圆柱体St=0.21、三角柱体St=0.16）K为结构常数KfqV(三)流量检测涡街流量计实例6．质量流量计科氏力质量流量计ABC★A、B、C三处各装一组压电换能器。★换能器A在外加交流电压作用下产生交变力，使两个U型管产生上、下振动，换能器B和C用于检测两管的振动幅度。★位于出口侧的换能器C输出的交变信号将超前于位于入口侧换能器B的输出信号，二种信号的相位差与流过的质量流量成正比。