流量检测仪表基础知识讲义VIP专享VIP免费

第1页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共21页第四章流量检测仪表1．概述（流量的概念和单位、流量检测方法及流量计分类）在生产过程中，为了有效地进行操作、控制和监督，需要检测各种流体的流量。物料总量的计量还是经济核算和能源管理的重要依据。流量检测仪表是发展生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，是工业自动化仪表与装置中的重要仪表之一。流体的流量是指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。流量的表达式为：式中为体积流量，单位；为质量流量，；V为流体体积，m3；M为流体质量，Kg；t为时间；为流体密度，；为流体平均流速，；为流通截面面积，。在某段时间内流体通过的体积或质量总量称为累计流量或总流量，它是体积流量或质量流量在该段时间的积分。流量检测方法可以归为体积流量检测和质量流量检测两种方式，前者测得流体的体积流量值，后者可以直接测得流体的质量流量值。测量流量的仪表称为流量计，测量流体总量的仪表称为计量表或总量计。流量计通常由一次装置和二次仪表组成。一次装置安装于流道的内部或外部，根据流体与之相互作用关系的物理定律产生一个与流量有确定关系的信号，这种一次装置亦称流量传感器。二次仪表则给出相应的流量值大小。流量计的种类繁多，各适合于不同的工作场合。按检测原理分类的典型流量计列在见下表。流量计的分类类别仪表名称体积流量容积式流量计椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、皮膜式流量计等差压式流量计节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计、靶式流量计、浮子流量计等速度式流量计涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等第2页共21页第1页共21页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共21页质量流量计推导式质量流量计体积流量经密度补偿或温度、压力补偿求得质量流量等直接式流量计科里奥利流量计、热式流量计、冲量式流量计等2.容积式流量计容积式流量计是直接根据排出体积进行流量累计的仪表，它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计可以精密测量体积量，所以其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表，广泛地用作管理和贸易的手段。容积式流量计由测量室、运动部件、传动和显示部件组成。它的测量主体为具有固定标准容积的测量室，测量室由流量计内部的运动部件与壳体构成。在流体进、出口压力差的作用下，运动部件不断地将充满在测量室中的流体从人口排向出口。假定测量室的固定容积为V，某一时间间隔内经过流量计排出流体的固定容积数为"，则被测流体的体积总量Q可知。容积流量计的流量方程式可以表示为：Q=nV。计数器通过传动机构测出运动部件的转数，n即可知，从而给出通过流量计的流体总量。在测量较小流量时，要考虑泄漏量的影响，通常仪表有最小流量的测量限度。容积式流量计的运动部件有往复运动和旋转运动两种形式。往复运动式有家用煤气表、活塞式油量表等。旋转运动式有旋转活塞式流量计、椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等。各种流量计型式适用于不同的场合和条件。2．1椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计的测量本体由一对相互啮合的椭圆齿轮和仪表壳体构成，其工作原理如下图所示。两个椭圆齿轮A、B在进出口流体压力差的作用下，交替地相互驱动，并各自绕轴作非匀角速度的转动。在转动过程中连续不断地将充满在齿轮与壳体之间的固定容积内的流体一份份地排出。齿轮的转数可以通过机械的或其他的方式测出，从而可以得知流体总流量。两个齿轮每转动一圈，流量计将排出4个半月形容积的流体。通过椭圆齿轮流量计的流体总量可表示为：Q=4nV0。式中n为椭圆齿轮的转数；Vo为半月形容积，两个半月形容积相等且恒定。齿轮的转数通过变速机构直接驱动机械计数器来显示总流量。也可以通过电磁转换装置转换成相应的脉...