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| ?簡(jiǎn)述各種流量計(jì)原理及特點(diǎn) |
| 作者：admin 發(fā)布時(shí)間：2014-06-03 00:00 閱讀次數(shù)：9329 |
| ?簡(jiǎn)述各種流量計(jì)原理及特點(diǎn)（1）
. 簡(jiǎn)述
目前工程實(shí)際中，流量測(cè)量方法及流量?jī)x表的種類繁多，至今為止，可供工業(yè)用的流量?jī)x表種類多達(dá)數(shù)十余種。在流量?jī)x表的家族中，每種產(chǎn)品都有它特定的適用性及使用局限性。按測(cè)量對(duì)象劃分就有封閉管道和明渠兩大類：按測(cè)量目的又可分為總量測(cè)量和流量測(cè)量，其儀表分別稱作總量表和流量計(jì)。
本文簡(jiǎn)要介紹目前最常用流量計(jì)分類法，主要有：差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、流體振蕩流量計(jì)中的渦街流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)等分別簡(jiǎn)述各種流量計(jì)的原理及特點(diǎn)。
2. 差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)是通過安裝于是工業(yè)管道中流量檢測(cè)元件產(chǎn)生的差壓，將已知流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺寸來計(jì)差壓式流量計(jì)算流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)由一次檢測(cè)件及二次儀表（差壓轉(zhuǎn)換器或變送器和流量顯示儀表）組成。以檢測(cè)件形式劃分差壓式流量計(jì)分類，有孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)等。二次儀表為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓式流量計(jì)、差壓變送器及流量顯示儀表。差壓式流量?jī)x表是流量?jī)x表大家族中應(yīng)用最廣泛的一中流量?jī)x表，目前國(guó)內(nèi)外已系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，差壓式流量計(jì)既可單獨(dú)測(cè)量流量參數(shù)，也可測(cè)量其它參數(shù)（壓力、物位、密度）等。差壓式流量計(jì)的檢測(cè)件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水利阻力、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益及射流式、以及離心式等幾大類。
檢測(cè)件有標(biāo)準(zhǔn)化型式或非標(biāo)準(zhǔn)兩大類。標(biāo)準(zhǔn)型檢測(cè)元件是以標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無需經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測(cè)量誤差。而非標(biāo)型檢測(cè)元件一般尚未列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)元件。差壓式流量計(jì)也是應(yīng)用最廣泛的一種流量?jī)x表，在各種流量計(jì)使用量中占據(jù)首位。
主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)應(yīng)用最多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng);(2)應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無任何一流量計(jì)可與之比擬；(3)檢測(cè)件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。
主要缺點(diǎn)是：(1)測(cè)量精度普遍偏低：(2)范圍度窄，一般僅3：1～4：1；(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高；(4)壓損大（指孔板、噴嘴等）。
3. 容積式流量計(jì)
容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。
容積式流量計(jì)按其測(cè)量元件分類：有橢圓齒輪流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、濕式氣體計(jì)及膜盒式氣體計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)等。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)計(jì)量精度高；(2)安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響；(3)可用于高粘度液體的測(cè)量；(4)范圍度寬；(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量，清晰明了，操作簡(jiǎn)便。
主要缺點(diǎn)：(1)結(jié)果復(fù)雜，體積龐大；(2)被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；(3)不適用于高、低溫場(chǎng)合；(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體；(5)產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。
4. 浮子流量計(jì)
浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種，在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計(jì)是繼差壓式流量計(jì)之后應(yīng)用較廣泛的一類流量計(jì)，適用于微小流量監(jiān)測(cè)。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便；(2)適用于小管徑和低流速；(3)壓力損失較低。缺點(diǎn)：耐壓力低，有玻璃管易碎。
5. 渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(jì)是屬于速度式流量計(jì)中主要品種，它的結(jié)構(gòu)由多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感應(yīng)流體平均流速，從而計(jì)量出流量或總流量的儀表。其結(jié)構(gòu)由傳感器和顯示儀兩部分組成，有分體式和一體式兩種。
渦輪流量計(jì)和容積式流量計(jì)、科奧利質(zhì)量流量計(jì)統(tǒng)稱為流量計(jì)中三類重復(fù)性、精度最佳的品種。目前已朝多品種，多系列化發(fā)展。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)精度高，在所有流量計(jì)儀表中屬于最精確的流量?jī)x表；(2)重復(fù)性好；(3)無零點(diǎn)漂移，抗干擾性好；(4)測(cè)量范圍度寬；(5)結(jié)構(gòu)緊湊。
主要缺點(diǎn)：(1)不能長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性；(2)流體物性對(duì)流量特性影響較大。
6. 渦銜流量計(jì)
渦銜流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，當(dāng)流體在游渦發(fā)生體兩側(cè)交替分離釋放出兩串規(guī)則交錯(cuò)排列的游渦的儀表。
渦銜流量計(jì)一般按頻率檢出方式，劃分有：應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、光電式及超聲波式、振動(dòng)式等。
渦銜流量計(jì)屬于國(guó)內(nèi)外新型流量?jī)x表。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固；(2)適用于多流體種類的場(chǎng)合流量；(3)有較高測(cè)量精度；(4)測(cè)量范圍度寬，且壓損小。
主要缺點(diǎn)：(1)不適應(yīng)于低雷諾數(shù)流體測(cè)量；(2)需較長(zhǎng)直管段；(3)與渦輪流量計(jì)相比，儀表系數(shù)較低。
7. 電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)由傳感器及轉(zhuǎn)換器及顯示器等部分組成，電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一般測(cè)量導(dǎo)電流體的流量?jī)x表。
電磁流量計(jì)具有其它流量計(jì)不能比擬獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別適用如臟污流體及腐蝕流體的測(cè)量。電磁流量計(jì)在70-80年代 由于電磁流量在技術(shù)上有重大突破，使它成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的流量監(jiān)測(cè)儀表。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)由于測(cè)量通道是段光滑直管，不會(huì)阻塞，特別適用于固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、污水、泥漿等；(2)無壓損，節(jié)能效果好；(3)不受流體的濕度、密度、粘度、壓力和電導(dǎo)率變化影響；(4)流量范圍大，口徑范圍寬；(5)適用于腐蝕性流體的測(cè)量。
主要缺點(diǎn)：(1)不適用測(cè)量由釋放的石油制品流體；(2)不適用氣體、蒸汽及含有較大氣泡的液體；(3)不適用高溫場(chǎng)合。
8. 超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)可分為傳播速度差法（直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法）、波速偏移法、多普差法、互相關(guān)法、空間濾去法及噪聲法等。
超聲流量計(jì)與電磁流量計(jì)均屬于無阻礙流體直流的結(jié)構(gòu)。因此，適用于解決流量測(cè)量困難的場(chǎng)合，特別適用于大口徑流量測(cè)量領(lǐng)域。
主要優(yōu)點(diǎn)：(1)可做非接觸式流體測(cè)量；(2)屬于無阻礙測(cè)量，故無壓力損失；(3)它與電磁流量計(jì)相比，具有可測(cè)非導(dǎo)電性液體，獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
主要缺點(diǎn)：(1)在傳播時(shí)間法時(shí)，只能用于清潔液體和氣體，而在多普勒法時(shí)，測(cè)量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；(2)多普勒法測(cè)量精度不高。
9. 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力學(xué)原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。
10. 明渠流量計(jì)
明渠流量計(jì)屬于在非滿管狀敞開渠道測(cè)量自由表面自然流動(dòng)的流量?jī)x表。因此，也亦稱非滿管態(tài)流動(dòng)的水溝叫明渠。明渠流量計(jì)除有圓形外，還有U形、梯形、矩形等多種形狀。明渠流量計(jì)是廣泛應(yīng)用于城市供水引水渠，火力及水利發(fā)電廠引水和排水渠，城市及工礦企業(yè)污水治理流入和排放渠，水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道流量計(jì)測(cè)量流量結(jié)構(gòu)方式。
綜上所述，目前流量計(jì)測(cè)量技術(shù)發(fā)展至今雖然已日趨成熟，但其種類繁多，至今尚無一種對(duì)于任何場(chǎng)合都能適用的流量計(jì)，而每種流量計(jì)都有供適用范圍，具有局限性。因此，在選用何種流量計(jì)時(shí)，應(yīng)熟知儀表的工作原理及特點(diǎn)，根據(jù)被測(cè)對(duì)象的不同，合理正確選擇流量計(jì)是值得人們討論的問題。
超聲波流量計(jì)
測(cè)量原理：時(shí)差法
AFV系列超聲波流量計(jì)采用時(shí)差法測(cè)量原理，非接觸測(cè)量，適用于強(qiáng)腐蝕性液體及高壓管道，測(cè)量管徑范圍寬。?
本儀表采用了先進(jìn)的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字處理技術(shù),具有超強(qiáng)的糾錯(cuò)功能和極高的抗干擾能力；可進(jìn)行定時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，具有多種輸出，可選：RS485、4～20mA、0～10mA、累計(jì)脈沖、GSM/GPRS。????
?同時(shí)，儀表問答式數(shù)據(jù)輸入及參數(shù)選擇，完善的自檢功能使儀表操作、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸功能，可選配數(shù)據(jù)顯示器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。?
技術(shù)特征：??
被測(cè)介質(zhì)：易于超聲波傳播的均質(zhì)液體（水、海水、污水、汽油、酸堿液或其它已知聲速的液體）?
測(cè)定狀態(tài)：液體滿管流動(dòng)??
測(cè)量管徑：DN15-DN6000 mm?
濁度：小于1000deg、顆粒小于1mm?
介質(zhì)溫度：-20℃～ 150℃?
液體流速：0.1-32m/s????
管道材料：鋼、鑄鐵、鋁、玻璃鋼、交聯(lián)聚乙烯、鋼筋混凝土管等。
襯里材料：沙漿、橡膠、瀝青、玻璃鋼或已知聲速的材質(zhì)?????
測(cè)點(diǎn)要求：上游10D、下游5D（D為管道內(nèi)徑）技術(shù)參數(shù)：(中英文雙語顯示)
電磁流量計(jì)原理一、概述：
電磁流量計(jì)是一種應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計(jì)，其傳感器主要由內(nèi)襯絕緣材料的測(cè)量管，穿通測(cè)量管壁安裝的一對(duì)電極和用以產(chǎn)生工作磁場(chǎng)的一對(duì)線圈及鐵芯組成。當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感器測(cè)量管時(shí)，在電極上將感應(yīng)與流體平均流速成正比的電壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器放大處理，直接顯示流量及總量并可輸出模擬、數(shù)字信號(hào)。
電磁流量計(jì)可用于測(cè)量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，適用于化工、電力礦冶、給排水、造紙、醫(yī)藥、食品等部門。
二、主要功能及技術(shù)參數(shù)：
儀表主要功能
? 流量測(cè)量功能：
測(cè)量瞬時(shí)流量（m3/h）、累計(jì)流量（m3）、流速（m/s）并同時(shí)顯示
? 零點(diǎn)跟蹤功能：
在流體流速為零時(shí)，可進(jìn)行零點(diǎn)跟蹤，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零。
? 小流量切斷功能：
可設(shè)定始動(dòng)流量值，實(shí)現(xiàn)小流量切除或抑制突變干擾。
? 正反向流指示功能：
正向流時(shí)，流向指示為+，反向流時(shí)，流向指示為－。
? 阻尼功能：
可在0-99秒的范圍內(nèi)設(shè)定阻尼時(shí)間，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流量的平均測(cè)量。
? 空管報(bào)警功能：
當(dāng)管道空管時(shí)，給出報(bào)警指示，累計(jì)停止。
? 上、下限報(bào)警功能：
可設(shè)定瞬時(shí)流量的上下限值，當(dāng)流量超限時(shí)，給出報(bào)警指示和報(bào)警信號(hào)輸出。
? 信號(hào)輸出功能：
4～20 mA電流輸出：輸出值與瞬時(shí)流量相對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)量程可調(diào)。
? 標(biāo)定功能：
可對(duì)儀表分段標(biāo)定，進(jìn)一步提高儀表的線性度，擴(kuò)大測(cè)量范圍，提高測(cè)量精度。
? 密碼設(shè)定功能：
可設(shè)定密碼，防止隨意的操作。
? 環(huán)境條件：環(huán)境濕度：-10℃～+60℃ 相對(duì)濕度：5%－90%
? 工作條件：
一體型：70℃
分離型： 聚四氟乙烯襯里：120℃ 聚氯丁橡膠襯里：80℃
聚氨酯襯里：80℃ 聚丙烯襯里：120℃
流體電導(dǎo)率：不低于5μs/cm
? 公稱壓力：
法蘭型：4.0MPa(DN10-DN150) 1.6 MPa(DN10-DN1000)
夾持型：4.0MPa(DN10-DN150) 1.6 MPa(DN10-DN150)
? 電 源：a. 單相交流85V-265V、45Hz-450Hz b.直流18V-36V
技術(shù)指標(biāo)
? 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：JB/T9248-1999電磁流量計(jì)
? 基本參數(shù)與性能指標(biāo)
1） 公稱通徑：10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000；
流量范圍對(duì)應(yīng)的流速范圍：0-1.5m/s到0-12m/s
精確度：±0.5%（示值）
測(cè)量管材料：不銹鋼1Crl8Ni9Ti
襯里材料：聚四氟乙烯襯里、聚氯丁橡膠襯里、聚氨酯、聚丙烯
電極材料：不銹鋼0Crl8Nil2Mo2Ti、哈氏合金C、鈦、鉑銥合金、鉭、不銹鋼涂覆碳化鎢。
法蘭材料：碳鋼、不銹鋼。
襯里保護(hù)法蘭材料：碳鋼、不銹鋼1Crl8Ni9Ti
外殼防護(hù)：IP65/68
防爆標(biāo)志：Ex em(ia) ⅡCT4
間距（分離型）轉(zhuǎn)換器距傳感器一般不超過100m
2)智能開支轉(zhuǎn)換器（紅外搖控式可選）
功能損耗：小于20w
時(shí)間常數(shù)：0-99秒
小信號(hào)切除范圍：0-49‰ 。
輸入阻抗：1015歐姆，共模擬制比110db，系統(tǒng)可以現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)校“0”。
電流輸出：4～20 mA±0.01 mA、負(fù)載電阻：0-75歐姆
頻率輸出：輸出頻率上限可先1KHz或者2KHz 。帶光電隔離的晶體管集電極。上接20K歐姆電阻輸出，輸出高態(tài)電壓為：Vh=24V×RL/(RL+ 20KΩ),VL=0V,誤差﹥±1H
外接電源不不于35V，或者內(nèi)部隔離+24V供電。
脈沖輸出：累計(jì)量脈沖輸出。
帶光電隔離的晶體管理體管集電極開路輸出。或者內(nèi)部隔離+24V供電，或者外接電源不大于35V供電。
高態(tài)電壓值輸出：0.001立方米可設(shè)。
輸出電平：VL=+5V， VL=0V
串行輸出：Rs485標(biāo)準(zhǔn)串行接口。
抗干擾性：電磁兼容及抗干擾性能優(yōu)于國(guó)際二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
電氣隔離：
模擬輸入與模擬輸出間絕緣電壓不低于500V。
模擬輸入與交流電源間絕緣電壓不低于1500V。
模擬輸出與交流電源間絕緣電壓不低于1500V。
模擬輸出與大地間絕緣電壓不低于500V。
脈沖輸出與交流電源間絕緣電壓不低于1500V。
脈沖輸出與大地間絕緣電壓不低于500V。
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