检测仪表与传感器(流量检测)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 检测仪表与传感器,流量检测及仪表,Instrumentation and sensor,第三章 检测仪表与传感器流量检测及仪表Instrumenta,1,3.3,流量检测及仪表,flow detection and instrument,教学内容,各种流量计的结构、测量原理及使用特点,差压式流量计,转子流量计,椭圆齿轮流量计,涡轮流量计,电磁流量计,超声波流量计等,3.3流量检测及仪表 flow detection an,2,一,.,概述,流量,：,1.定义,单位时间,内流过管道某一截面的流体数量。 （瞬时流量）,总流量,：,某一段时间内流过管道,流量的总和,。,一.概述流量 ：1.定义单位时间内流过管道某一截面的流体数量,3,流量的表示方法,质量流量,(M),体积流量,(Q),（流体密度）,（t时间）,两者关系,流量的表示方法质量流量(M) （流体密度） （,4,流量计,总量计,常用的,流量单位,：,t/h,、,kg/h,、,kg/s,、,m,3,/h,、,L,/h,、,L,/min,流量计,5,2.,流量计的种类,（,1,）速度式流量计,以测量,流体的速度,为依据得到流量,如,压差式流量计,转子流量计,电磁流量计,涡轮流量计,靶式流量计 堰式流量计,2.流量计的种类（1）速度式流量计以测量流体的速度为依据得到,6,（2）容积式流量计,受流体的流动状态影响小，适用于高粘度、低雷诺数的流体。,以,单位时间,内所,排出,流体的,固定容积数目,为依据。,如,椭圆齿轮流量计,（液体型）,活塞式流量计 等,（2）容积式流量计受流体的流动状态影响小，适用于高粘度、低雷,7,（,3,）质量式流量计,以测量,流过的质量,M 为依据,分为,直接式（直接测量）,间接式（用和计算）,（3）质量式流量计以测量流过的质量 M 为依据分为直接式（直,8,二,.,压差式流量计,differential pressure flowmeter,工作原理,：,结构简单，使用寿命长，适应性较广，能测各种工况下,单相流体和高压下,流体流量，应用广泛。,利用流体,流经节流装置,时产生的,压力差,来测量流量。,基于流体的,节流原理,特点,：,二.压差式流量计differential pressure,9,广泛应用于：气体、蒸汽和液体的流量测量。,孔板流量计,广泛应用于：气体、蒸汽和液体的流量测量。孔板流量计,10,日本进口DPF差压式流量计,日本进口DPF差压式流量计,11,差压式流量计的,组成,节流装置,将被测流量,压力差,包括,节流件,（孔板、喷嘴、文丘里管）,取压装置,（导压管）,差压计,测量压差而显示流量,节流装置,引压管线,差压变送器,(差压计),Q,P,I,0,差压式流量计的组成 节流装置将被测流量压力差节流装置引压,12,差压式流量计,孔板,引压管,差压计,差压式流量计 孔板引压管差压计,13,1.,节流现象与流量基本方程式,（,1,）,节流现象,throttle,流体在管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的,静压力产生差异,的现象。,1.节流现象与流量基本方程式（1）节流现象 throttle,14,孔板,喷嘴,文丘里管,常用的节流件,节流件：,例如,斜面：4515,能使流体产生,局部收缩,的元件,孔板喷嘴文丘里管常用的节流件节流件：例如斜面：4515,15,（,2,）测流量的,基本原理,流体流经节流装置前后产生的压力差与流量有关,流动流体的,能量,，包括,静压能,和,动能,总能量=静压能+动能+损失的能量（摩擦阻力损失）,（2）测流量的基本原理流体流经节流装置前后产生的压力差与流量,16,p,1,p,2,1,2,3,P,1,P,2,P,3,P=P,1,-,P,2,P=P,1,-,P,3,1,2,3,孔板装置及压力、流速分布图,p1p2123P1P2P3P=P1- P2,17,节流装置前流体压力,正压（,+,）,后流体压力,负压（,-,）,P,1,、,P,2,不易测出，实际上在孔板前后,选,两个固定的取压点,P,1,、,P,2,注意,测得的压差与流量之间的关系，与,测,压点,及,测压方式,的选择紧密相关的。,节流装置前流体压力正压（+）P1、 P2不易测出，实,18,（,3,）流量基本方程, -,流量系数, -,膨胀校正系数,F,0,-,孔口截面积,1,-,流体密度,P -,实际测得的压力差,流量与压力差的平方根成正比,（3）流量基本方程 - 流量系数流量与压力差的平方根成正比,19,节流装置的结构形式、取压方式、,与许多因素有关,孔口边缘锐度、管道粗糙度,雷诺数Re表示流体的流动状态，测量湍流流体，,不随Re变化。,选用标准节流装置，测量湍流流体，,为常数。,节流装置的结构形式、取压方式、 与许多因素有关,20,2,标准节流装置,standard throttling set,结构、尺寸、加工要求、取压方式、使用条件等,标准化的节流装置,。,标准孔板,标准喷嘴,标准文丘里管,2标准节流装置 standard throttling s,21,标准孔板,标准喷嘴,标准文丘里管,标准孔板标准喷嘴标准文丘里管,22,角接取压标准孔板,角接取压标准孔板,23,角接取压标准孔板(带前10D后5D测量管),角接取压标准孔板(带前10D后5D测量管),24,标准喷嘴,标准喷嘴,25,标准文丘里管,标准文丘里管,26,标准孔板,：简单、方便，适于,大流量,测量,缺点：压力损失大。,标准喷嘴,和,文丘里管,：压力损失较小,缺点：结构较复杂，不易加工。,（1）常用标准节流装置的特点,标准孔板：简单、方便，适于大流量测量（1）常用标准节流装置的,27,标准节流装置：仅适于测量管道,50，Re在10,4,10,5,以上,的流体，且流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变。,标准节流装置：仅适于测量管道50，Re在104105,28,（2）标准节流装置的选用,加工制造、安装、价格方面：,孔板最简单,，文丘里管最复杂。,要求,压力损失较小,时：,喷嘴、文丘里管,。,（2）标准节流装置的选用加工制造、安装、价格方面：孔板最简,29,有腐蚀性、脏污、颗粒状杂质的介质：,喷嘴,较孔板好。,喷嘴,精度较高,，所需的直管段较短。,高温、高压介质：孔板和喷嘴,低压介质：文丘里管。,有腐蚀性、脏污、颗粒状杂质的介质：喷嘴较孔板好。,30,（3）节流装置的安装使用,节流装置的开孔和管道轴线同心，端面与管道轴线垂直。,节流装置前后应有直管道，内壁不应有凸出物和明显的粗糙或不平的地方。,（3）节流装置的安装使用节流装置的开孔和管道轴线同心，端面,31,用于直径D50mm的管道中。,被测介质应充满全部管道且连续流动。,管内流束（流动状态）应稳定,被测介质应不发生相变。,用于直径D50mm的管道中。,32,在实际使用时，由于使用不当，往往,测量误差较大,。,注意：选型合理，设计、加工准确，安装、维护正确，符合使用条件等。,测量条件较好时，测量误差为,1%2%,。,3差压式流量计测量误差,在实际使用时，由于使用不当，往往测量误差较大。3差压式流量,33,（,1,）造成测量误差的原因,被测流体工作状态的变动（如温度、压力、湿度、粘度、,Re,等）,节流装置安装不正确（有“,+”,一侧是流体入口端；孔板,90,锐角一侧是入口端）,孔板入口边缘的磨损（,P,偏小，指示值偏低）,（1）造成测量误差的原因被测流体工作状态的变动（如温度、压,34,导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏等现象,）测量液体流量（取压点在下面，且有排气装置）,）测量气体流量（取压点在上面）,）测量蒸汽流量（需装凝液罐）,差压计安装或使用不正确,导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏等现象,35,测量液体流量时的取压点的位置,：045,如果从底部引出，液体中的固体杂质会沉积引起引压管线堵塞。,测量液体流量时的取压点的位置：045如果从底部引出,36,P,1,P,2,切断阀,平衡阀,差压计阀安装示意图,测量腐蚀性或易凝固介质，应装隔离罐,注意,P1P2切断阀平衡阀差压计阀安装示意图测量腐蚀性或易凝固介质,37,4. 适用范围,广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等行业。,适用于液体、蒸汽、气体的流量测量。,4. 适用范围 广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等行业。,38,（1）作用：将P,统一标准的气压或电流信号，可以连续测量压差 。,4.,力矩平衡式差压变送器,moment balance pressure transducer,DDZ-电动力矩平衡差压变送器自平衡检测仪表（一般为0. 5级）,（1）作用：将P统一标准的气压或电流信号，可以连续测量压,39,差压（压力）变送器,差压（压力）变送器,40,P,1,F,i,O,1,F,1,F,2,F,3,F,f,I,0,R,L,主杠杆,测量膜片,轴封膜片,推板,矢量板,连杆,副杠杆,检测片,差动变压器,反馈线圈,放大器,调零弹簧,永久磁钢,量程调整螺丝,矢量板,O,2,DDZ-型力矩平衡差压变送器,F,2,F,3,F,1,P,2,P1FiO1F1F2F3FfI0RL主杠杆测量膜片轴封膜,41,（,2,）工作原理,测量膜片,主杠杆,矢量板,推板,连杆,P,测量力,偏转,偏转,移动,副杠杆平衡，放大器输出,0,与,P成比例,顺时针,F,1,F,2,向上,副杠杆,逆时针,铁芯,差动,变压器,电压,放大器,0,反馈,线圈,F,f,副杠杆,当M,f,= M,2,顺时针,偏转,（2）工作原理测量膜片主杠杆矢量板推板连杆P测量力偏转偏转,42,K电动压力变送器,放大系数,K越大，量程范围越小。,K与,变送器的结构,及,电磁特性,有关,K电动压力变送器放大系数K越,43,改变,K,，即改变变送器的结构或电磁特性。,调整,，可在,4,15 ,之间调整。,量程范围的调整,：,改变K，即改变变送器的结构或电磁特性。量程范围的调整：,44,三转子流量计,rotary flowmeter,适于,小管径,（,50mm,）、,小流量,的测量。气体、液体（粘度大的除外）,压力损失小，反应快。,结构简单，价格便宜。,精度受所测介质压力、温度、粘度影响比较大。,1.,特点,三转子流量计 rotary flowmeter适于小管径（,45,LZB-（）WB系列玻璃转子流量计,LZB-（）WB系列玻璃转子流量计,46,日本进口FM-PZ玻璃管浮子/转子流量计,日本进口FM-PZ玻璃管浮子/转子流量计,47,日本进口FC-C18玻璃管浮子/转子流量计,适于测量工业机械中的低流量,日本进口FC-C18玻璃管浮子/转子流量计 适于测量工业,48,2.,结构：,由一个锥形管和一个转子组成,P,1,P,2,403,转子流量计的工作原理图,流体,流量,转子,高度,流量,数值,2.结构： 由一个锥形管和一个转子组成P1P2403转,49,3,工作原理,流体通过时，受到节流作用，在转子前后产生,P,，,Q,增加,P,增大,转子上升,h,增高,转子与壁隙增大,P,减小（转子重力不变）。直到向上的力,=,重力，转子停止上升。,Q,，,h,，测出,h,，即得,Q,。,3工作原理流体通过时，受到节流作用，在转子前后产生P，,50,转子在压差力和重力的共同作用下平衡。,压差与流速有关；,压差决定转子的位置。,由转子高度可直接读取通过的流量；,转子位置h,电气信号。,转子在压差力和重力的共同作用下平衡。,51,平衡条件,因为,P产生的向上的力+浮力=重力,=1；F,0,h,平衡条件 因为P产,52,v - 转子的体积,t,- 转子的密度,f,- 被测流体的密度,A - 转子的最大横截面,g - 重力加速度, - 仪表常数,h - 转子浮起的高度,差压式：,恒截流面积,，,变压差化,转子流量计 ：,恒压降,，,变截流面积,v - 转子的体积差压式：恒截流面积，变压差化,53,转子流量计有,玻璃管,转子流量计LZB,金属管,转子流量计LZ,对仪表前直管段要求不高,转子流量计有 玻璃管转子流量计LZB对仪表前直管段要,54,适于高温、高压和强腐蚀性介质；,可用于易燃、易爆危险场合,金属管浮子流量计,适于高温、高压和强腐蚀性介质；金属管浮子流量计,55,4.,电远传式转子流量计（,LZD,系列）,转子高度信号,电信号,显示仪表供显示、记录、调节控制。,流量变送部分,电动显示部分,分两大部分,4. 电远传式转子流量计（LZD系列）转子高度信号电信号,56,广泛适用于国防、化工、石油、冶金、电力、环保、医药、和轻工等部门的液体、气体流量测量和自动控制。,适应：腐蚀性流体(如氯气、盐水、盐酸、硝酸和硫酸等)的流量测量。,LZ-B型金属管转子流量计,广泛适用于国防、化工、石油、冶金、电力、环保、医药、和轻工等,57,（,1,）,流量变送部分（差动变压器）,铁芯,初级线圈,次级线圈,骨架,差动变压器结构,1,2,3,e,1,e,2,U,4,5,6,（1）流量变送部分（差动变压器） 铁芯初级线圈次级线圈骨架,58,流量,Q,h,铁芯,铁芯在,中点上方,，输出,u=e,1,-e,2,0,铁芯在,中点,时， 输出,u=e,1,-e,2,=0,铁芯在,中点下方,，输出,u=e,1,-e,2,0,流量变送原理,将转子与铁芯相连，转子随流量变化的运动带,动铁芯一起移动，就可将h位号,电信号u输出,转换原理,流量Qh铁芯 流量变送原理将转子与铁芯相连,59,（,2,）,电动显示部分,变送,测量,T,1,T,2,LZD系列电远传式转子流量计,u,2,u,1,（2）电动显示部分变送测量T1T2LZD系列电远传式转子流,60,Q,hT,1,的铁芯,输出电信号,u,1,放大器放大,可逆电机转动,指针移动,凸轮转动,T,2,中铁芯,输出,u,2,放大器，当,u,1,= u,2,时，,T,2,中铁芯不动，指针指示出相应的,Q,。,电动显示,QhT1的铁芯输出电信号u1放大器放大,61,5.,转子流量计的,指示值修正,转子流量计的刻度是在,工业基准状态,20,（,293K,）、,0.10133MPa,下标定的。,测液体流量：以,水,标定刻度,测气体流量：以,空气,标定刻度,实际使用时，若不是工业基准状态，须对指示值进行修正。,5.转子流量计的指示值修正转子流量计的刻度是在工业基准状态2,62,（,1,）对液体流量进行修正：,只需对,修正,（指示值）,（实际值）,（1）对液体流量进行修正：只需对修正（指示值）（实际值）,63,1,）,当所测的液体,不是水,时，用,不锈钢转子,，,t,=7.9g/cm,3,=7900kg/m,3,（密度修正系数）,1）当所测的液体不是水时，用不锈钢转子，t=7.9g/cm,64,2,）,当,转子的密度变化,时（形状不变），,测水,（,，,，增大测量范围,）,2）当转子的密度变化时（形状不变），测水 （，增大测量,65,3,）当流体,不是水,，且,转子的密度变化,3）当流体不是水，且转子的密度变化,66,例,1,现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子材料为不锈钢，,t,=7.9g/cm,3,，苯的密度为,f,=0.83g/cm,3,。试问流量计读数为,3.6L/s,时，苯的实际流量是多少？,例1 现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子,67,（,2,）对气体转子流量计刻度修正,当气体不是空气，且不在基准状态，刻度修正公式为：,Q,0,指示的刻度值，Nm,3,/h ；,Q,1,所测介质在工业基准状态下的流量，Nm,3,/h,0,；,1,空气和非空气在标态下密度，kg/Nm,3,P,1 、,T,1,所测介质的绝对压力MPa和绝对温度 K P,0,0.1033MPa T,0,293K,（2）对气体转子流量计刻度修正 当气体不是空气，且不在基准状,68,例,2,某厂用转子流量计来测定温度为,27,，表压为,0.16MPa,的空气流量，问转子流量计读数为,38Nm,3,/h,时，空气的实际流量时多少？,例2 某厂用转子流量计来测定温度为27，表压为0.16,69,用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量，流量计的读数为28 m,3,/h，已知转子密度为7920 kg/m,3,的不锈钢，苯的密度为0.831 kg/L，求苯的实际流量是多少？,例,解,所以苯的实际流量是31.08m,3,/h。,用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量，流量计的读数为28,70,四靶式流量计,尤其某些,粘度较高,或,含有悬浮性介质,的流量。,可用于测量液体、气体和蒸汽的流量；,例如,：,重油、沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性介质。,四靶式流量计尤其某些粘度较高或含有悬浮性介质的流量。可用于,71,1.,结构,F,靶,输出力杠杆,推杆,悬臂块,R,1,3,R,2,4,R,3,R,1,电源E,输出U,ab,a,b,R,W,R,1,R,2,R,4,R,3,+,-,1.结构F靶输出力杠杆推杆悬臂块R1,3R2,4R3R1电源,72,2.,工作原理,流体,靶子,冲击力,输出力杠杆,悬臂块微弯曲变形,半导体应变片,R,1,、,R,3,增大,; R,2,、,R,4,减小,电桥输出,U,ab,毫伏测量仪表,显示流量值,2.工作原理流体靶子冲击力 输出力杠杆悬臂块微弯曲变,73,智能数显靶式流量计,智能数显靶式流量计,74,数显靶式流量计,数显靶式流量计,75,管螺纹靶式流量计,管螺纹靶式流量计,76,电容式靶式流量计,电容式靶式流量计,77,结构简单，安装维护方便、不易堵塞；压力损失较低。,3. 主要特点,结构简单，安装维护方便、不易堵塞；压力损失较低。3. 主要特,78,五椭圆齿轮流量计,（,容积式,）,elliptical wheel flowmeter,对被测流体的粘度变化不敏感，易于测量,粘度高,的流体,如：重油、聚乙烯醇、树脂等，甚至糊状物的流量。,五椭圆齿轮流量计（容积式）,79,主要用于测量,油类,等昂贵介质或其他高粘度介质的累计流量。,LC椭圆齿轮流量计,主要用于测量油类等昂贵介质或其他高粘度介质的累计流量。LC椭,80,检测仪表与传感器(流量检测)课件,81,1,结构,外壳、两个互相啮合的齿轮,P,1,P,2,椭圆齿轮流量计的工作原理图,A主动轮B从动轮,A,B主动轮,A从动轮B主动轮,(a),(b),(c),A,B,A,A,B,B,测量室,1结构外壳、两个互相啮合的齿轮P1P2椭圆齿轮流量计的工作,82,2.,动作过程,由于,P,1,P,2,，对齿轮,A,合力矩顺时针，对,B,轮合力矩为零，,A,轮为主动轮。,（,a,）（,b,）过程中，,A,轮受的合力矩慢慢减小，,B,轮所受的合力矩慢慢增大。,（,c,）位置时，,A,轮所受的合力矩为,0,，,B,轮所受的合力矩增大（逆时针），,B,轮为主动轮。,2.动作过程 由于P1P2，对齿轮A合力矩顺时针，对B轮合,83,3,工作原理,流体,P,1,P,2,两齿轮交替产生旋转力矩而旋转,被测液体以半月形容积为单位一次一次由进口排至出口。,n 椭圆齿轮的旋转速度；,V,0,半月形测量室容积,流量表示为,3工作原理 流体 P1P2 两齿轮交替产生旋转力矩而,84,4,主要特点,最适于测量,高粘度,的流体。,所测流量,不能太小,。,流体,不能有固体颗粒,，,机械夹杂物,。,使用温度,-1060,之内。,精度高（0.2%0.5%），压力损失小,对直管段无要求，安装使用较方便,结构复杂，入口端需加装过滤器,4主要特点 最适于测量高粘度的流体。精度高（0.2%0.,85,六,.,涡轮流量计,turbine flowmeter,涡轮,转换器,流量,转速,放大器,电信号,f,Q,n,计数器,从叶轮流量计（水表）基础上发展起来的,六.涡轮流量计turbine flowmeter涡轮转换器流,86,涡轮流量计,涡轮流量计,87,涡轮流量计,涡轮流量计,88,液体涡轮流量计,液体涡轮流量计,89,气体涡轮流量计,气体涡轮流量计,90,1.,结构,外壳,：,非导磁材料,涡轮,：流体使涡轮转动,导流器,：稳定流体流向、支撑叶轮,磁电感应转换器,：将转速信号,电脉冲信号（关键部分）,放大器,：,涡轮,磁电感应转换器,放大器,外壳,导流器,涡轮流量计,1.结构外壳：非导磁材料涡轮磁电感应转换器放大器外壳导流器涡,91,2.,工作过程,流体通过间隙,压差,涡轮旋转,涡轮周期性扫过磁钢,磁路的磁阻周期性变化,线圈中磁通量周期性变化,交流电信号,前置放大器放大,电子计数器或电子频率计，以累计或指示流量。,（f转数）,用于测量气体、液体（粘度大的除外）的流量,2.工作过程流体通过间隙压差涡轮旋转涡轮周期性扫过磁钢,92,3.,特点,测量,精度高（,0.5,级,常作标准表），受介质密度、粘度变化影响，耐高压。,反应快,，可测脉动流量。,输出电频率信号，,便于远传,。,被测介质,不能带机械杂物,（,需装过滤器,）。,设备复杂,，造价高，抗干扰能力小，前后需有一定的直管段,。,3.特点测量精度高（0.5级常作标准表），受介质密度、粘度变,93,七电磁流量计（速度式）,electromagnetic flowmeter,测量,导电性,的液体介质,酸、碱、盐溶液，含有固体颗粒或纤维液体。,变送器,转换器,Q,Ex,显示仪表,010mA,七电磁流量计（速度式） electrom,94,电磁流量计,电磁流量计,95,检测仪表与传感器(流量检测)课件,96,化工、冶金、造纸、水处理等行业,化工、冶金、造纸、水处理等行业,97,1,结构,变送器,：测量导管（不导磁）、一对磁极（永久性磁铁或交变的），将介质的,流量,感应电势,Ex,。,转换器,：把,Ex,统一的,010mA,直流信号输出，以进行指示、记录或与电动单元组合仪表配套使用。,1结构变送器：测量导管（不导磁）、一对磁极（永久性磁铁或交,98,B,N,S,E,X,电磁流量计原理图,BNSEX电磁流量计原理图,99,2,工作原理,当,导电液体,以某一流速流过管道时，因,切割磁力线,，在管壁两端,产生,感应电势,Ex,。当磁感应强度B不变，管道直径D一定时，Ex的大小仅与流体的流速,有关，将此Ex经放大、转换，传送给显示仪表，指示出流量。,2工作原理 当导电液体以某一流速流过管道时，因切割磁力线,100,又,Ex - 感应电势,K 比例系数,B-磁感应强度,D - 管道直径,v - 液体速度,K-仪表常数,又Ex - 感应电势,101,3.,特点,只能测量,导电的液体,（酸、碱、盐液体）；各种,高粘度,的,导电液体,（含有纤维和固体颗粒）；各种,腐蚀性液体,；不受介质的温度、压力、密度、粘度等影响。,可用来测量,脉动流量,。,压力损失较小,，结构复杂，成本高。,要求环境高,，要远离磁源，无振动。,不能测量气体、蒸汽、石油制品等的流量,3. 特点只能测量导电的液体（酸、碱、盐液体）；各种高粘度的,102,八漩涡流量计,（涡街流量计）,vortex shedding flowmeter,测量各种管道中的,液体,、,气体,、,蒸汽,的流量。,柱状物,Q,漩涡,f,铂丝,阻值变化,电压,电桥,010mA,（或420mA）,八漩涡流量计（涡街流量计） vortex s,103,1.原理,：,利用,有规则的漩涡剥离,现象,元件,柱状物,作为漩涡发生体,1.原理：利用有规则的漩涡剥离现象元件柱状物作为漩涡发生体,104,涡街流量计,输出指示计,外壳,漩涡发生体,转换部分,压电元件,涡街流量计输出指示计外壳漩涡发生体转换部分压电元件,105,测量,气体,、,蒸汽,或,液体,的体积流量、,标况,的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为,流量变送器,。,涡街流量计,测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体,106,日本进口SSF卡尔曼涡街流量计,日本进口SSF卡尔曼涡街流量计,107,（,1,）,涡列,的产生,h,D,h,D,卡曼涡街,在流体中垂直插入一个非流线形的柱状物，在下游产生,两列不对称,但,有规律的交替漩涡,卡曼涡街,。,通常不稳定，当h/=0.281时，才稳定。,（1）涡列的产生hDhD卡曼涡街在流体中垂直插入一个,108,单列漩涡频率,S,f,斯特劳哈尔系数,流体平均流速m/s,d圆柱直径m,单列漩涡频率 Sf斯特劳哈尔系数,109,目前常用的,阻流体,形状有,圆柱体：压力损失小，但漩涡偏弱。,三角柱体：漩涡强烈，压力损失稍大。,方柱体：漩涡强烈，压力损失较大。,目前常用的阻流体形状有圆柱体：压力损失小，但漩涡偏弱。,110,（,2,）,漩涡频率,的检测,热学法：用铂电阻丝，将f,R,热学法,电容法,压差法,（2）漩涡频率的检测热学法：用铂电阻丝，将fR热学法,111,流体,漩涡发生体,产生静压差,流体由一侧进入，另一侧排出,铂丝,温度下降,，,阻值减小,，铂丝,阻值交替变化的频率,与,漩涡频率相对应,，由铂丝阻值变化的频率可求出,Q,。,采用,不平衡电桥,将铂丝阻值变化的频率进行转换、放大和整形，再转换成010mA或420mA直流电流输出，以供显示、积累、控制。,流体漩涡发生体产生静压差流体由一侧进入，另一侧排出铂,112,2.,特点,无运动部件，无机械磨损、工作可靠、,压力损失小,。,几乎不受流体性质的影响，,精度高,，可达,1,级。,测量,范围宽,，可测液体、气体流量。,输出,脉冲信号,，易于和数字仪表及计算机配合使用。,2.特点无运动部件，无机械磨损、工作可靠、压力损失小。,113,九质量流量计,直接测量单位时间内所流过介质的质量,M,，,输出的信号,与,介质的,M,成比例,。,结构较复杂，只用于压力变化较大的可压缩流体,九质量流量计直接测量单位时间内所流过介质的质量M，输出的信,114,质量流量计分两大类,（,1）,直接式,：直接得到与质量流量成比例的信号。,（2）,间接式,或,推导式,：将体积流量计与密度计组合，同时检测出流体的Q和,，通过运算器得出与M成比例的输出信号。,质量流量计分两大类（1）直接式：直接得到与质量流量成比例的信,115,1.,直接式质量流量计,（,1,）科里奥利质量流量计,利用流体在,振动管,中流动时，,产生,与质量流量,成正比的,科里奥利力,原理制成的,测量重油、沥青、乳液等高粘度流体，及高压气体，广泛用于石油、电力、化工、冶金、食品等行业。,1.直接式质量流量计 （1）科里奥利质量流量计利用流体在振动,116,科里奥利力的产生,a,t,a,r,F,c,o,科里奥利力产生的原理,F,c,科里奥利力,科里奥利力的产生 atarFco科里奥利力产生的原理Fc,117,上海中隆实业有限公司,上海中隆实业有限公司,118,检测仪表与传感器(流量检测)课件,119,检测仪表与传感器(流量检测)课件,120,中国上海艾默生过程管理公司,新型大流量高准 ELITE 科里奥利流量计,中国上海艾默生过程管理公司新型大流量高准 ELITE 科,121,3寸高准Elite流量计用在卡车装料的流量测量,3寸高准Elite流量计用在卡车装料的流量测量,122,对掺气（高达30%）和高粘度（高达10Pas）流体的测试设备,计算流量计的尺寸,对掺气（高达30%）和高粘度（高达10Pas）流体的测试设,123,组成,传感器：产生科里奥利力,变送器：使传感器产生振动，测量时间差t的大小，并将其转换为质量流量,形状：直管型和弯管型,测量管数目：单管型和多管型,组成 传感器：产生科里奥利力 变送器：使传感器产生振动，测量,124,O,O,科氏力流量计结构,支撑管,驱动器,电磁位置检测器,测量管,F,1,F,2,U形测量管端面振动扭转示意图,r,1,r,2,U形管,科里奥利质量流量计,OO科氏力流量计结构支撑管驱动器电磁位置检测器测量管F1,125,测量原理,驱动器,U形管,电磁位置,检测器,转换器,振动,科式力,扭转,时间差,显示流量,流体,支撑管,测量原理 驱动器U形管电磁位置转换器振动科式力扭转时间差显示,126,特点,准确度高，一般为,0.25%,，最高可达,0.1%,。,与流体的温度、压力、粘度和组分等无关。,不受管内流动状态的影响，前后无直管段要求。,无阻流件、接触和活动部件，免维护。,量程比宽。,可进行各种液体（包括含气泡的液体、深冷液体）和高粘度、非牛顿流体的测量。,可进行多参数测量，还可同时测得介质密度、体积流量、温度等参数。,动态特性好。,特点 准确度高，一般为0.25%，最高可达0.1%。,127,缺点,不能用于测量低压、低密度的气体、含气量超过某一值的液体和气液二相流（因密度较低） 。,抗振动干扰较差，安装固定要求较高。,适合,200mm,以下小管径的流量测量。,压力损失较大。,被测介质的温度不能太高，一般不超过,205,。,测量管内壁磨损、腐蚀或沉积结垢后影响准确度。,价格昂贵，约为同口径电磁流量计的,25,倍或更高。,零点稳定性较差。,缺点 不能用于测量低压、低密度的气体、含气量超过某一值的液体,128,（,2,）差压式质量流量计,P,1,-P,2,A,B,Q,Q,q,q,2q,Q-q,Q+q,经A孔，Q-q 方向向右,经B孔，Q-q+2q=Q+q 方向向左,若qQ,经A孔，q- Q 方向向左,经B孔， q+Q 向右,故P,2,P,1,P,2,P,3,（2）差压式质量流量计P1-P2ABQQqq2qQ-qQ,129,根据流量方程,与无关，与,P,1,-,P,3,成比例,测出压差P,1,-,P,3,即得M,根据流量方程与无关，与P1-P3成比例,130,xy,M,0,t,zdt,x,y,z,流速密度补偿法,2.间接式质量流量计,xyM0tzdtxyz流速密度补偿法2.间接式质,131,P,M,0,t,zdt,x,y,z,压差密度补偿法,PM0tzdtxyz压差密度补偿法,132,压差流速补偿法,P,M,0,t,zdt,x,y,z,压差流速补偿法PM0tzdtxyz,133,检测仪表与传感器(流量检测)课件,134,检测仪表与传感器(流量检测)课件,135,超声波流量计,声波在静止流体中的传播速度与流动流体中的传播速度不同,超声波的接收和发射称换能器，换能器既可兼做声波的收和发，也可以分开进行,超声波流量计声波在静止流体中的传播速度与流动流体中的传播速度,136,测量方法,时差法,通过测量超声波脉冲顺流和逆流时的时间差来得到流体的流速。,相位差法,换能器发射连续连续超声脉冲或者周期较长的脉冲波列，测量顺流和逆流发射时所接收到信号之间的相位差。,频率法,通过测量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率。,测量方法时差法通过测量超声波脉冲顺流和逆流时的时间差来得到流,137,特点,流速沿管道分布的影响，与Re数有关,可实现非接触式测量,特点流速沿管道分布的影响，与Re数有关可实现非接触式测量,138,流量仪表的选用,不同的流量仪表,结构原理不同,，因此具有不同的物理特性和,应用场合,。,选择要求及条件：,考虑被测介质的适用性,考虑流量范围和流量刻度,按照工艺要求和流量参数变化,按照安装要求,流量仪表的选用不同的流量仪表结构原理不同，因此具有不同的物理,139,思考,请分析一下，哪种流量计对流体造成的压力损失最小？,思考请分析一下，哪种流量计对流体造成的压力损失最小？,140,