傳感器應(yīng)用(第2版) 課件 6-2 常用流量傳感器_第1頁
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6.2常用流量傳感器6.2.1電磁流量計(jì)6.2.2渦街流量計(jì)6.2.3差壓式流量計(jì)6.2.4容積式流量計(jì)6.2.1電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)是20世紀(jì)60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型流量測(cè)量?jī)x表。它應(yīng)用電磁感應(yīng)原理測(cè)出導(dǎo)管中導(dǎo)電液體的平均流速。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):壓力損失小、使用壽命長(zhǎng),測(cè)量范圍寬、可進(jìn)行雙向流的流量測(cè)量,對(duì)儀表前后直管段要求不高等,目前已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)導(dǎo)電液體(如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì))的流量測(cè)量和脈動(dòng)流的測(cè)量中,形成了獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域。6.2.1電磁流量計(jì)1.電磁流量計(jì)的測(cè)量原理根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度l及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度υ成正比,如果B、l、υ三者互相垂直,則:電磁流量計(jì)則是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理研制的一種流量計(jì)。當(dāng)被測(cè)導(dǎo)電液體流過管道時(shí)切割磁力線,于是在和磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),其值和被測(cè)流體的流速成比例。因此,測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)就可以測(cè)出被測(cè)導(dǎo)電液體的流量。6.2.1電磁流量計(jì)電磁流量傳感器工作原理如圖所示。流體管道由非導(dǎo)磁材料制成,在管道壁外加上兩個(gè)相對(duì)的電極,在沿垂直于兩電極和導(dǎo)電的流體方向加上磁場(chǎng),當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電液體切割磁感應(yīng)線,于是在兩電極間產(chǎn)生與管內(nèi)徑、磁通密度和流體流速成正比的電動(dòng)勢(shì)。其電動(dòng)勢(shì)U為:式中:U為電極兩端產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),B為磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度,D為管道的直徑,υ為流體在管道中的平均流速。6.2.1電磁流量計(jì)根據(jù)體積流量的定義可知:流體在管道中的平均流速

為:則檢測(cè)到流體的電動(dòng)勢(shì)U與體積流量Qυ的關(guān)系為:6.2.1電磁流量計(jì)由上式可知:電動(dòng)勢(shì)與流體的流量成正比。流體的流量越大,電動(dòng)勢(shì)就越大。電動(dòng)勢(shì)與流體的管徑成反比。管道直徑越小,電壓就越大。電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。磁場(chǎng)強(qiáng)度越大,電壓越大。電磁流量計(jì)測(cè)量的體積流量Qυ:即:體積流量Qυ與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其他物理參數(shù)無關(guān),這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理。6.2.1電磁流量計(jì)2.電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上一般由電磁流量計(jì)傳感器和電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器兩部分組成。一般情況下,傳感器和轉(zhuǎn)換器是分開的,傳感器在生產(chǎn)過程中安裝管道上感受流量信號(hào);轉(zhuǎn)換器將傳感器送來的流量信號(hào)進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào),以便進(jìn)行顯示、記錄、計(jì)算和調(diào)節(jié)控制,有的電磁流量計(jì)將轉(zhuǎn)換器和傳感器裝在一起,組成一體型電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)傳感器主要由測(cè)量管組件、磁路系統(tǒng)、電極及屏蔽外殼部分組成。6.2.1電磁流量計(jì)2.電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)測(cè)量管組件由測(cè)量導(dǎo)管和內(nèi)襯構(gòu)成,位于傳感器中心,兩端帶有連接法蘭或其他形式的連接裝置,被測(cè)流體由測(cè)量管通過。測(cè)量導(dǎo)管是由非導(dǎo)磁、高阻抗材料制成;內(nèi)襯材料為耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能的材料制成,如聚四氟乙烯、耐酸橡膠等。6.2.1電磁流量計(jì)2.電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)磁路系統(tǒng)主要由勵(lì)磁線圈和磁軛組成。勵(lì)磁方式有直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁和低頻方波勵(lì)磁3種。直流勵(lì)磁方式和交流勵(lì)磁方式各有優(yōu)缺點(diǎn),為了充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)、避免缺點(diǎn),20世紀(jì)70年代以來,人們開始采用低頻方波勵(lì)磁方式。它的勵(lì)磁電流波形如圖所示,其頻率通常為5~12.5Hz。6.2.1電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的特點(diǎn)電磁流量計(jì)的變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒有可動(dòng)部件,也沒有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件,所以當(dāng)流體通過時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失。同時(shí),它不會(huì)引起諸如磨損、堵塞等問題,特別適用于測(cè)量帶有固體顆粒的礦漿、污水等液固兩相流體,以及各種粘性較大的漿液等。電磁流量計(jì)的量程范圍極寬,一臺(tái)電磁流量計(jì)的量程比可達(dá)1:100。電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏,可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量,而且線性好。因此,可將測(cè)量信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。6.2.1電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的特點(diǎn)電磁流量計(jì)不能用于測(cè)量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。電磁流量計(jì)目前還不能用來測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì),被測(cè)液體介質(zhì)的電導(dǎo)率不能低于10-5(S/cm),相當(dāng)于蒸餾水的電導(dǎo)率。由于測(cè)量管絕緣襯里材料受溫度的限制,目前工業(yè)電磁流量計(jì)還不能測(cè)量高溫高壓流體。由于電磁流量計(jì)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于化工化纖、造紙、制糖、礦冶、環(huán)保、鋼鐵、食品、制藥等工業(yè)領(lǐng)域,用來測(cè)量各種酸/堿/鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、糖漿、石灰乳、污水、冷卻原水、雙氧水、啤酒、麥汁、飲料、黑液、綠液等導(dǎo)電液體介質(zhì)的體積流量。6.2.2渦街流量計(jì)在特定的流動(dòng)條件下,一部分流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體振動(dòng),其振動(dòng)頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系,依據(jù)這種原理工作的流量計(jì)稱為流體振動(dòng)流量計(jì)。目前流體振動(dòng)流量計(jì)的典型產(chǎn)品為渦街流量計(jì),它可用于絕大多數(shù)氣體、液體和蒸汽的流量計(jì)量、測(cè)量、控制,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無運(yùn)動(dòng)部件,便于維護(hù),具有很高的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,對(duì)不同測(cè)量介質(zhì)通用性好,測(cè)量范圍寬(一般范圍度可達(dá)10:1以上),可與任何監(jiān)控系統(tǒng)或其他類型系統(tǒng)配套使用,是一種先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器。6.2.2渦街流量計(jì)1.渦街流量計(jì)的測(cè)量原理渦街流量計(jì)是根據(jù)流體力學(xué)著名的“卡門渦街”原理制成的一種流體振動(dòng)型流量?jī)x表。在流動(dòng)的流體中垂直插入一個(gè)稱作漩渦發(fā)生體的對(duì)稱形狀的物體(如三角柱體)。當(dāng)流體沿三角柱體繞流時(shí),在三角柱體后部?jī)蓚?cè)會(huì)產(chǎn)生兩列交錯(cuò)排列的旋渦列,在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速,這就是所謂的卡門渦街。通過采用各種形式的檢測(cè)元件測(cè)出旋渦頻率就可以計(jì)算出流體的流量。6.2.2渦街流量計(jì)1.渦街流量計(jì)的測(cè)量原理由于漩渦之間的相互影響,其形成通常是不穩(wěn)定的。馮·卡門對(duì)渦街的穩(wěn)定條件進(jìn)行了研究,于1911年得到結(jié)論:只有當(dāng)兩漩渦列之間的距離h和同列的兩漩渦之間的距離L之比滿足h/L=0.281時(shí),所產(chǎn)生的渦街才是穩(wěn)定的。設(shè)漩渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)介質(zhì)的平均速度為υ,三角柱體迎面寬度為d,管道直徑為D,則根據(jù)卡門渦街原理,柱體后漩渦發(fā)生的頻率f可用下式表達(dá):6.2.2渦街流量計(jì)上式中:υ為漩渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,單位m/s;St為斯特勞哈爾數(shù),是與柱體斷面幾何形狀有關(guān)的無量綱常數(shù),數(shù)值由試驗(yàn)確定;m為漩渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比,其值為由體積流量定義式(6-2)和式(6-8),則管道內(nèi)體積流量Qυ為6.2.2渦街流量計(jì)令

,可得式中:K為流量計(jì)的儀表系數(shù);f

為每秒漩渦脈沖數(shù)。渦街流量計(jì)正是利用上述原理制成的,因此,也將這種流量計(jì)稱為線性流量計(jì)。6.2.2渦街流量計(jì)2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)是利用流體流過阻礙物時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的漩渦,通過測(cè)量其漩渦產(chǎn)生頻率而實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量的。渦街流量計(jì)由渦街流量傳感器和流量顯示儀表兩部分構(gòu)成。各個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異主要是在流量顯示儀表方面,而渦街流量傳感器基本相同。漩渦發(fā)生體形狀有圓柱、三角柱、T型柱、四角柱等。目前采用較多是三角柱形,具體尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使式(6-8)中的m≈1,其斯特勞哈爾數(shù)St可由試驗(yàn)確定且相對(duì)恒定,大約為St

=0.16。這樣,漩渦的發(fā)生頻率與流速的關(guān)系可簡(jiǎn)化為

式中:d為三角柱的底邊寬度,υ為漩渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速。6.2.2渦街流量計(jì)三角柱旋渦發(fā)生體的參數(shù)范圍選擇為:d/D=0.15~0.30,

c/D=0.1~0.2,b/d=1~1.5,θ=15°~65°。卡門渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖6.2.2渦街流量計(jì)3.檢測(cè)頻率的方法(1)應(yīng)力式應(yīng)力式檢測(cè)方式采用裝設(shè)于柱體后面的壓電探頭檢測(cè)旋渦分離應(yīng)力,轉(zhuǎn)換成交變的電荷信號(hào),經(jīng)電荷放大、濾波、整形后得到旋渦頻率信號(hào)。壓電傳感器響應(yīng)快、信號(hào)強(qiáng)、工藝性好、制造成本低、可靠性高。儀表的工作溫度范圍寬,現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng),可靠性較高,它是目前的主要產(chǎn)品類型。(2)電容式電容式檢測(cè)方式采用安裝在柱體兩側(cè)的懸臂電極與柱體構(gòu)成差動(dòng)電容。當(dāng)旋渦產(chǎn)生時(shí),在兩側(cè)形成微小的壓差,使懸臂電極產(chǎn)生微小變形,從而導(dǎo)致一個(gè)電容間隙減少(電容量增大),另一個(gè)電容間隙增大(電容量下降),通過差分電路檢測(cè)電容差值,從而實(shí)現(xiàn)頻率檢測(cè)。電容式的優(yōu)點(diǎn)是抗振性能好、可耐高溫達(dá)400℃。

6.2.2渦街流量計(jì)3.檢測(cè)頻率的方法由于d和St是常數(shù),而漩渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速υ與管內(nèi)平均流速υ0有固定關(guān)系:測(cè)得旋渦分離頻率f就可計(jì)算出管內(nèi)平均流速υ0,從而測(cè)得體積流量。一段時(shí)間內(nèi)分離旋渦的個(gè)數(shù)N與流過流體的體積V之比(單位體積對(duì)應(yīng)的旋渦數(shù))稱為儀表系數(shù)K:渦街流量計(jì)根據(jù)輸出信號(hào)分為VM型和VT型。VM流量傳感器輸出與流量成比例的電壓脈沖頻率信號(hào),VT流量變送器輸出的是變換成與流量成比例的4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

6.2.2渦街流量計(jì)6.2.2渦街流量計(jì)4.渦街流量計(jì)的安裝配管要求流量計(jì)的安裝情況對(duì)流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度影響很大。流速分布不均和管內(nèi)二次流的存在是影響渦街流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的重要因素,所以,渦街流量計(jì)對(duì)上、下游直管段有一定要求。對(duì)于工業(yè)測(cè)量,一般要求上游有20D、下游有5D的直管長(zhǎng)度。為保證通過流量計(jì)的流體是單相的。在對(duì)液體進(jìn)行測(cè)量時(shí)不能讓空氣或蒸汽進(jìn)入流量計(jì),因此,在流量計(jì)上游必要時(shí)應(yīng)裝消氣器。對(duì)于易氣化的液體,在流量計(jì)下游必須保證一定背壓。安裝傳感器的管道內(nèi)徑須和傳感器內(nèi)徑一致,滿足0.98D≤DN≤1.05D(D為傳感器內(nèi)徑,DN為配管內(nèi)徑),否則管道必須變徑。檢修閥安裝在傳感器上游。6.2.3差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生壓力差的原理來實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的,因此,又稱為節(jié)流式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)品種較多,目前市場(chǎng)上常用的差壓式流量計(jì)有:孔板流量計(jì)、V錐流量計(jì)、多孔平衡流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、威迪巴流量計(jì)、鉆石巴流量計(jì)、德爾塔巴流量計(jì)等??装辶髁坑?jì)環(huán)形孔板流量計(jì)大口徑流量計(jì)孔板6.2.3差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)主要由節(jié)流裝置和差壓計(jì)(或差壓變送器)組成。節(jié)流裝置的作用是把被測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào);差壓計(jì)則用于測(cè)量節(jié)流元件前后的靜壓差并顯示測(cè)量值;差壓變送器能把差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與流量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或氣壓信號(hào),以供顯示、記錄或控制用??装辶髁坑?jì)環(huán)形孔板流量計(jì)大口徑流量計(jì)孔板6.2.3差壓式流量計(jì)1.差壓式流量計(jì)的測(cè)量原理當(dāng)連續(xù)流動(dòng)的流體遇到安裝在管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí),受到節(jié)流裝置的阻礙作用而形成流束的局部收縮,流體的流通面積減小,流速增大,從而動(dòng)能增大;由于能量守恒,其靜壓力必然減小。由于慣性作用,流束的最小收縮截面并不在節(jié)流裝置的開孔處,而在其后某一位置,此處流速最大,相應(yīng)的靜壓力最小。即:當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí),在節(jié)流裝置的前后會(huì)產(chǎn)生壓力差。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān),管道中流體的流量越大,在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差也越大,只要測(cè)出節(jié)流裝置前后壓差的大小,就可知道管道中流量的大小,這就是節(jié)流裝置測(cè)量流量的基本原理。6.2.3差壓式流量計(jì)1.差壓式流量計(jì)的測(cè)量原理

根據(jù)流體力學(xué)的伯努利方程和流體連續(xù)性方程可推導(dǎo)出體積流量和質(zhì)量流量分別為:6.2.3差壓式流量計(jì)上式中:Qυ為體積流量,單位m3/s;Qm為質(zhì)量流量,單位kg/s;α為流出系數(shù),它與節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)形式、取壓方式、孔口截面積與管道截面積之比、雷諾數(shù)、孔口邊緣銳度、管壁粗褪度等因素有關(guān),可由實(shí)驗(yàn)確定;ε為流體膨脹的校正系數(shù),通常在0.9~1.0之間。不可壓縮流體時(shí)ε=1;可壓縮性流體時(shí)ε<1;F0為節(jié)流件開孔面積,當(dāng)已知節(jié)流件開孔直徑d(m)時(shí),

;ρ為流體密度,單位kg/m3。為節(jié)流件前后的壓力差,單位Pa。6.2.3差壓式流量計(jì)由上2式可知,流體流量與節(jié)流件前后的壓力差是非線性的平方根關(guān)系,如果壓差降到原壓差的1/9,則流量將減小到原流量值的1/3。這樣對(duì)于一個(gè)壓差上限固定的差壓變送器來說,測(cè)量精確度就會(huì)下降。這就是差壓式流量計(jì)的量程比一般為3:1、最大為4:1的基本原因。6.2.3差壓式流量計(jì)2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置人們對(duì)節(jié)流裝置進(jìn)行大量研究后,對(duì)一些節(jié)流件、取壓裝置進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,即標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件,標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置和上、下游側(cè)阻力件,以及它們之間的直管段所組成的。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,只要嚴(yán)格按照規(guī)定的技術(shù)要求設(shè)計(jì)、加工、安裝和使用,不必經(jīng)過標(biāo)定,流量測(cè)量的精確度就能得到保證。6.2.3差壓式流量計(jì)(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件依據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的ISO5167標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)于1993年出版了流量測(cè)量節(jié)流裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-1993,主要規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴和文丘里管等。標(biāo)準(zhǔn)孔板是一塊中間帶圓孔的金屬圓板,由圓柱形的流入面和圓錐形的流出面所構(gòu)成,圓形開孔與管道軸線同心,兩面平整且平行,開孔邊緣非常銳利,且圓筒形柱面與孔板上游側(cè)端面垂直。用于不同管道內(nèi)徑和各種取壓方式的標(biāo)準(zhǔn)孔板,其幾何形狀都是相似的,其中所標(biāo)注的尺寸可參閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)孔板的開孔直徑d在任何情況下不小于12.5mm。6.2.3差壓式流量計(jì)(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件標(biāo)準(zhǔn)噴嘴如圖所示,標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的型線由5部分組成,即進(jìn)口端面A,第一圓弧曲面C1,第二圓弧曲面C2,圓筒形喉部和圓筒形喉部的出口邊緣保護(hù)槽Ho,具體參數(shù)請(qǐng)參閱國(guó)標(biāo)規(guī)定。6.2.3差壓式流量計(jì)(2)取壓方式取壓方式是指取壓口位置和取壓口結(jié)構(gòu)。不同的取壓方式,即取壓口在節(jié)流件前后的位置不同,取出的差壓值也不同。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置對(duì)每種節(jié)流元件的取壓方式都有明確規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)孔板通常采用兩種取壓方式,即角接取壓和法蘭取壓。角接取壓法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴角接取壓6.2.3差壓式流量計(jì)角接取壓,取壓孔位于上、下游孔板前后端面處,取壓口軸線與孔板各相應(yīng)端面之間的間距等于取壓口直徑的一半或取壓口環(huán)隙寬度的一半。角接取壓又分為環(huán)室取壓和夾緊環(huán)(單獨(dú)鉆孔)取壓兩種。圖中上半部分采用環(huán)室角接取壓,下半部分采用單獨(dú)鉆孔角接取壓。

6.2.3差壓式流量計(jì)法蘭取壓,標(biāo)準(zhǔn)孔板被夾持在兩塊特制的法蘭中間,其間加兩片墊片,上、下游側(cè)取壓孔的軸線距孔板前、后端面分別為25.4±0.8mm。6.2.3差壓式流量計(jì)3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝使用條件(1)使用條件被測(cè)流體應(yīng)充滿圓管并連續(xù)地流動(dòng)。管道內(nèi)的流束是穩(wěn)定的,測(cè)量時(shí)流體流量不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢。流體必須是牛頓流體,在物理學(xué)和熱力學(xué)上是單相的、均勻的,或者可認(rèn)為是單相的,且流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)不發(fā)生相變。流體在進(jìn)入節(jié)流件之前,其流束必須與管道軸線平行,不得有旋轉(zhuǎn)流。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置不適用于脈動(dòng)流和臨界流的流量測(cè)量。6.2.3差壓式流量計(jì)3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝使用條件(2)管道安裝條件安裝節(jié)流裝置的管道應(yīng)該是直的圓形管道,節(jié)流件管道內(nèi)徑與節(jié)流件上游2D范圍內(nèi)的管道平均直徑

相比,其偏差應(yīng)在±3%之內(nèi)。管道內(nèi)表面上不能有凸出物和明顯的粗糙不平現(xiàn)象,至少在節(jié)流件上游l0D和下游4D的范圍內(nèi)應(yīng)清潔、無積垢和其他雜質(zhì),并滿足有關(guān)粗糙度的規(guī)定。節(jié)流件前后應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管段,在不同局部阻力情況下需要按規(guī)定的最小直管段長(zhǎng)度安裝,以提高流量測(cè)量精度。6.2.4容積式流量計(jì)容積法測(cè)流量具有悠久的歷史,工作原理與日常生活中用容器計(jì)量體積的方法類似,是根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)排出的體積確定流體的體積流量或總流量。常見的有橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪(羅茨式)流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、活塞式流量計(jì)、濕式流量計(jì)及皮囊式流量計(jì)。其中腰輪(羅茨式)、濕式及皮囊式流量計(jì)可以測(cè)量氣體流量。6.2.4容積式流量計(jì)1.橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)傳感器的活動(dòng)壁是一對(duì)互相嚙合的橢圓齒輪,它們?cè)诒粶y(cè)流體壓差的推動(dòng)下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。流體從入口側(cè)流過時(shí),入口側(cè)壓力P1大于出口側(cè)壓力P2,齒輪A在流體的進(jìn)、出口壓差作用下,順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并把其與外殼之間的初月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口,同時(shí)帶動(dòng)齒輪B做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此時(shí)齒輪A是主動(dòng)輪,齒輪B是從動(dòng)輪。隨后,齒輪B是變成主動(dòng)輪,帶動(dòng)齒輪A一起轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)又把齒輪B與外殼之間空腔內(nèi)的介質(zhì)排出。這樣,兩個(gè)齒輪交替或同時(shí)受壓差作用并保持不斷地旋轉(zhuǎn),被測(cè)介質(zhì)以初月形空腔為單位一次又一次地經(jīng)過橢圓齒輪被排至出口。6.2.4容積式流量計(jì)顯然,橢圓齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,排出4個(gè)初月形體積的流量,所以體積流量Qυ為式中,V0為初月形空腔的容積;n

為橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)。只要測(cè)出齒輪的轉(zhuǎn)速,就可知道累計(jì)總流量。被測(cè)流體黏度越大,齒輪間的泄漏量越小,測(cè)量誤差也越小,因此橢圓齒輪流量計(jì)特別適用于高黏度介質(zhì)的流量測(cè)量,主要適用于油品的流量計(jì)量。它的測(cè)量精確度高,一般可達(dá)0.2~1級(jí)。但應(yīng)注意被測(cè)介質(zhì)應(yīng)清潔,其中不能含有固體顆粒,以免齒輪被卡死。6.2.4容積式流量計(jì)2.腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)又叫羅茨式流量計(jì),其測(cè)量原理與橢圓齒輪流量計(jì)相同,區(qū)別僅在于它的運(yùn)動(dòng)部件是一對(duì)表面無齒而光滑的腰輪。兩個(gè)腰輪的相互嚙合是靠安裝在殼體外與腰輪同軸的驅(qū)動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)的。由于兩個(gè)腰輪實(shí)現(xiàn)了無齒嚙合,大大減小了輪間及輪與外殼間的泄漏,測(cè)量精度提高,可作標(biāo)準(zhǔn)傳感器使用。不僅可測(cè)量液體,還可測(cè)量氣體。6.2.4容積式流量計(jì)3.葉片式流量計(jì)葉片式流量計(jì)主要由鑄銅(或塑料)閥體、磁性轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和

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