第三章流量測(cè)量3

1、第四節(jié)第四節(jié) 其它流量計(jì)其它流量計(jì)一、靶式流量計(jì)一、靶式流量計(jì)1、原理、原理 在流體經(jīng)過的管道中，垂直在流體經(jīng)過的管道中，垂直于流動(dòng)方向安裝一圓盤形的靶，于流動(dòng)方向安裝一圓盤形的靶，流體經(jīng)過時(shí)由于受阻必然要沖流體經(jīng)過時(shí)由于受阻必然要沖擊圓盤形的靶，靶上所受的作擊圓盤形的靶，靶上所受的作用力與流速之間存在一定的關(guān)系。通過力矩轉(zhuǎn)換用力與流速之間存在一定的關(guān)系。通過力矩轉(zhuǎn)換的方式測(cè)出靶上所受的力，便可求出流速和流量。的方式測(cè)出靶上所受的力，便可求出流速和流量。2、計(jì)算公式、計(jì)算公式 D-管道直徑管道直徑 d-靶徑靶徑 F-靶上的作用力靶上的作用力3、使用特點(diǎn)、使用特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不易堵塞結(jié)

2、構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不易堵塞 可測(cè)氣、液和蒸汽流量，特別是高粘、含固體顆粒的可測(cè)氣、液和蒸汽流量，特別是高粘、含固體顆粒的漿液、腐蝕介質(zhì)的流量漿液、腐蝕介質(zhì)的流量gFddDkQa22129.14三、渦輪流量計(jì)三、渦輪流量計(jì) 該流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，被測(cè)流體流過時(shí)，該流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，被測(cè)流體流過時(shí)，沖擊渦輪葉片使渦輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速?zèng)_擊渦輪葉片使渦輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速n與被測(cè)流量與被測(cè)流量Q成正比。成正比。1、組成：、組成： 流量變送器：將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)流量變送器：將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 顯示儀表顯示儀表2、渦輪流量變送器的結(jié)構(gòu)及工作原理、渦輪流量變送器的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu)：渦輪：導(dǎo)磁不銹

3、鋼材料葉片結(jié)構(gòu)：渦輪：導(dǎo)磁不銹鋼材料葉片 磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器 線圈線圈 永久磁鋼永久磁鋼 前置放大器前置放大器 原理：原理： 流體作用在渦輪葉片上時(shí)，使葉片旋轉(zhuǎn)，切割流體作用在渦輪葉片上時(shí)，使葉片旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，靠近和遠(yuǎn)離線圈時(shí)，磁阻變化，使通磁力線，靠近和遠(yuǎn)離線圈時(shí)，磁阻變化，使通過線圈的磁通量發(fā)生周期性的變化，從而在線過線圈的磁通量發(fā)生周期性的變化，從而在線圈中感應(yīng)脈沖電流，該微弱信號(hào)通過前置放大圈中感應(yīng)脈沖電流，該微弱信號(hào)通過前置放大器加以放大，并遠(yuǎn)傳至顯示儀表，即：器加以放大，并遠(yuǎn)傳至顯示儀表，即： Q n 脈沖電流頻率脈沖電流頻率f 放大，遠(yuǎn)傳放大，遠(yuǎn)傳故：故： nf ，

4、Q f磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器前置放大器前置放大器渦輪渦輪 f= Q 儀表指數(shù)，反映單位體積的介質(zhì)流過變儀表指數(shù)，反映單位體積的介質(zhì)流過變送器時(shí)，線圈所輸出的脈沖數(shù)。單位：脈沖數(shù)送器時(shí)，線圈所輸出的脈沖數(shù)。單位：脈沖數(shù)/升。升。 故：故： 瞬時(shí)流量：瞬時(shí)流量：Q= f / ， 總量總量V=N/ N脈沖數(shù)。脈沖數(shù)。3、顯示儀表、顯示儀表（1）總量積算）總量積算 作用：實(shí)現(xiàn)作用：實(shí)現(xiàn)N Q的換算。的換算。 除法積算器：積算除法積算器：積算N有多少有多少 的倍數(shù)。的倍數(shù)。 與門：輸入（即各光電觸發(fā)器輸出）均為高位與門：輸入（即各光電觸發(fā)器輸出）均為高位時(shí)輸出一個(gè)脈沖，總量積算器跳一個(gè)字，同時(shí)時(shí)輸

5、出一個(gè)脈沖，總量積算器跳一個(gè)字，同時(shí)通過回零電路使觸發(fā)器回零。通過回零電路使觸發(fā)器回零。 運(yùn)作過程：通過各觸發(fā)器表盤的指針設(shè)定高位，運(yùn)作過程：通過各觸發(fā)器表盤的指針設(shè)定高位，例分別為例分別為4、6、7、8，則脈沖數(shù)為，則脈沖數(shù)為4678時(shí)與門時(shí)與門輸出輸出 一個(gè)脈沖，若有一個(gè)脈沖，若有9345個(gè)脈沖，則仍只輸出個(gè)脈沖，則仍只輸出一個(gè)脈沖，即總量積算器是逢一個(gè)脈沖，即總量積算器是逢K進(jìn)一的積算器。進(jìn)一的積算器。 設(shè)定系數(shù)設(shè)定系數(shù)K= 10m 若若 =38.66，則，則K=3866，m=2，即最小計(jì)量單位為，即最小計(jì)量單位為102,即即100升，總量積升，總量積算器跳一個(gè)字，表示通過算器跳一個(gè)字，

6、表示通過 10m升流體。升流體。 流體總量流體總量=總量積算器讀數(shù)總量積算器讀數(shù) 最小計(jì)量單位最小計(jì)量單位Vo=N/K 10m 計(jì)數(shù)器脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器脈沖數(shù) N0（Vo=N0 10m ）例：一渦輪流量變送器流量系數(shù)例：一渦輪流量變送器流量系數(shù)=16.25脈沖脈沖/升，當(dāng)變升，當(dāng)變送器輸出送器輸出162499脈沖時(shí)，問積算器顯示出多少升總脈沖時(shí)，問積算器顯示出多少升總量量?該積算器最小計(jì)量單位為多少該積算器最小計(jì)量單位為多少? 解：設(shè)定系數(shù)解：設(shè)定系數(shù)K設(shè)定為設(shè)定為1625，則，則10m =K/ =1625/16.25=100（升）（升） V=N0 10m =99100=9900（升）（升）計(jì)數(shù)器1

7、 / KN0N）只能為整數(shù)，且不大于（取KNNNKNN00099 9999.991625162499mmmmNKNNNV101010100（2）瞬時(shí)流量）瞬時(shí)流量 Q f I(標(biāo)準(zhǔn)電流標(biāo)準(zhǔn)電流)4、使用特點(diǎn)、使用特點(diǎn)精度高（精度高（0.10.5），可作標(biāo)準(zhǔn)表用），可作標(biāo)準(zhǔn)表用量程大，可測(cè)脈動(dòng)流量，耐壓量程大，可測(cè)脈動(dòng)流量，耐壓 反應(yīng)快，慣性小，壓力損失小反應(yīng)快，慣性小，壓力損失小 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，軸承磨損影響其壽命結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，軸承磨損影響其壽命 對(duì)介質(zhì)清潔度要求高，需加過濾器對(duì)介質(zhì)清潔度要求高，需加過濾器介質(zhì)密度和粘度對(duì)指示值影響大，介質(zhì)密度和粘度對(duì)指示值影響大， 是在常溫

8、下用水是在常溫下用水標(biāo)定的，使用時(shí)標(biāo)定的，使用時(shí)需重新標(biāo)定。需重新標(biāo)定。1)流量計(jì)應(yīng)水平安裝（渦輪便于旋轉(zhuǎn)），變送器前后應(yīng)流量計(jì)應(yīng)水平安裝（渦輪便于旋轉(zhuǎn)），變送器前后應(yīng)有一定的直管段有一定的直管段 變送器變送器f/I轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換四、漩渦流量計(jì)四、漩渦流量計(jì)分類分類 渦列式渦列式(渦街式渦街式)：測(cè)量液、氣和蒸汽的流量。：測(cè)量液、氣和蒸汽的流量。 旋進(jìn)式：測(cè)量氣體流量旋進(jìn)式：測(cè)量氣體流量（一）渦街流量計(jì)（一）渦街流量計(jì)1、結(jié)構(gòu)組成：、結(jié)構(gòu)組成： 傳感器傳感器 旋渦發(fā)生器：產(chǎn)生穩(wěn)定強(qiáng)烈的旋渦旋渦發(fā)生器：產(chǎn)生穩(wěn)定強(qiáng)烈的旋渦 變送器變送器 檢測(cè)器：檢出旋渦的頻率檢測(cè)器：檢出旋渦的頻率 放大器：將檢測(cè)輸出的

9、微弱電信號(hào)放大放大器：將檢測(cè)輸出的微弱電信號(hào)放大 轉(zhuǎn)換器：將頻率信號(hào)輪換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換器：將頻率信號(hào)輪換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào) 流量顯示儀表流量顯示儀表2、變送器的原理、變送器的原理 原理框圖：原理框圖： 脈沖輸出脈沖輸出 流量顯示儀表流量顯示儀表 傳感器傳感器 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 模擬輸出模擬輸出 調(diào)節(jié)控制儀表調(diào)節(jié)控制儀表 原理：在流體中垂直插入一個(gè)非流線形的柱狀原理：在流體中垂直插入一個(gè)非流線形的柱狀物物(圓柱或三角柱圓柱或三角柱)作為漩渦發(fā)生體，當(dāng)雷諾數(shù)作為漩渦發(fā)生體，當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，會(huì)在柱狀物的下游處產(chǎn)生達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，會(huì)在柱狀物的下游處產(chǎn)生兩列平行狀，并且上下交替出現(xiàn)的漩渦，漩

10、渦兩列平行狀，并且上下交替出現(xiàn)的漩渦，漩渦產(chǎn)生的頻率產(chǎn)生的頻率f與流體的平均流速與流體的平均流速成正比，測(cè)得成正比，測(cè)得f即可求得體積流量即可求得體積流量Q。f=St v/d3、漩渦頻率的檢測(cè)、漩渦頻率的檢測(cè) 分類：熱敏檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法、分類：熱敏檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法等超聲檢測(cè)法等 原理：利用漩渦的局部壓力、密度、流速等的原理：利用漩渦的局部壓力、密度、流速等的變化作用于敏感元件，產(chǎn)生周期性電信號(hào)，再變化作用于敏感元件，產(chǎn)生周期性電信號(hào)，再經(jīng)放大整形，得到方波脈沖。經(jīng)放大整形，得到方波脈沖。 熱敏檢測(cè)法熱敏檢測(cè)法 在圓柱形發(fā)生體上有一段空腔在圓柱形發(fā)生體上有

11、一段空腔(檢測(cè)器檢測(cè)器)，被隔墻，被隔墻分成兩部分，在靜壓差作用下，流體從下游經(jīng)分成兩部分，在靜壓差作用下，流體從下游經(jīng)導(dǎo)壓孔進(jìn)入上游，并將空腔內(nèi)鉑絲上的熱量帶導(dǎo)壓孔進(jìn)入上游，并將空腔內(nèi)鉑絲上的熱量帶走，鉑絲溫度下降，電阻值減小，阻值變化的走，鉑絲溫度下降，電阻值減小，阻值變化的頻率與漩渦產(chǎn)生的頻率相對(duì)應(yīng)，故可通過不平頻率與漩渦產(chǎn)生的頻率相對(duì)應(yīng)，故可通過不平衡電橋的轉(zhuǎn)換、放大和整形來測(cè)量鉑絲阻值變衡電橋的轉(zhuǎn)換、放大和整形來測(cè)量鉑絲阻值變化的頻率?；念l率。4. 特點(diǎn)特點(diǎn) 精度高、測(cè)量范圍寬精度高、測(cè)量范圍寬 無運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)械磨損、壓力損失小無運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)械磨損、壓力損失小五、超聲波流量計(jì)五

12、、超聲波流量計(jì)1、超聲波、超聲波 頻率為頻率為16000HZ以上的聲波叫做超聲波。以上的聲波叫做超聲波。 具有方向性，在介質(zhì)中傳播時(shí)，它相對(duì)介質(zhì)的具有方向性，在介質(zhì)中傳播時(shí)，它相對(duì)介質(zhì)的傳播速度也是聲速傳播速度也是聲速C。其絕對(duì)速度為聲速和流。其絕對(duì)速度為聲速和流體運(yùn)動(dòng)速度的矢量之和。體運(yùn)動(dòng)速度的矢量之和。2、超聲波流量計(jì)的原理、超聲波流量計(jì)的原理 當(dāng)在一定距離的測(cè)量管段的上、上游安裝上超聲波發(fā)射當(dāng)在一定距離的測(cè)量管段的上、上游安裝上超聲波發(fā)射(F)和接收和接收(J)元件之后，可以根據(jù)自上而下與自下而上超元件之后，可以根據(jù)自上而下與自下而上超聲波傳播的時(shí)差、相差或頻差，測(cè)量出流體的平均速度。聲波傳播的時(shí)差、相差或頻差，測(cè)量出流體的平均速度。 1c+cos 2c -cos Q = v S3、速度差的測(cè)量、速度差的測(cè)量 時(shí)差法時(shí)差法 相差法相差法 頻差法頻差法ttgDcDvQ2284ftgDcQ162fDvDQ2sin4432 一用除法方案數(shù)字積算器的渦輪流量計(jì)，一用除法方案數(shù)字積算器的渦輪流量計(jì)，其設(shè)定系數(shù)其