測試技術(shù) 第十二章 流量測量

1、第十二章 流量測量一、流量的概念體積/質(zhì)量流量：流體在單位時間內(nèi)流過管道某截面的體積/質(zhì)量。（注意：流體的速度在截面上各處不可能是均勻的。）某一時間內(nèi)流過管道流體的體積V和質(zhì)量M為：這里，AF截面面積，流體密度 qV體積流量， qm質(zhì)量流量 vmmFFvvqqdtqMvdAqdtqV 二、流量儀表的分類1、計量表1）容積式計量表用儀表內(nèi)一個固定容量的容積連續(xù)測量被測介質(zhì)，根據(jù)容積稱量的次數(shù)來決定流過的總量。橢圓齒輪流量計：每轉(zhuǎn)一周，兩個齒輪送出4個標準體積的流體。見圖12.1腰輪流量計（羅茨流量計）：原理同上。腰輪取代齒輪。見圖12.2活塞式流量計：在流體推動下，活塞在氣缸中作旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動，

2、計量流體體積?？捎迷诩佑蜋C。括板式流量計：2）速度式流量計流體流過儀表時，推動表內(nèi)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過介質(zhì)的總量。如：水表等。特點：結(jié)構(gòu)簡單、精度較低（約2%）2、流量計1）差壓式流量計流體流過管道內(nèi)某一收縮裝置時，截面變窄使靜壓發(fā)生變化，在裝置前后產(chǎn)生壓差。該壓差與流量成一定關(guān)系。見圖12.3、12.42）流體阻力式流量計A.轉(zhuǎn)子流量計在垂直的錐形管道中放一個自由浮動的浮子，流體自下而上流經(jīng)錐形管時，浮子受流體作用向上運動，浮子的位置反映了流量的大小。見圖12.5 圖12.6B.靶式流量計管道內(nèi)放一阻力靶，當介質(zhì)流過阻力靶時隨流量的大小不同，作用于阻力靶的力也不同，通過測出受力

3、大小來確定流量的大小。見圖12.73）測速式流量計A.渦輪流量計流體流動推動葉輪旋轉(zhuǎn)，測出葉輪轉(zhuǎn)速從而算出被測介質(zhì)的流量。見圖12.8B.電磁流量計只能測量導(dǎo)電介質(zhì)，如：血管流量。利用電磁感應(yīng)原理測量介質(zhì)流量。見圖12.11 在均勻磁場中，垂直于磁場方向放置一個由不導(dǎo)磁材料制成的管道。當導(dǎo)電的液體在管道中流動時，切割磁力線，在磁場和流動方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的大小與流速成正比。勵磁方式有三種：直流勵磁：易使液體極化，電極間的內(nèi)阻增加。用于液態(tài)金屬的流量交流勵磁：消除液體極化作用，但會產(chǎn)生電磁干擾。恒定電流方波勵磁：由開關(guān)電路產(chǎn)生正負交變的方波恒定電流，送入勵磁線圈。不需要做

4、干擾處理。C.超聲波流量計流體流速不同時，超聲波在流體中的傳播速度發(fā)生變化。見圖10-14實現(xiàn)方法：時差法、相差法、頻差法。D.熱量流量計被加熱的元件，在被測介質(zhì)中熱量的消耗方式有：導(dǎo)熱、對流、輻射。若其它條件不變時，元件在流體流動時的熱損失取決于流體的流速。E.皮托管式流量計前面介紹過皮托管測速。F.標志法測速流量計在流動的液體中，設(shè)法做一個標志，通過測量標志的移動速度來測量介質(zhì)的流速。a.示蹤法：流體中加入不同的物質(zhì)作標志。如：放射性同位素。b.核磁共振法：用核磁共振現(xiàn)象作標志。c.相關(guān)法：利用流體自身的成分變化、濃度差來判別流速。d.混合稀釋法：在流過封閉管道的流體中混入適當?shù)奈镔|(zhì)，通過

5、測量此混合流體的濃度確定被測介質(zhì)的流量。4）流體振動式流量計A.卡門渦街流量計 流體流過阻力體時，會出現(xiàn)兩列規(guī)則的旋渦，旋渦的頻率正比于介質(zhì)的流速。見圖10-16B.旋進旋渦式流量計流體通過起漩器后被強迫旋轉(zhuǎn)前進，形成旋渦流，其中心為渦核。當旋轉(zhuǎn)流體進入擴張段時，引起渦核螺旋狀進動，進動頻率與流量有關(guān)，測出進動頻率就可確定流量。見流量測量方法和儀表的選用P288圖16.8三、質(zhì)量流量計1、科里奧利質(zhì)量流量計 流體在管中旋轉(zhuǎn)著向前流動時，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。該力與流體旋轉(zhuǎn)角速度和向前運動的速度有關(guān)。 見圖10-18（實際中，通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生科里奧利力是困難的。）采用振動的方法：測量管在中點以其諧振或接近諧振的頻率振動時，在管內(nèi)流動的流體產(chǎn)生科里奧利力。測量管的結(jié)構(gòu)有：單管型：易受外界振動干擾，已不用雙管型：兩管形狀相同，故易起振；