自動檢測技術課件

第四章流量檢測

流量是指單位時間內流過管道某截面流體的體積或質量。前者稱為體積流量，后者稱為質量流量。在一段時間內流過的流體的量稱總量，即瞬時流量對時間的累積。

測量總量的儀表叫作流體計量表或流量計。本章介紹差壓式、容積式、速度式、振動式和電磁式流量計。

第四章流量檢測流量是指單位時間內流過管道某14.1流量的測量方法

液體和氣體統(tǒng)稱為流體。用Qv表示體積流量，用Qm表示質量流量，ρ表示流體的密度，則二者之間的關系為：

在時間t內，流體流過管道某截面的總體積流量為：總質量流量為：

4.1流量的測量方法液體和氣體統(tǒng)稱為流體。用Qv表示24.1流量的測量方法

流量測量方法如下：一、節(jié)流差壓法二、容積法

三、速度法

四、流體阻力法

五、流體振動法六、質量流量測量1、間接式2、直接式

4.1流量的測量方法流量測量方法如下：34.2差壓式流量計

差壓式流量計又叫節(jié)流式流量計，主要有兩大部分組成：節(jié)流裝置和差壓計。4.2.1節(jié)流裝置的工作原理流體流經節(jié)流裝置（如孔板）時的節(jié)流現(xiàn)象如圖所示。

4.2差壓式流量計差壓式流量計又叫節(jié)流式流量計，主44.2差壓式流量計在水平管道裝有標準孔板，當流體流經孔板時的流束及壓力分布情況如圖所示。

4.2差壓式流量計在水平管道裝有標準孔板，當流體流54.2差壓式流量計從圖中分析可得如下兩點結論：1.流束收縮2.靜壓差Δp產生

4.2.2流量方程對于不可壓縮流體的體積流量其基本方程式為質量流量基本方程式為

4.2差壓式流量計從圖中分析可得如下兩點結論：64.2差壓式流量計對上述方程處理后，可得到工程上實用流量方程式4.2.3流量系數(shù)的確定

主要是流量系數(shù)α，與節(jié)流裝置的形式、取壓方式、雷諾數(shù)、節(jié)流裝置開口截面比和管道內壁粗糙度等有關。

4.2差壓式流量計對上述方程處理后，可得到工程上實用流量方74.2差壓式流量計圖是標準孔板的流量系數(shù)α，流體雷諾數(shù)Re和孔板截面比m的實驗關系曲線。圖是標準孔板在雷諾數(shù)大于界限雷諾數(shù)Rek時的流量系數(shù)隨m值變化的關系曲線。

4.2差壓式流量計圖是標準孔板的流量系數(shù)α，流體雷諾數(shù)Re84.2差壓式流量計5.2.4標準節(jié)流裝置全套標準節(jié)流裝置如圖所示。

4.2差壓式流量計5.2.4標準節(jié)流裝置94.2差壓式流量計標準孔板及標準噴嘴的結構如圖所示。

4.2差壓式流量計標準孔板及標準噴嘴的結構如圖所示。104.2差壓式流量計4.2.5取壓方式以孔板為例，各種取壓方式的取壓孔位置如圖所示。

4.2差壓式流量計4.2.5取壓方式114.2差壓式流量計4.2.6差壓計一、雙波紋管差壓計主要由兩個波紋管、量程彈簧、扭力管及外殼等部分組成。

4.2差壓式流量計4.2.6差壓計124.2差壓式流量計二、膜片式差壓計主要由差壓測量室、三通導壓閥和差動變壓器三部分組成。

4.2差壓式流量計二、膜片式差壓計134.2差壓式流量計4.2.7標準節(jié)流裝置的安裝要求一、節(jié)流件的開孔和管道同心，端面與管道的軸線垂直；二、導壓管盡量按最短距離敷設在3～50m之內；三、測量液體流量時，應將差壓計安裝在低于節(jié)流裝置處，如圖所示；四、測量氣體流量時，應將差壓計安裝在高于節(jié)流裝置處；如圖所示；

4.2差壓式流量計4.2.7標準節(jié)流裝置的安裝要求144.2差壓式流量計4.2差壓式流量計154.2差壓式流量計五、測量粘性的、腐蝕性的或易燃的流體流量時，應安裝隔離器，如圖所示；六、測量蒸汽流量時，差壓計和節(jié)流裝置之間的相對配置和測量液體流量相同。

4.2差壓式流量計五、測量粘性的、腐蝕性的或易燃的流體流量164.3容積式流量計

4.3.1橢圓齒輪流量計工作原理如圖所示。它適合于測量中小流量，其最大口徑為250mm。

4.3容積式流量計4.3.1橢圓齒輪流量計174.3容積式流量計4.3.2腰輪流量計工作原理如圖所示，它可測量液體和氣體，測液體的口徑為10～600mm；測氣體的口徑為15～250mm，即可測小流量也可測大流量。

4.3容積式流量計4.3.2腰輪流量計184.3容積式流量計4.3.3旋轉活塞式流量計工作原理如圖所示。它具有結構簡單、工作可靠、精度高和受粘度影響小等特點，適合測小流量液體。

4.3容積式流量計4.3.3旋轉活塞式流量計194.3容積式流量計4.3.4刮板式流量計工作原理如圖所示。具有測量精度高、量程比大、受流體粘度影響小，運轉平穩(wěn)，振動和噪音均小等特點，適合測量中等到較大的流量。

4.3容積式流量計4.3.4刮板式流量計204.4速度式流量計

4.4.1葉輪式流量計自來水表就是典型的葉輪式流量計，其結構如圖所示，它也可以測量氣體流量。

4.4速度式流量計4.4.1葉輪式流量計214.4速度式流量計4.4.2渦輪式流量計

4.4速度式流量計4.4.2渦輪式流量計224.5振動式流量計

4.5.1旋渦流量計一、工作原理當兩旋渦列之間的距離h和同列的兩個旋渦之間的距離L滿足公式h/L=0.281時，非對稱的旋渦列就能保持穩(wěn)定。此時旋渦的頻率f與流體的流速v及旋渦發(fā)生體的寬度d有如上關系

4.5振動式流量計4.5.1旋渦流量計234.5振動式流量計二、旋渦頻率的檢測旋渦頻率的檢測是通過旋渦檢測器來實現(xiàn)的，常用的有兩種形式：圓柱形和三棱柱形。圓柱形檢測器和三棱柱形檢測器如圖所示。

4.5振動式流量計二、旋渦頻率的檢測244.5振動式流量計4.5.2旋進式旋渦流量計

4.5振動式流量計4.5.2旋進式旋渦流量計254.6電磁流量計

電磁流量計是基于電磁感應原理工作的流量儀表。它能測量具有一定電導率的液體體積流量。4.6.1電磁流量計的工作原理原理圖如示，電勢差與流速關系為

4.6電磁流量計電磁流量計是基于電磁感應原理工作的流量264.6電磁流量計由上式可得，則體積流量為4.6.2電磁流量計的結構電磁流量計由外殼、激勵線圈及磁軛、電極和測量導管四部分組成，內部結構如圖所示。

4.6電磁流量計由上式可得，則體積流量為274.7質量流量的測量

質量流量計主要有三大類：推導式、直接式和補償式。4.7.1推導式質量流量測量一、檢測器與密度計組合的形式原理如圖所示，質量流量表達式為

4.7質量流量的測量質量流量計主要有三大類：推導式、直接284.7質量流量的測量二、體積流量計與密度計的組合形式以渦輪流量計與密度計組合而成的質量流量計工作原理如圖，表達式為

4.7質量流量的測量二、體積流量計與密度計的組合形式294.7質量流量的測量三、檢測器與體積流量計組合的形式工作原理如圖所示，表達式為

4.7質量流量的測量三、檢測器與體積流量計組合的形式304.7質量流量的測量4.7.2直接式質量流量測量科里奧利力（簡稱科氏力）質量流量計就是一種直接式質量流量計，結構圖如所示。檢測管受力及運動如圖所示。4.7質量流量的測量4.7.2直接式質量流量測量31自動檢測技術第四章課件32

33第四章流量檢測

流量是指單位時間內流過管道某截面流體的體積或質量。前者稱為體積流量，后者稱為質量流量。在一段時間內流過的流體的量稱總量，即瞬時流量對時間的累積。

測量總量的儀表叫作流體計量表或流量計。本章介紹差壓式、容積式、速度式、振動式和電磁式流量計。

第四章流量檢測流量是指單位時間內流過管道某344.1流量的測量方法

液體和氣體統(tǒng)稱為流體。用Qv表示體積流量，用Qm表示質量流量，ρ表示流體的密度，則二者之間的關系為：

在時間t內，流體流過管道某截面的總體積流量為：總質量流量為：

4.1流量的測量方法液體和氣體統(tǒng)稱為流體。用Qv表示354.1流量的測量方法

流量測量方法如下：一、節(jié)流差壓法二、容積法

三、速度法

四、流體阻力法

五、流體振動法六、質量流量測量1、間接式2、直接式

4.1流量的測量方法流量測量方法如下：364.2差壓式流量計

差壓式流量計又叫節(jié)流式流量計，主要有兩大部分組成：節(jié)流裝置和差壓計。4.2.1節(jié)流裝置的工作原理流體流經節(jié)流裝置（如孔板）時的節(jié)流現(xiàn)象如圖所示。

4.2差壓式流量計差壓式流量計又叫節(jié)流式流量計，主374.2差壓式流量計在水平管道裝有標準孔板，當流體流經孔板時的流束及壓力分布情況如圖所示。

4.2差壓式流量計在水平管道裝有標準孔板，當流體流384.2差壓式流量計從圖中分析可得如下兩點結論：1.流束收縮2.靜壓差Δp產生

4.2.2流量方程對于不可壓縮流體的體積流量其基本方程式為質量流量基本方程式為

4.2差壓式流量計從圖中分析可得如下兩點結論：394.2差壓式流量計對上述方程處理后，可得到工程上實用流量方程式4.2.3流量系數(shù)的確定

主要是流量系數(shù)α，與節(jié)流裝置的形式、取壓方式、雷諾數(shù)、節(jié)流裝置開口截面比和管道內壁粗糙度等有關。

4.2差壓式流量計對上述方程處理后，可得到工程上實用流量方404.2差壓式流量計圖是標準孔板的流量系數(shù)α，流體雷諾數(shù)Re和孔板截面比m的實驗關系曲線。圖是標準孔板在雷諾數(shù)大于界限雷諾數(shù)Rek時的流量系數(shù)隨m值變化的關系曲線。

4.2差壓式流量計圖是標準孔板的流量系數(shù)α，流體雷諾數(shù)Re414.2差壓式流量計5.2.4標準節(jié)流裝置全套標準節(jié)流裝置如圖所示。

4.2差壓式流量計5.2.4標準節(jié)流裝置424.2差壓式流量計標準孔板及標準噴嘴的結構如圖所示。

4.2差壓式流量計標準孔板及標準噴嘴的結構如圖所示。434.2差壓式流量計4.2.5取壓方式以孔板為例，各種取壓方式的取壓孔位置如圖所示。

4.2差壓式流量計4.2.5取壓方式444.2差壓式流量計4.2.6差壓計一、雙波紋管差壓計主要由兩個波紋管、量程彈簧、扭力管及外殼等部分組成。

4.2差壓式流量計4.2.6差壓計454.2差壓式流量計二、膜片式差壓計主要由差壓測量室、三通導壓閥和差動變壓器三部分組成。

4.2差壓式流量計二、膜片式差壓計464.2差壓式流量計4.2.7標準節(jié)流裝置的安裝要求一、節(jié)流件的開孔和管道同心，端面與管道的軸線垂直；二、導壓管盡量按最短距離敷設在3～50m之內；三、測量液體流量時，應將差壓計安裝在低于節(jié)流裝置處，如圖所示；四、測量氣體流量時，應將差壓計安裝在高于節(jié)流裝置處；如圖所示；

4.2差壓式流量計4.2.7標準節(jié)流裝置的安裝要求474.2差壓式流量計4.2差壓式流量計484.2差壓式流量計五、測量粘性的、腐蝕性的或易燃的流體流量時，應安裝隔離器，如圖所示；六、測量蒸汽流量時，差壓計和節(jié)流裝置之間的相對配置和測量液體流量相同。

4.2差壓式流量計五、測量粘性的、腐蝕性的或易燃的流體流量494.3容積式流量計

4.3.1橢圓齒輪流量計工作原理如圖所示。它適合于測量中小流量，其最大口徑為250mm。

4.3容積式流量計4.3.1橢圓齒輪流量計504.3容積式流量計4.3.2腰輪流量計工作原理如圖所示，它可測量液體和氣體，測液體的口徑為10～600mm；測氣體的口徑為15～250mm，即可測小流量也可測大流量。

4.3容積式流量計4.3.2腰輪流量計514.3容積式流量計4.3.3旋轉活塞式流量計工作原理如圖所示。它具有結構簡單、工作可靠、精度高和受粘度影響小等特點，適合測小流量液體。

4.3容積式流量計4.3.3旋轉活塞式流量計524.3容積式流量計4.3.4刮板式流量計工作原理如圖所示。具有測量精度高、量程比大、受流體粘度影響小，運轉平穩(wěn)，振動和噪音均小等特點，適合測量中等到較大的流量。

4.3容積式流量計4.3.4刮板式流量計534.4速度式流量計

4.4.1葉輪式流量計自來水表就是典型的葉輪式流量計，其結構如圖所示，它也可以測量氣體流量。

4.4速度式流量計4.4.1葉輪式流量計544.4速度式流量計4.4.2渦輪式流量計

4.4速度式流量計4.4.2渦輪式流量計554.5振動式流量計

4.5.1旋渦流量計一、工作原理當兩旋渦列之間的距離h和同列的兩個旋渦之間的距離L滿足公式h/L=0.281時，非對稱的旋渦列就能保持穩(wěn)定。此時旋渦的頻率f與流體的流速v及旋渦發(fā)生體的寬度d有如上關系

4.5振動式流量計4.5.1旋渦流量計564.5振動式流量計二、旋渦頻率的檢測旋渦頻率的檢測是通過旋渦檢測器來實現(xiàn)的，常用的有兩種形式：圓柱形和三棱柱形。圓柱形檢測器和三棱柱形檢測器如圖所示。

4.5振動式流量計二、旋渦頻率的檢測574.5振動式流量計4.5.2旋進式旋渦流量計

4.5振動式流量計4.5.2旋進式旋渦流量計584.6電磁流量計