工學(xué)9流體流量測(cè)量方法及儀表課件

9流體流量測(cè)量方法及儀表如果在截面上速度分布是均勻的，則：通過(guò)流體流量的測(cè)量,可以了解掌握流動(dòng)過(guò)程、進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制、實(shí)行能源管理。如給水流量、主蒸汽流量、煙氣流量等。流量的概念

流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。9流體流量測(cè)量方法及儀表如果在截面上速度分布是均勻的，則：1

流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不均勻，流過(guò)面積上的體積流量為：測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體量，即瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分，稱之流體總量。用來(lái)測(cè)量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。測(cè)量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)。流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不均勻，流過(guò)面積上2（1）差壓式流量計(jì):通過(guò)測(cè)量差壓來(lái)間接確定流體流量的流量計(jì)。如孔板流量計(jì)、文丘利流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。

（4）質(zhì)量流量計(jì)：直接或單一測(cè)量讀出質(zhì)量流量的流量計(jì)。如熱式、雙孔板、雙渦輪、科里奧利等。（2）速度式流量計(jì)：利用測(cè)量管道內(nèi)部流體速度的大小來(lái)測(cè)量流量的流量計(jì)統(tǒng)稱為速度式流量計(jì)。如渦輪、渦街、超聲流量計(jì)。

（3）容積式流量計(jì)：利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小容積連續(xù)地定排量測(cè)量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)容積的容積值和連續(xù)測(cè)量的累計(jì)次數(shù)，求得累積流量的流量計(jì)。常見(jiàn)的有橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)等。按測(cè)量原理可分為：

（4）質(zhì)量流量計(jì)：直接或單一測(cè)量讀39.1容積式流量計(jì)容積式計(jì)量表利用儀表內(nèi)的一個(gè)固定容量的容積連續(xù)地測(cè)量被測(cè)介質(zhì)，根據(jù)定量容積稱量的次數(shù)來(lái)決定流過(guò)的總量。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)不同，有：橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量汁等。1、橢圓齒輪流量計(jì)：嚙合齒輪、儀表殼體9.1容積式流量計(jì)容積式計(jì)量表1、橢圓齒輪流量計(jì)：嚙合齒42腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測(cè)液體外，還可測(cè)量氣體，精度可達(dá)0.1％，并可做標(biāo)準(zhǔn)表使用；最大流量可達(dá)1000m3/h。腰輪上沒(méi)有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)按裝在體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)．2腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測(cè)液體外，還可測(cè)量53刮板流量計(jì)

工作原理：流體在流量計(jì)進(jìn)出口壓差作用下，推動(dòng)流量計(jì)的刮板和轉(zhuǎn)子儀器轉(zhuǎn)動(dòng)。刮板在一個(gè)固定的凸輪作用下，可以沿徑向運(yùn)動(dòng)而伸出和收回。3刮板流量計(jì)工作原理：流體在流量計(jì)進(jìn)出口壓差作用下，推動(dòng)6容積式流量計(jì)測(cè)量誤差主要源于運(yùn)動(dòng)件的間隙中泄漏所引起的。這個(gè)泄漏量與間隙、粘度、前后壓差有關(guān)。4、容積式流量計(jì)性能分析?P—流量計(jì)前后流體的壓力差μ—流體的動(dòng)力粘度。k—流量計(jì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的參數(shù)。容積式流量計(jì)測(cè)量誤差主要源于運(yùn)動(dòng)件的間隙中泄漏所引起的。這個(gè)71、從測(cè)量原理上講，準(zhǔn)確度不受流量、粘性和密度的影響。2、計(jì)量精度高，基本誤差一般為±0.5％R，特殊的可達(dá)±0.1％R。3、在旋轉(zhuǎn)流和管道阻流件流速場(chǎng)畸變時(shí)對(duì)計(jì)量精確度沒(méi)有影響，沒(méi)有前置直管段要求。4、范圍度寬，一般為10：1到5：1，特殊的可達(dá)30：1或更大。

5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，笨重，故一般只適用于中小口徑。6、由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材質(zhì)變脆等問(wèn)題，一般不適用于高低溫場(chǎng)合。目前可使用溫度范圍大致在-30～+160℃，壓力最高為10MPa。7、大部分容積式儀表只適用潔凈單相流體，含有顆粒、臟污物時(shí)上游需裝過(guò)濾器，既增加壓損，又增加維護(hù)工作；容積式流量計(jì)特點(diǎn)：1、從測(cè)量原理上講，準(zhǔn)確度不受流量、粘性和密度的影響。5、結(jié)89.2速度式流量測(cè)量方法速度式流量計(jì)是從直接測(cè)量管道內(nèi)流體流速v作為流量測(cè)量依據(jù)的。若測(cè)得的是管道截面上的平均流速v，則流體的體積流量:

（A為測(cè)量管道橫截面積)若測(cè)得的是管道橫截面上的某一點(diǎn)流速v，則流體的體積流量:

(K流量系數(shù)，與管道內(nèi)流速分布有關(guān)，一般在典型速度分布下確定)．9.2速度式流量測(cè)量方法速度式流量計(jì)是從直接測(cè)量管道內(nèi)9在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布。在紊流流動(dòng)狀態(tài)下，管內(nèi)流速同樣是以管中心線軸對(duì)稱的分布，但是其分布呈指數(shù)曲線形式。要求：儀表前后有足夠長(zhǎng)的直管端或加裝整流器，使得進(jìn)入儀表的速度分布達(dá)到典型的層流和紊流分布。在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布101、渦輪流量計(jì)工作原理：當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。忽略渦輪上的阻力矩作用時(shí)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度與流體速度的關(guān)系：1、渦輪流量計(jì)工作原理：當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪11[工學(xué)]9流體流量測(cè)量方法及儀表課件121)、ξ受流體粘性摩擦阻力，渦輪與軸承之間阻力作用。渦輪流量計(jì)影響因素：2）、受流體速度分布的影響（儀表前15D，儀表后5D）。3）、溫度變化的影響，適用的溫度范圍?。ǎ?0－120度）。1)、ξ受流體粘性摩擦阻力，渦輪與軸承之間阻力作用。渦輪流量13渦輪流量計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用(1)精度高，測(cè)量相對(duì)誤差在±(0.2-1.0)%。(2)重復(fù)性好重復(fù)性可達(dá)0.05％－0.2％(3)輸出脈沖頻率信號(hào)適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。(4)測(cè)量范圍寬,流量范圍可達(dá)10:1，對(duì)腐蝕性氣體和液體都適用；(5)線性好、耐高壓（16MPa）、體積小且壓力損失也很小。(6)對(duì)被測(cè)流體清潔度要求高；適用的溫度范圍?。ǎ?0－120度）；軸承的磨損影響儀表的適用壽命。(7)不適用于較高粘度介質(zhì)。(8)受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等的測(cè)量。渦輪流量計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用(1)精度高，測(cè)量相對(duì)誤差在±(0.2-14電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。2、電磁流量計(jì)當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí)，在磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積15電磁流量計(jì)：磁路部分、測(cè)量導(dǎo)管、電極、內(nèi)襯及外殼組成。采用直流磁場(chǎng)產(chǎn)生的直流電勢(shì)，會(huì)使待測(cè)液體發(fā)生電解，而在電極上產(chǎn)生極化現(xiàn)象，破壞感生電動(dòng)勢(shì)測(cè)量條件，勵(lì)磁采用交變磁場(chǎng)：電磁流量計(jì)：磁路部分、測(cè)量導(dǎo)管、電極、內(nèi)襯及外殼組成。采用直16交變磁場(chǎng)勵(lì)磁流量計(jì)抗干擾措施：1、合理布置電極引線，使電極引線、導(dǎo)電液體和外接儀表構(gòu)成的閉合回路與磁力線平行。2、利用調(diào)零電位器。3、采用低頻矩形波激勵(lì)磁方式。交變磁場(chǎng)勵(lì)磁流量計(jì)抗干擾措施：1、合理布置電極引線，使電極引17電磁流量計(jì)的特點(diǎn)：測(cè)量導(dǎo)管中無(wú)阻力件，壓力損失極?。黄淞魉贉y(cè)量范圍寬，為0.5~10m/s；范圍度可達(dá)10:1；流量計(jì)的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計(jì)的精度0.5~1.5級(jí)；儀表反應(yīng)快，流動(dòng)狀態(tài)對(duì)示值影響小，可以測(cè)量脈動(dòng)流和兩相流；對(duì)測(cè)量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測(cè)量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。電磁流量計(jì)的特點(diǎn)：183、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（Vortexflowmeter)的基本原理是卡門渦街現(xiàn)象，當(dāng)流體環(huán)繞通過(guò)一個(gè)非流線型的柱體時(shí)將產(chǎn)生漩渦，漩渦在柱體的兩側(cè)交替產(chǎn)生，產(chǎn)生漩渦的頻率與流量的大小成線性比例關(guān)系。由于漩渦之間的相互影響，其形成通常是不穩(wěn)定的。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：所產(chǎn)生的渦街才是穩(wěn)定的。3、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（Vortexflowmeter19渦街流量計(jì)組成：漩渦發(fā)生體、感測(cè)器和信號(hào)處理系統(tǒng)。柱體：Re＝104－105,St=0.21;三棱柱：Re＝104－5x105,St=0.16

感測(cè)器：1、檢測(cè)漩渦發(fā)生后在漩渦體上受力的變化頻率，如應(yīng)變、壓電等檢測(cè)技術(shù)。2、檢測(cè)漩渦發(fā)生后在漩渦發(fā)生體附近的流動(dòng)變化頻率，即流速檢測(cè)類，如熱敏檢測(cè)技術(shù)。漩渦發(fā)生體：形狀、尺寸和構(gòu)造要保證產(chǎn)生強(qiáng)烈的穩(wěn)定渦街，并在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，St為常數(shù)。渦街流量計(jì)組成：漩渦發(fā)生體、感測(cè)器和信號(hào)處理系統(tǒng)。柱體：Re20渦街流量計(jì)的特點(diǎn)：1、漩渦頻率只與速度有關(guān)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，幾乎不受流體性質(zhì)變化的影響。2、測(cè)量精度高，誤差為1％，重復(fù)性誤差在0.5%;3、壓力損失小，測(cè)量范圍可達(dá)到100:1，適合大口徑管道的流量測(cè)量。渦街流量計(jì)的特點(diǎn)：21渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)224、超聲波流量計(jì)速度差法超聲波流量計(jì)基本原理為：測(cè)量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過(guò)程中的速度之差來(lái)得到到被測(cè)流體的流速。根據(jù)測(cè)量的物理量的不同，可以分為時(shí)差法、相差法、頻差法。4、超聲波流量計(jì)速度差法超聲波流量計(jì)基本原理為：測(cè)量超聲波脈23①時(shí)差法

時(shí)差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差。t1-按順流方向，超聲波到達(dá)接收器時(shí)間；t2-按逆流方向，超聲波到達(dá)接收器時(shí)間。①時(shí)差法

時(shí)差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播24②相差法

相位差法是把上述時(shí)間差轉(zhuǎn)換為超聲波傳播的相位差來(lái)測(cè)量。超聲波換能器向流體連續(xù)發(fā)射形式為的超聲波脈沖，式中為超聲波的角頻率。

按順流方向發(fā)射時(shí)收到的信號(hào)相位；

按逆流方向發(fā)射時(shí)收到的信號(hào)相位。②相差法

相位差法是把上述時(shí)間差轉(zhuǎn)換為超聲波傳播的相位25③頻差法

頻差法是通過(guò)測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的循環(huán)頻率之差來(lái)測(cè)量流量的。

順流時(shí)脈沖循環(huán)頻率：

逆流時(shí)脈沖循環(huán)頻率：

脈沖循環(huán)頻差：

③頻差法

頻差法是通過(guò)測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的循環(huán)頻26工作原理：由超聲波換能器1發(fā)射脈沖式超聲波穿過(guò)管壁－流體－管壁達(dá)到達(dá)換能器2所接收，并轉(zhuǎn)換為電脈沖，在把電脈沖施加到換能器1上激發(fā)超聲波再發(fā)射出去，如此循環(huán)構(gòu)成一個(gè)自激振蕩，振蕩頻率為f1

。持續(xù)一段時(shí)間后，由切換開(kāi)關(guān)切換為換能器2發(fā)射脈沖超聲波，換能器1接收，同樣形成自激振蕩，振蕩頻率為f2。工作原理：由超聲波換能器1發(fā)射脈沖式超聲波穿過(guò)管壁－流體－27超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)1、受截面速度分布的影響，儀表需有足夠直管段（前20D，后5D）.2、屬于非接觸式測(cè)量?jī)x表，無(wú)壓力損失。3、準(zhǔn)確度不高，相對(duì)誤差在±2％左右。超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)28接式流量計(jì)原理建立換熱基礎(chǔ)上，在流體流動(dòng)的途徑上設(shè)置加熱體，導(dǎo)致加熱體上游和下游的流體溫度不同，同時(shí)加熱體受到冷卻，溫度變化以及加熱體熱量散失與流體流速或流量有關(guān)。有熱線風(fēng)速儀、托馬斯流量計(jì)、邊界層流量計(jì)等。

5.熱式流量計(jì)⑴熱線風(fēng)速儀接式流量計(jì)原理建立換熱基礎(chǔ)上，在流體流動(dòng)的途徑上設(shè)置加熱體，29根據(jù)傳熱規(guī)律：

為流體的定壓比熱;兩點(diǎn)溫度差

(2)托馬斯流量計(jì)根據(jù)傳熱規(guī)律：為流體的定壓比熱;兩點(diǎn)溫度差(2)托馬斯30設(shè)流動(dòng)為不可壓縮無(wú)粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)，駐點(diǎn)處流體的伯努利方程為： 由此可以得該點(diǎn)的流速為：9.5

皮托管和均速管流量計(jì)對(duì)于可壓縮流體：⑴皮托管與均速管設(shè)流動(dòng)為不可壓縮無(wú)粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)，駐點(diǎn)處流體的伯努利方31

皮托管是一根彎成直角的雙層空心復(fù)合管，帶有多個(gè)取壓孔，能同時(shí)測(cè)量流體總壓和靜壓。皮托管結(jié)構(gòu)

皮托管是一根彎成直角的雙層空心復(fù)合管，帶有多個(gè)取32⑵均速管流量計(jì)均速管測(cè)量流速的原理與皮托管相同，體積流量可由下式確定：⑵均速管流量計(jì)均速管測(cè)量流速的原理與皮托管相同，體積流量可33在流體通過(guò)的管道中，垂直于流動(dòng)方向插上一塊圓盤形的靶。流體通過(guò)時(shí)對(duì)靶片產(chǎn)生推力，流量與力的平方近似成正比。(3)靶式流量計(jì)在流體通過(guò)的管道中，垂直于流動(dòng)方向插上一塊圓盤形的靶。流體通344、浮子流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）4、浮子流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）35流體自下而上運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在浮子上的阻力;浮子本身的垂直向下的重力；流體對(duì)浮子所產(chǎn)生的垂直向上的浮力。當(dāng)浮子處于平衡狀態(tài)時(shí),有：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測(cè)量原理式中，α為流量系數(shù)；A0為流量計(jì)有效通流面積；為流體密度；f為浮子材料的密度；Af為浮子的最大迎流面積。流體自下而上運(yùn)動(dòng)時(shí)，作用在浮子上的阻力;浮子本身的垂直向下36[工學(xué)]9流體流量測(cè)量方法及儀表課件37在工業(yè)生產(chǎn)中，由于物料平衡，熱平衡以及儲(chǔ)存、經(jīng)濟(jì)核算等所需要的都是質(zhì)量，并非體積，所以在測(cè)量工作中，常需將測(cè)出的體積流量，乘以密度換算成質(zhì)量流量。密度隨溫度、壓力而變化，所以在測(cè)量流體體積流量時(shí)，要同時(shí)測(cè)量流體的壓力和溫度，進(jìn)而求出質(zhì)量流量。在溫度、壓力變化比較頻繁的情況下，難以達(dá)到測(cè)量的目的。這樣便希望用質(zhì)量流量計(jì)來(lái)測(cè)量質(zhì)量流量。

9.4質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)大致分為三大類：直接式、推導(dǎo)式、補(bǔ)償式在工業(yè)生產(chǎn)中，由于物料平衡，熱平衡以及儲(chǔ)存、經(jīng)濟(jì)核算等所需38科里奧利力來(lái)自于物體運(yùn)動(dòng)所具有的慣性，在旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，由于慣性的作用，有沿著原有運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但是由于體系本身是旋轉(zhuǎn)的，在經(jīng)歷了一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之後，體系中質(zhì)點(diǎn)的位置會(huì)有所變化，而它原有的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，如果以旋轉(zhuǎn)體系的視角去觀察，就會(huì)發(fā)生一定程度的偏離。1科里奧利質(zhì)量流量計(jì)

科里奧利力來(lái)自于物體運(yùn)動(dòng)所具有的慣性，在旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直39科里奧利質(zhì)量流量傳感器是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力而制成的一種直接式質(zhì)量流量傳感器?？评飱W利質(zhì)量流量傳感器是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，處于一個(gè)402推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)是由體積流量計(jì)和密度計(jì)組合而成的，形式可分為：檢測(cè)的ρv2流量計(jì)和密度計(jì)的組合方式；2推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)是由體積流量計(jì)和密度計(jì)組41②檢測(cè)的v流量計(jì)和密度計(jì)的組合方式；②檢測(cè)的v流量計(jì)和密度計(jì)的組合方式；42③檢測(cè)的ρv2流量計(jì)和檢測(cè)的v流量計(jì)的組合方式；③檢測(cè)的ρv2流量計(jì)和檢測(cè)的v流量計(jì)的組合方式；433補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)3補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)449流體流量測(cè)量方法及儀表如果在截面上速度分布是均勻的，則：通過(guò)流體流量的測(cè)量,可以了解掌握流動(dòng)過(guò)程、進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制、實(shí)行能源管理。如給水流量、主蒸汽流量、煙氣流量等。流量的概念

流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。9流體流量測(cè)量方法及儀表如果在截面上速度分布是均勻的，則：45

流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不均勻，流過(guò)面積上的體積流量為：測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體量，即瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分，稱之流體總量。用來(lái)測(cè)量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。測(cè)量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)。流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不均勻，流過(guò)面積上46（1）差壓式流量計(jì):通過(guò)測(cè)量差壓來(lái)間接確定流體流量的流量計(jì)。如孔板流量計(jì)、文丘利流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。

（4）質(zhì)量流量計(jì)：直接或單一測(cè)量讀出質(zhì)量流量的流量計(jì)。如熱式、雙孔板、雙渦輪、科里奧利等。（2）速度式流量計(jì)：利用測(cè)量管道內(nèi)部流體速度的大小來(lái)測(cè)量流量的流量計(jì)統(tǒng)稱為速度式流量計(jì)。如渦輪、渦街、超聲流量計(jì)。

（3）容積式流量計(jì)：利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小容積連續(xù)地定排量測(cè)量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)容積的容積值和連續(xù)測(cè)量的累計(jì)次數(shù)，求得累積流量的流量計(jì)。常見(jiàn)的有橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)等。按測(cè)量原理可分為：

（4）質(zhì)量流量計(jì)：直接或單一測(cè)量讀479.1容積式流量計(jì)容積式計(jì)量表利用儀表內(nèi)的一個(gè)固定容量的容積連續(xù)地測(cè)量被測(cè)介質(zhì)，根據(jù)定量容積稱量的次數(shù)來(lái)決定流過(guò)的總量。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)不同，有：橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量汁等。1、橢圓齒輪流量計(jì)：嚙合齒輪、儀表殼體9.1容積式流量計(jì)容積式計(jì)量表1、橢圓齒輪流量計(jì)：嚙合齒482腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測(cè)液體外，還可測(cè)量氣體，精度可達(dá)0.1％，并可做標(biāo)準(zhǔn)表使用；最大流量可達(dá)1000m3/h。腰輪上沒(méi)有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)按裝在體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)．2腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測(cè)液體外，還可測(cè)量493刮板流量計(jì)

工作原理：流體在流量計(jì)進(jìn)出口壓差作用下，推動(dòng)流量計(jì)的刮板和轉(zhuǎn)子儀器轉(zhuǎn)動(dòng)。刮板在一個(gè)固定的凸輪作用下，可以沿徑向運(yùn)動(dòng)而伸出和收回。3刮板流量計(jì)工作原理：流體在流量計(jì)進(jìn)出口壓差作用下，推動(dòng)50容積式流量計(jì)測(cè)量誤差主要源于運(yùn)動(dòng)件的間隙中泄漏所引起的。這個(gè)泄漏量與間隙、粘度、前后壓差有關(guān)。4、容積式流量計(jì)性能分析?P—流量計(jì)前后流體的壓力差μ—流體的動(dòng)力粘度。k—流量計(jì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的參數(shù)。容積式流量計(jì)測(cè)量誤差主要源于運(yùn)動(dòng)件的間隙中泄漏所引起的。這個(gè)511、從測(cè)量原理上講，準(zhǔn)確度不受流量、粘性和密度的影響。2、計(jì)量精度高，基本誤差一般為±0.5％R，特殊的可達(dá)±0.1％R。3、在旋轉(zhuǎn)流和管道阻流件流速場(chǎng)畸變時(shí)對(duì)計(jì)量精確度沒(méi)有影響，沒(méi)有前置直管段要求。4、范圍度寬，一般為10：1到5：1，特殊的可達(dá)30：1或更大。

5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，笨重，故一般只適用于中小口徑。6、由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材質(zhì)變脆等問(wèn)題，一般不適用于高低溫場(chǎng)合。目前可使用溫度范圍大致在-30～+160℃，壓力最高為10MPa。7、大部分容積式儀表只適用潔凈單相流體，含有顆粒、臟污物時(shí)上游需裝過(guò)濾器，既增加壓損，又增加維護(hù)工作；容積式流量計(jì)特點(diǎn)：1、從測(cè)量原理上講，準(zhǔn)確度不受流量、粘性和密度的影響。5、結(jié)529.2速度式流量測(cè)量方法速度式流量計(jì)是從直接測(cè)量管道內(nèi)流體流速v作為流量測(cè)量依據(jù)的。若測(cè)得的是管道截面上的平均流速v，則流體的體積流量:

（A為測(cè)量管道橫截面積)若測(cè)得的是管道橫截面上的某一點(diǎn)流速v，則流體的體積流量:

(K流量系數(shù)，與管道內(nèi)流速分布有關(guān)，一般在典型速度分布下確定)．9.2速度式流量測(cè)量方法速度式流量計(jì)是從直接測(cè)量管道內(nèi)53在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布。在紊流流動(dòng)狀態(tài)下，管內(nèi)流速同樣是以管中心線軸對(duì)稱的分布，但是其分布呈指數(shù)曲線形式。要求：儀表前后有足夠長(zhǎng)的直管端或加裝整流器，使得進(jìn)入儀表的速度分布達(dá)到典型的層流和紊流分布。在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布541、渦輪流量計(jì)工作原理：當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。忽略渦輪上的阻力矩作用時(shí)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度與流體速度的關(guān)系：1、渦輪流量計(jì)工作原理：當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪55[工學(xué)]9流體流量測(cè)量方法及儀表課件561)、ξ受流體粘性摩擦阻力，渦輪與軸承之間阻力作用。渦輪流量計(jì)影響因素：2）、受流體速度分布的影響（儀表前15D，儀表后5D）。3）、溫度變化的影響，適用的溫度范圍?。ǎ?0－120度）。1)、ξ受流體粘性摩擦阻力，渦輪與軸承之間阻力作用。渦輪流量57渦輪流量計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用(1)精度高，測(cè)量相對(duì)誤差在±(0.2-1.0)%。(2)重復(fù)性好重復(fù)性可達(dá)0.05％－0.2％(3)輸出脈沖頻率信號(hào)適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。(4)測(cè)量范圍寬,流量范圍可達(dá)10:1，對(duì)腐蝕性氣體和液體都適用；(5)線性好、耐高壓（16MPa）、體積小且壓力損失也很小。(6)對(duì)被測(cè)流體清潔度要求高；適用的溫度范圍?。ǎ?0－120度）；軸承的磨損影響儀表的適用壽命。(7)不適用于較高粘度介質(zhì)。(8)受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等的測(cè)量。渦輪流量計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用(1)精度高，測(cè)量相對(duì)誤差在±(0.2-58電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。2、電磁流量計(jì)當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí)，在磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積59電磁流量計(jì)：磁路部分、測(cè)量導(dǎo)管、電極、內(nèi)襯及外殼組成。采用直流磁場(chǎng)產(chǎn)生的直流電勢(shì)，會(huì)使待測(cè)液體發(fā)生電解，而在電極上產(chǎn)生極化現(xiàn)象，破壞感生電動(dòng)勢(shì)測(cè)量條件，勵(lì)磁采用交變磁場(chǎng)：電磁流量計(jì)：磁路部分、測(cè)量導(dǎo)管、電極、內(nèi)襯及外殼組成。采用直60交變磁場(chǎng)勵(lì)磁流量計(jì)抗干擾措施：1、合理布置電極引線，使電極引線、導(dǎo)電液體和外接儀表構(gòu)成的閉合回路與磁力線平行。2、利用調(diào)零電位器。3、采用低頻矩形波激勵(lì)磁方式。交變磁場(chǎng)勵(lì)磁流量計(jì)抗干擾措施：1、合理布置電極引線，使電極引61電磁流量計(jì)的特點(diǎn)：測(cè)量導(dǎo)管中無(wú)阻力件，壓力損失極小；其流速測(cè)量范圍寬，為0.5~10m/s；范圍度可達(dá)10:1；流量計(jì)的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計(jì)的精度0.5~1.5級(jí)；儀表反應(yīng)快，流動(dòng)狀態(tài)對(duì)示值影響小，可以測(cè)量脈動(dòng)流和兩相流；對(duì)測(cè)量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測(cè)量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。電磁流量計(jì)的特點(diǎn)：623、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（Vortexflowmeter)的基本原理是卡門渦街現(xiàn)象，當(dāng)流體環(huán)繞通過(guò)一個(gè)非流線型的柱體時(shí)將產(chǎn)生漩渦，漩渦在柱體的兩側(cè)交替產(chǎn)生，產(chǎn)生漩渦的頻率與流量的大小成線性比例關(guān)系。由于漩渦之間的相互影響，其形成通常是不穩(wěn)定的。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：所產(chǎn)生的渦街才是穩(wěn)定的。3、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（Vortexflowmeter63渦街流量計(jì)組成：漩渦發(fā)生體、感測(cè)器和信號(hào)處理系統(tǒng)。柱體：Re＝104－105,St=0.21;三棱柱：Re＝104－5x105,St=0.16

感測(cè)器：1、檢測(cè)漩渦發(fā)生后在漩渦體上受力的變化頻率，如應(yīng)變、壓電等檢測(cè)技術(shù)。2、檢測(cè)漩渦發(fā)生后在漩渦發(fā)生體附近的流動(dòng)變化頻率，即流速檢測(cè)類，如熱敏檢測(cè)技術(shù)。漩渦發(fā)生體：形狀、尺寸和構(gòu)造要保證產(chǎn)生強(qiáng)烈的穩(wěn)定渦街，并在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，St為常數(shù)。渦街流量計(jì)組成：漩渦發(fā)生體、感測(cè)器和信號(hào)處理系統(tǒng)。柱體：Re64渦街流量計(jì)的特點(diǎn)：1、漩渦頻率只與速度有關(guān)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，幾乎不受流體性質(zhì)變化的影響。2、測(cè)量精度高，誤差為1％，重復(fù)性誤差在0.5%;3、壓力損失小，測(cè)量范圍可達(dá)到100:1，適合大口徑管道的流量測(cè)量。渦街流量計(jì)的特點(diǎn)：65渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)664、超聲波流量計(jì)速度差法超聲波流量計(jì)基本原理為：測(cè)量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過(guò)程中的速度之差來(lái)得到到被測(cè)流體的流速。根據(jù)測(cè)量的物理量的不同，可以分為時(shí)差法、相差法、頻差法。4、超聲波流量計(jì)速度差法超聲波流量計(jì)基本原理為：測(cè)量超聲波脈67①時(shí)差法

時(shí)差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差。t1-按順流方向，超聲波到達(dá)接收器時(shí)間；t2-按逆流方向，超聲波到達(dá)接收器時(shí)間。①時(shí)差法

時(shí)差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播68②相差法

相位差法是把上述時(shí)間差轉(zhuǎn)換為超聲波傳播的相位差來(lái)測(cè)量。超聲波換能器向流體連續(xù)發(fā)射形式為的超聲波脈沖，式中為超聲波的角頻率。

按順流方向發(fā)射時(shí)收到的信號(hào)相位；

按逆流方向發(fā)射時(shí)收到的信號(hào)相位。②相差法

相位差法是把上述時(shí)間差轉(zhuǎn)換為超聲波傳播的相位69③頻差法

頻差法是通過(guò)測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的循環(huán)頻率之差來(lái)測(cè)量流量的。

順流時(shí)脈沖循環(huán)頻率：

逆流時(shí)脈沖循環(huán)頻率：

脈沖循環(huán)頻差：

③頻差法

頻差法是通過(guò)測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的循環(huán)頻70工作原理：由超聲波換能器1發(fā)射脈沖式超聲波穿過(guò)管壁－流體－管壁達(dá)到達(dá)換能器2所接收，并轉(zhuǎn)換為電脈沖，在把電脈沖施加到換能器1上激發(fā)超聲波再發(fā)射出去，如此循環(huán)構(gòu)成一個(gè)自激振蕩，振蕩頻率為f1

。持續(xù)一段時(shí)間后，由切換開(kāi)關(guān)切換為換能器2發(fā)射脈沖超聲波，換能器1接收，同樣形成自激振蕩，振蕩頻率為f2。工作原理：由超聲波換能器1發(fā)射脈沖式超聲波穿過(guò)管壁－流體－71超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)1、受截面速度分布的影響，儀表需有足夠直管段（前20D，后5D）.2、屬于非接觸式測(cè)量?jī)x表，無(wú)壓力損失。3、準(zhǔn)確度不高，相對(duì)誤差在±2％左右。超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)72接式流量計(jì)原理建立換熱基礎(chǔ)上，在流體流動(dòng)的途徑上設(shè)置加熱體，導(dǎo)致加熱體上游和下游的流體溫度不同，同時(shí)加熱體受到冷卻，溫度變化以及加熱體熱量散失與流體流速或流量有關(guān)。有熱線風(fēng)速儀、托馬斯流量計(jì)、邊界層流量計(jì)等。

5.熱式流量計(jì)⑴熱線風(fēng)速儀接式流量計(jì)原理建立換熱基礎(chǔ)上，在流體流動(dòng)的途徑上設(shè)置加熱體，73根據(jù)傳熱規(guī)律：

為流體的定壓比熱;兩點(diǎn)溫度差

(2)托馬斯流量計(jì)根據(jù)傳熱規(guī)律：為流體的定壓比熱;兩點(diǎn)溫度差(2)托馬斯74設(shè)流動(dòng)為不可壓縮無(wú)粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)，駐點(diǎn)處流體的伯努利方程為： 由此可以得該點(diǎn)的流速為：9.5

皮托管和均速管流量計(jì)對(duì)于可壓縮流體：⑴皮托管與均速管設(shè)流動(dòng)為不可壓縮無(wú)粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)，駐點(diǎn)處流體的伯努利方75

皮托管是一根彎成直角的雙層空心復(fù)合管，帶有多個(gè)取壓孔，能同時(shí)測(cè)量流體總壓和靜壓。皮托