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亚博yabo888网页登录-种种流量计事情原理及优缺点,流量计是工业丈量中重要的仪表之一

发布日期:2022-09-17 01:07

本文摘要:丈量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业丈量中重要的仪表之一。随着工业生产的生长,对流量丈量的准确度和规模的要求越来越高。 流量丈量技术日新月异,为了适应种种用途,种种类型的流量计相继问世,现在已投入使用的流量计已凌驾 100 种。流量计每种产物都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按丈量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。

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丈量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业丈量中重要的仪表之一。随着工业生产的生长,对流量丈量的准确度和规模的要求越来越高。

流量丈量技术日新月异,为了适应种种用途,种种类型的流量计相继问世,现在已投入使用的流量计已凌驾 100 种。流量计每种产物都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按丈量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。

按流量计的结构原理举行分类,有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。按丈量工具划分,就有关闭管道和明渠两大类;按丈量目的又可分为总量丈量和流量丈量,其仪表划分称作总量表和流量计。总量表丈量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表现,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此, 以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

1按丈量原理分类1.力学原理:属于此类原理的仪表有使用伯努利定理的差压式、转子式;使用动量定理的冲量式、可动管式;使用牛顿第二定律的直接质量式;使用流体动量原理的靶式;使用角动量定理的涡轮式;使用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;使用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。2.电学原理:用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。3.声学原理:使用声学原理举行流量丈量的有超声波式、声学式(打击波式)等。4.热学原理:使用热学原理丈量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。

5.光学原理:激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。6.原子物理原理:核磁共振式、核辐射式等是属于此类原理的仪表。

7.其它原理:有标志原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。2按流量计结构原理分类按当前流量计产物的实际情况,凭据流量计的结构原理,大致上可归纳为以下几种类型:1.差压式流量计差压式流量计是凭据安装于管道中流量检测件发生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来盘算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次装置为种种机械、电子、机电一体式差压计、差压变送器及流量显示仪表。

它已生长为三化(系列化、通用化及尺度化)水平很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可丈量流量参数,也可丈量其它参数(如压力、物位、密度等)。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节省装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。检测件又可按其尺度化水平分为二大类:尺度的和非尺度的。

所谓尺度检测件是只要根据尺度文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算丈量误差。非尺度检测件是成熟水平较差的、尚未列入国际尺度中的检测件。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各种流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于种种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但现在仍是最重要的一类流量计。优点:(1)应用最多的孔板式流量计结构牢靠,性能稳定可靠,使用寿命长;(2)应用规模广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相相比;(3)检测件与变送器、显示仪表划分由差别厂家生产,便于规模经济生产。

缺点:(1)丈量精度普遍偏低;(2)规模度窄,一般仅3:1~4:1;(3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。应用概况:差压式流量计应用规模特别广泛,在关闭管道的流量丈量中种种工具都有应用,如流体方面:单相、混相、清洁、脏污、粘性流等;事情状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。2.孔板流量计优点:尺度节省件是全世界通用的,并获得了国际尺度组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量计中亦是唯一的结构易于复制的仪表,简朴、牢靠、性能稳定可靠且价钱低廉;应用规模广,包罗全部单相流体(液、气、蒸汽)、部门混相流,一般生产历程的管径、事情状态(温度、压力)皆有产物。

检测件和差压显示仪表可离开差别厂家生产,利便专业化规模生产;缺点:丈量的重复性、准确度在流量计中属于中等水平,由于众多因素的影响错综庞大,准确度难于提高。孔板以内孔锐角线来保证精度,因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,恒久使用精度难以保证,需每年拆下强检一次。接纳法兰毗连,易发生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护事情量。3.浮子流量计浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力蒙受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用规模最宽阔的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。80年月中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国1990年产量预计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。特点:(1)玻璃锥管浮子流量计结构简朴,使用利便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;   (2)适用于小管径和低流速;(3)压力损失较低。

4.容积式流量计容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它使用机械丈量元件把流体一连不停地支解成单个已知的体积部门,凭据丈量室逐次重复地充满和排放该体积部门流体的次数来丈量流体体积总量。容积式流量计按其丈量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复生塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

优点:(1)计量精度高;(2)安装管道条件对计量精度没有影响;(3)可用于高粘度液体的丈量;(4)规模度宽;(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量清晰明晰,操作轻便。缺点:(1)效果庞大,体积庞大;(2)被测介质种类、口径、介质事情状态局限性较大;(3)不适用于高、低温场所;(4)大部门仪表只适用于清洁单相流体;(5)发生噪声及振动。应用概况:容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量丈量。

工业蓬勃国家近年PD流量计(不包罗家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包罗家用煤气表)预计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式划分约占70%和20%。5.污水流量计种类污水流量计按计量原理分类:1、流量计有节省式流量计、毕托管流量计、均速管流量计、转子流量计、靶式流量计,这些流量计是使用伯努利方程原理,通过丈量流体差压信号反映流量;2、流量计有涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、多普勒超声波流量计、热线测速流量计,这些是通过丈量流体流速来反映流量;3、流量计有齿轮式流量计、刮板式流量计、旋转活塞式流量计,这些是通过丈量一个个尺度体积的小容积来反映流量;4、流量计有热式质量流量计、差压式质量流量计、叶轮式质量流量计、哥力式质量流量计、间接式质量流量计,这些是通过丈量流体质量来反映流量;5、流量计有堰槽式流量计,它是通过丈量液位来反映流量。污水流量计特点:1、污水流量计结构简朴、牢靠可靠、使用寿命长。2、丈量管内无运动部件和阻力部件,无压损,不会发生阻塞丈量可靠,抗滋扰能力强体积小、重量轻、安装利便、维护量小、丈量规模宽;丈量不受流体温度、密度、压力、粘度、电导率等变化的影响,可在老管道上开孔革新安装,施工安装简朴,工程量小。

6.涡轮流量计涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它接纳多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪两部门组成,也可做成整体式。

优点:(1)高精度,在所有流量计中,属于最准确的流量计;(2)重复性好;(3)元零点漂移,抗滋扰能力好;(4)规模度宽;(5)结构紧凑。缺点:(1)不能恒久保持校准特性;(2)流体物性对流量特性有较大影响。应用概况:涡轮流量计在以下一些丈量工具获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流。

涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就接纳了2600多台种种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。7.涡街流量计(USF)涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分散释放出两串规则地交织排列的游涡的仪表。当通流截面一定时,流速与导容积流量成正比。

因此,丈量振荡频率即可测得流量,涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。这种流量计是70年月开发和生长起来的,由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点,很有生长前途。优点(1)涡街流量计无可动部件,丈量元件结构简朴,性能可靠,使用寿命长。

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(2)涡街流量计丈量规模宽。量程比一般能到达1:10。

(3)涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以丈量液体、气体或蒸汽的流量。

(4)它造成的压力损失小。(5)准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。

缺点(1)涡街流量计事情状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的最终丈量效果应是质量流量,对于气体,最终丈量效果应是尺度体积流量。质量流量或尺度体积流量都必须通过流体密度举行换算,必须思量流体工况变化引起的流体密度变化。(2)造成流量丈量误差的因素主要有:管道流速不均造成的丈量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽举行丈量。

这些误差如果不加以限制或消除,涡街流量计的总丈量误差会很大。(3)抗振性能差。外来振动会使涡街流量计发生丈量误差,甚至不能正常事情。

通道流体高流速打击会使涡街发生体的悬臂发生附加振动,使丈量精度降低。大管径影响更为显着。(4)对丈量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对丈量精度造成极大影响。

(5)直管段要求高。专家指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,才气满足丈量要求。(6)耐温性能差。

涡街流量计一般只能丈量 300℃以下介质的流体流量。USF在60年月后期进入工业应用,80年月后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。

1992年世界 规模预计销售量为3.548万台,同期海内产物预计在8000~9000台。8.电磁流量计 (EMF)电磁流量计是凭据法拉弟电磁感应定律制成的一种丈量导电性液体的仪表。电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的丈量。

70、80 年月电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不停上升。优点:(1)丈量通道是段平滑直管,不会阻塞,适用于丈量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;(2)不发生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的显着影响; (4)流量规模大,口径规模宽;(5)可应用腐蚀性流体。缺点:(1)电磁流量计的应用有一定局限性,它只能丈量导电介质的液体流量,不能丈量非导电介质的流量,例如气体和水处置惩罚较好的供热用水。

另外在高温条件下其衬里需思量。(2)电磁流量计是通过丈量导电液体的速度确定事情状态下的体积流量。根据计量要求,对于液态介质,应丈量质量流量,丈量介质流量应涉及到流体的密度,差别流体介质具有差别的密度,而且随温度变化。

如果电磁流量计转换器不思量流体密度,仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。(3)电磁流量计的安装与调试比其它流量计庞大,且要求更严格。

变送器和转换器必须配套使用,两者之间不能用两种差别型号的仪表配用。在安装变送器时,从安装所在的选择到详细的安装调试,必须严格根据产物说明书要求举行。

安装所在不能有振动,不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。

在使用时,必须排尽丈量管中存留的气体,否则会造成较大的丈量误差。(4)电磁流量计用来丈量带有污垢的粘性液体时,粘性物或沉淀物附着在丈量管内壁或电极上,使变送器输出电势变化,带来丈量误差,电极上污垢物到达一定厚度,可能导致仪表无法丈量。(5)供水管道结垢或磨损改变内径尺寸,将影响原定的流量值,造成丈量误差。

如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2%附加误差。(6)变送器的丈量信号为很小的毫伏级电势信号,除流量信号外,还夹杂一些与流量无关的信号,如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确丈量流量,必须消除种种滋扰信号,有效放大流量信号。

应该提高流量转换器的性能,最好接纳微处置惩罚机型的转换器,用它来控制励磁电压,按被测流体性质选择励磁方式和频率,可以清除同相滋扰和正交滋扰。但革新的仪表结构庞大,成本较高。

(7)价钱较高。应用概况:电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场所,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业丈量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。EMF从50年月初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年月后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。我国近年生长迅速,1994年销售预计为6500~7500台。

海内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。9.超声流量计超声波流量计是基于超声波在流动介质中流传的速度即是被测介质的平均流速和声波自己速度的几何和的原理而设计的。

它也是由测流速来反映流量巨细的。超声波流量计虽然在70年月才泛起,但由于它可以制成非接触型式,并可与超声波水位计联动举行开口流量丈量,对流体又不发生扰动和阻力,所以很受接待。超声波流量计按丈量原理分可分为时差式和多普勒式。

使用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来获得广泛的关注和使用,是现在企事业使用最多的一种超声波流量计。使用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于丈量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质,使用有一定的局限性,但却解决了时差式超声波流量计只能丈量单一清澈流体的问题,也被认为是非接触丈量双相流的理想仪表。优点:(1)超声波流量计是一种非接触式丈量仪表,可用来丈量不易接触、不易视察的流体流量和大管径流量。

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它不会改变流体的流动状态,不会发生压力损失,且便于安装。(2)可以丈量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。(3)超声波流量计的丈量规模大,管径规模从20mm~5m.(4)超声波流量计可以丈量种种液体和污水流量。

(5)超声波流量计丈量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成牢固式和便携式两种形式。缺点:(1)超声波流量计的温度丈量规模不高,一般只能丈量温度低于200℃的流体。

(2)抗滋扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音滋扰、影响丈量精度。(3)直管段要求严格,为前20D,后5D。

否则离散性差,丈量精度低。(4)安装的不确定性,会给流量丈量带来较大误差。

(5)丈量管道因结垢,会严重影响丈量准确度,带来显著的丈量误差,甚至在严重时仪表无流量显示。(6)可靠性、精度品级不高(一般为1.5~2.5级左右),重复性差。

(7)使用寿命短(一般精度只能保证一年)。(8)超声波流量计是通过丈量流体速度来确定体积流量,对液体应该丈量它的质量流量,仪表丈量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后获得的,当流体温度变化时,流体密度是变化的,人为设定密度值,不能保证质量流量的准确度。只能在丈量流体速度的同时,又丈量了流体密度,才气通过运算,获得真实质量流量值。

应用概况:流传时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、怪液、液化天然气等;气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的履历;多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处置惩罚污水、工厂排放液、脏流程液,通常不适用于很是清洁的液体。10.质量流量计由于流体的容积受温度、压力等参数的影响,用容积流量表现流量巨细时需给出介质的参数。在介质参数不停变化的情况下,往往难以到达这一要求,而造成仪表显示值失真。

因此,质量流量计就获得广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。

直接式质量流量计使用与质量流量直接有关的原理举行丈量,现在常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。在现代工业生产中,流动工质的温度、压力等运行参数不停提高,在高温高压的情况下,由于材质和结构等方面的原因,直接式质量流量计的应用遇到难题,而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用规模的限制,往往也欠好实际应用。因此,在工业生产中广泛接纳的是温度压力赔偿式质量流量计。

可把它看作一种间接式质量流量计,不是配用密度计,而是使用温度、压力与密度间的关系,用温度、压力信号经函数运算为密度信号,与容积流量相乘而获得质量流量。现在温度、压力赔偿式质量流量计虽已实用化,但当被测介质参数变化规模很大或很迅速时,正确地赔偿将很难题或不行能,因此进一步研究在实际生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。

11.热式质量流量计(恒温差TMF)优点:(1)球阀安装,安装拆卸利便。并可以带压安装。(2)基于金氏定律,直接丈量质量流量。

丈量值不受压力和温度影响。(3)响应迅速。(4)量程规模大,管道式安装最小可以丈量8.8mm管道的流量,最大可以测到30。

(5)插入式类型的流量计,一支流量计可以用于丈量多种管径。缺点:(1)精度不及其他类型流量计,一般为3%。(2)适用规模窄,只能用于丈量干燥的非爆炸性的气体,如压缩空气、氮气、氩气及其他中性气体。

12.科里奥利质量流量计(CMF)科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是使用流体在振动管中流动时。发生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;另有几家制造厂组建合资企业或引用外洋技术生产系列仪表。

外洋CMF已生长30余系列,各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测丈量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和准确度等性能;增加丈量管挠度,提高敏捷度;改善丈量管应力漫衍、降低疲劳损坏、增强抗振动滋扰能力等。13.明渠流量计与前述几种差别,它是在非满管状敞开渠道丈量自由外貌自然流的流量仪表。

非满管态流动的水路称作明渠,丈量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。明渠流量计除圆形外,另有U字形、梯形、矩形等多种形状。明渠流量计应用场所有都会供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业浇灌用渠道。

14.静电流量计(electrostatic flowmeter)日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量丈量的静电流量计。静电流量计的金属丈量管绝缘地与管系毗连,丈量电容器上静电荷便可知道丈量管内的电荷。

他们划分作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料丈量管仪表的实流试验,试验讲明流量与电荷之间靠近于线性。15.复合效应流量仪表(combined effects meter)该仪表的事情原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体发生的变形,丈量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和治理学院开发,已申请两项专利。16.转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发,是基于悬浮效应理论研制的。

该仪表已在若干现场乐成的应用(例如在核电站安装2000余台丈量热水流量,一连使用8年),且还在革新以扩大应用领域。泉源:煤化工知库(此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端检察)。


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