仪表自动化第三章习题：流量检测

第三章流量检测

1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m3/h ,差压上限2500Pa。当仪表指针指在160m3/h时,求相应的差压是多少 (流量计不带开方器)?

解：由流量基本方程式可知

流量是与差压的平方根成正比的。当测量的所有条件都不变时,可以认为式中的α、ε、F0、ρ1均为不变的数。如果假定上题中的 Q1 = 320m3/h ;Δp1 = 2500Pa ; Q2 = 160m3/h ;所求的差压为Δp2 ,则存在下述关系

代入上述数据,得

该例说明了差压式流量计的标尺如以差压刻度,则是均匀的,但以流量刻度时,如果不加开方器,则流量标尺刻度是不均匀的。当流量值是满刻度的1/2时,指针却指在标尺满刻度的1/4处。

2.通常认为差压式流量计是属于定节流面积变压降式流量计,而转子流量计是属于变节流面积定压降式流量计,为什么?

解：这可以从它们的工作原理上来分析。

差压式流量计在工作过程中，只要节流元件结构已定,则其尺寸是不变的,因此它是属于定节流面积的。当流量变化时，在节流元件两侧的压降也随之而改变,差压式流量计就是根据这个压降的变化来测量流量的，因此是属于变压降式的。

转子流量计在工作过程中转子是随着流量变化而上下移动的，由于锥形管上部的直径较下部的大，所以转子在锥形管内上下移动时,转子与锥形管间的环隙是变化的，即流体流通面积是变化的，因此它是属于变节流面积的。

由于转子在工作过程中截面积不变，重力也不变，而转子两端的静压差作用于转子上的力恒等于转子的重力，转子才能平衡在一定的高度上，所以在工作过程中，尽管转子随着流量的变化上下移动，但作用在转子两侧的静压差却是恒定不变的，所以它是属于定压降式流量计。

3.流量检测方法有哪些？有哪些常用的流量检测仪表？

（1）节流差压法

在管路内安装上节流元件，使流体在此处流动状态发生变化，造成节流元件的上、下游间产生压力差。由于此压力差和流量间有一定函数关系，因此，检测此压差，即可变换出流量。常用的节流元件有：孔板、喷嘴等。

（2）容积法

按一定的容积空间输送流体，容积空间的运动次数(或运动速度)与流量成正比。记录运动次数或速度，则可得出一段时间内的累积流量。容积式流量计，有椭园齿轮式流量计、膜式煤气表及旋转叶轮式水表

等。

（3）速度法

测出流体的流速，再乘以管道截面即可得出流量。按对流速测量的办法不同，能构成多种多样的流量仪表和检测系统，如常用的有：标志式、动压管式、热量式、磁电式、超声式等。

（4）流体阻力法

利用流体流动给设置在管道中的阻力体以作用力，作用力大小和流量大小有关。如常用的靶式流量计，其阻力体是靶，由力平衡式传感器把靶的受力转换为电量。

（5）流体振动法

在管道的特定条件下，使流体流过后产生振动，如涡街流量计、卡门流量计等。

（6）质量流量检测

质量流量检测分为间接式和直接式两种。间接式质量流量测量是在直接测出体积流量的同时，直接再测出被测介质的密度，或测出压力、温度等参数求出介质密度。因此检测系统的构成将由测体积流量的流量计(如节流差压式、涡轮式等)和密度计或带有温度、压力等补偿环节来组成，其中还有相应的计算环节。直接式质量流量测量是直接利用热、差压或动量来检测。

常用的流量检测仪表：流式差压流量计、容积式流量计、速度式流量计、质量流量计、涡街流量计