节流式流量计
节流式差压流量计的测量原理
节流式差压流量计的测量原理
节流式差压流量计是一种基于差压原理测量流量的仪器。
它的工作原理是通过构造一个节流装置，使流体在通过装置时形成一个局部狭窄的截面，从而引起局部压力降低。
然后通过差压变送器测量上下游的压力差，再将差压值转换为流量信号。
节流装置是节流式差压流量计的核心部件。
它通常由一个圆柱形的节流管和两个法兰组成。
节流管的内部直径比法兰的内径小，从而形成一个局部狭窄的通道，使流体在通过时受到阻碍，形成一个压力降。
节流管的形状和尺寸对测量精度有很大的影响，通常需要根据流体性质和流量范围选择合适的节流装置。
差压变送器是另一个重要的部件。
它能够将节流装置上下游的压力差转换为电信号，以便后续的处理和记录。
差压变送器通常由一个测量单元和一个信号处理单元组成。
测量单元包括一个敏感元件和一个放大器，用于测量上下游的压力差；信号处理单元则用于将测量信号转换为标准的电信号输出。
在使用节流式差压流量计时，需要注意一些技术细节。
首先，需要正确的选择节流装置，以确保测量精度和范围符合实际需要。
其次，需要定期校准差压变送器，以保证其测量的准确性和稳定性。
最后，需要注意流体的物理性质和流动状态对测量结果的影响，以便进行相应的修正和调整。
节流式差压流量计是一种简单而有效的测量流量的仪器。
它的测量原理基于差压原理，通过节流装置和差压变送器实现流量测量。
在实际应用中，需要根据流体性质和流量范围选择合适的装置，并注意一些技术细节，以保证测量结果的准确性和可靠性。
流速和流量测量的基本原理及特点
❖4.流量计及其主要参数 ❖用于测量流量的计量器具称 为流量计。有一次装置和二次 仪表组成。 ❖流量计的主要技术参数有： ❖流量测量范围上限值： A=a×10n ❖其中 a=1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.2,4 .0,5.1,(6.0),6.3,8.0 ❖差压测量范围上限值
5
容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
括板式流 量计
6
❖ 2.流速法 原理：速度型流量计以流体一元流动
的连续方程为理论依据，即当流通截面 确定时，流体的体积流量与截面上的平 均流速成正比。
形式：差压式、转子式、涡轮式、层 流式，电磁式、声波式
特点：使用性能好，精度高；可用于 高温、高压介质的测量，流动状态、Re 对测量的影响大。
13
皮托管
均速管
14
❖ 测速管的安装
❖ 1.必须保证测量点位于均匀流段，一般要求测 量点上、下游的直管长度最好大于50倍管内径， 至少也应大于8～12倍。
❖ 2.致负偏差。
❖
3.测速管的外 即d0<d/50。
径
d0
不应
超过
管
内
径
d
的1/50，
❖ 测速管对流体的阻力较小，适用于测量大直径
管道中清洁气体的流速，若流体中含有固体杂
质时，易将测压孔堵塞，故不易采用。此外，
测速管的压差读数较小，常常需要放大或配微
压计。
15
4.3节流式流量计
❖ 4.3.1测量原理与流量方程 ❖ 节流式流量计是利用流体流经节流元件产生的压力差
来实现流量测量的。将节流件垂直安装在管道中，以 一定取压方式测取孔板前后两端的压差，并与压差计 相连，即构成节流式流量计。
气体流量计 原理
气体流量计原理
气体流量计的原理主要有以下几种：
1. 节流式：基于流体力学原理，当气体流动经管道内，设置在管道中的节流装置，会因阻力作用产生一个压差，通过测量这个压差来计算气体的流量。
2. 速度式：基于流速与容积或重量之间的线性关系，通过测量气体流经管道的平均速度进行计算。
3. 热式：主要根据热交换原理测量气体流量的仪表。
被测气体经过热交换器，与产生的凝结热进行热交换而冷却到某恒定值，热量损失与通过热交换器的气体流量成比例关系。
具体来说，压力恒定之后所需流量就会越高，气体的流动造成涡旋，旋涡的速率恒定代表了管路气体流量的检测。
它是一种基于流动气体冲刷管道内壁所产生的旋涡来测量流量的仪表。
此外，气体流量计也常与控制系统的DCS相连，用于工业生产中对气体的流量进行监控。
以上为气体流量计的主要原理，建议查阅专业书籍获取更多信息。
简述节流式流量计的工作原理
简述节流式流量计的工作原理节流式流量计是一种常见的流量测量仪器，它能够精确地测量液体或气体的流量，并将其转换为电信号输出。
本文将详细介绍节流式流量计的工作原理。
一、节流原理节流原理是指在管道中设置一个狭窄的通道，使得液体或气体通过这个通道时速度加快，从而产生一个压力差。
根据伯努利定律，当液体或气体通过狭窄通道时速度增加，压力就会降低。
因此，在狭窄通道前后分别安装压力传感器，就可以通过测量压力差来计算液体或气体的流量。
二、结构组成节流式流量计主要由以下几个组成部分构成：1. 流量计管：用于引导液体或气体通过狭窄通道，并产生压力差。
2. 压力传感器：安装在狭窄通道前后，用于测量压力差。
3. 温度传感器：用于测量液体或气体的温度。
4. 放大器：将传感器输出的微弱信号放大，并进行滤波和线性化处理。
5. 显示器：用于显示流量计测量出的液体或气体的流量值。
三、工作原理1. 流量计管的作用流量计管是节流式流量计的核心部件，它通常由一个狭窄的通道组成，称为节流口。
当液体或气体通过节流口时，会产生一个压力差，前后两个压力传感器分别测量这个压力差，并将其转换为电信号输出。
2. 压力传感器的作用压力传感器是用来测量液体或气体通过节流口时产生的压力差。
一般来说，前后两个压力传感器采用不同类型的传感器，如差压传感器、静压传感器等。
当液体或气体通过节流口时，前后两个传感器分别测量到不同的压力值，并将其转换为电信号输出。
3. 温度传感器的作用温度传感器主要用于测量液体或气体在流动过程中的温度变化。
由于温度会影响液体或气体密度和黏度等物理特性，因此在进行流量计算时需要考虑温度因素。
4. 放大器的作用放大器主要用于放大传感器输出的微弱信号，并进行滤波和线性化处理，以便将其转换为标准的电信号输出。
通常采用差分放大器、运算放大器等电路来实现。
5. 显示器的作用显示器主要用于显示流量计测量出的液体或气体的流量值。
常见的显示方式有数码管、液晶屏等。
节流式流量计测量的原理
节流式流量计测量的原理
节流式流量计是一种通过测量流体通过节流部件的压力差以确定流量的流量计。
其原理基于以下两个方面：
1. 贝努利定律：根据贝努利定律，当流体通过节流部件时，流体的速度将增加，而静压将降低。
这是因为流体通过节流部件时，流经面积变小，速度增加，根据贝努利定律的能量守恒原理，流体的静压将相应降低。
2. 流量和压差之间的关系：根据伯努利方程，流体通过节流部件时，节流部件两侧的静压差正比于流量的平方。
这意味着流量的大小可以通过测量节流部件两侧的压力差来确定。
基于以上原理，节流式流量计利用一个测量元件（例如孔板、喷嘴、出口锥等）在流体管道中形成节流，通过测量节流部件两侧的压力差来反推流体的流量。
通过校准和标定，可以将测得的压差转换成对应的流量数值。
流量计压差法
节流变压降式流量计制作：齐永健节流变压降式流量计⏹一节流变压降式流量计简介⏹二节流变压降式流量计的工作原理及计算公式⏹三压差流量计的使用⏹节流变压降式流量计简称节流式流量计，是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。
⏹流量计是由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计。
它由节流装置,导压管路及压差计部分组成。
原理结构图如下当流体流经管道内的节流件（孔板）时，流速在节流件处形成局部收缩，导致流速增加。
此时的静压力降低，在节流件前后形成压力差。
差压变送器用于测量此压力差。
压力差的大小取决于孔板的直径（d）和管道直径（D）的比值β=（d/D）充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如下图所示，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
⏹当流体到达1截面时，流束开始收缩。
由于流束有惯性，流束缩小到最小界面的位置不在节流件处，而在节流件后的2截面处（此位置随流量大小而变），此时的流速最大，压力最低。
⏹在实际测量中压力P1 P2是管道中心处的压力，不易测得，且截面2的位置是变化的，所以用节流件前后的管壁压力差代替。
⏹式中qm--质量流量，kg/s;⏹qv--体积流量，m3/s;⏹C--流出系数；⏹ε--可膨胀性系数；⏹β--直径比，β=d/D;⏹d--工作条件下节流件的孔径，m；⏹D--工作条件下上游管道内径，m；⏹△P--差压，Pa；⏹ρl--上游流体密度，kg/m3。
节流流量计结构与原理
节流流量计结构与原理节流流量计是一种用于测量和监控流量的仪器。
它广泛应用于水、气体、油和其他流体的流量测量领域。
本文将介绍节流流量计的结构和工作原理。
节流流量计的结构主要包括节流装置、差压传感器和显示装置。
节流装置通常由一个小孔或狭窄的通道组成，流体通过这个通道时会产生压力降。
差压传感器用于测量流体通过节流装置时的压力差。
显示装置则用于显示流体的流量。
节流装置是节流流量计的核心部件。
它可以通过改变通道的形状和大小来控制流体的流速和流量。
常见的节流装置有孔板、喷嘴、节流阀等。
这些装置在流体通过时会引起阻力，从而使流体的流速降低，进而产生压力降。
根据流体力学原理，流体通过节流装置时的压力降与流速成正比。
差压传感器是用于测量流体通过节流装置时的压力差的装置。
它通常由两个压力传感器和一个计算单元组成。
压力传感器分别测量节流装置前后的压力，计算单元则根据这些压力值计算流体的流速和流量。
差压传感器的原理是根据流体静压的变化来计算流速和流量。
流体通过节流装置前后的压力差越大，流速也就越大。
显示装置用于显示流体的流量。
它可以是一个数码显示屏，也可以是一个指针式仪表。
显示装置通过与差压传感器连接，将测量得到的流速和流量值显示出来。
一般来说，显示装置会同时显示实时流量和累计流量。
实时流量指的是流体当前的流速，而累计流量则是流体通过节流装置的总体积。
总结起来，节流流量计通过节流装置、差压传感器和显示装置来测量和监控流体的流量。
节流装置控制流体的流速，差压传感器测量流体通过节流装置时的压力差，显示装置将测量得到的流速和流量值显示出来。
节流流量计在工业生产和科学研究中有着广泛的应用，可以帮助人们更好地了解和控制流体的流动情况。
四种常用流量计的优缺点
四种常用流量计的优缺点一、孔板流量计孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量。
广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。
孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。
在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
（一）优点：1．标准节流件是全用的，并得到了国际标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量传感器中也是唯一的;2．结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;3．应用范围广，包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流，一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可以测量;4．检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产，便与专业化规模生产。
（二）缺点：1．测量的重复性、精确度在流量传感器中属于中等水平，由于众多因素的影响错综复杂，精确度难于提高;2．范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1～4∶1;3．有较长的直管段长度要求，一般难于满足。
尤其对较大管径，问题更加突出;4．压力损失大;5．孔板以内孔锐角线来保证精度，因此传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次;6．采用法兰连接，易产生跑、冒、滴、漏问题，大大增加了维护工作量。
二、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。
它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。
容积式流量计按其测量元件分类，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、往复活塞流量计、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。
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复杂，精确度难于提高；
•
2、范围度窄，由于流量系数与雷诺数有
关,一般范围度仅3∶1～4∶1；
•
3、有较长的直管段长度要求，一般难于
满足。尤其对较大管径，问题更加突出；
•
4、压力损失大；
•
5、孔板以内孔锐角线来保证精度，因此
传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长
期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次；
罗洛斯管 罗洛斯管结构如图所示。它由入口段、入口锥管、喉部锥管、 喉部和扩散管组成。入口锥管的锥角为40o，喉部锥角为7o， 扩散管锥角为5o，上游取压口采用角接取压，其取压口紧靠 入口锥角处，下游取压口在喉部长度的一半，即d／4处
文丘里流量计特点
• (1)对流体产生的阻力小，约150Pa因此能耗低。 • (2)压差大，精度高，测量范围宽。 • (3)稳定性好，有平滑的压差特性。 • (4)使用范围宽，一般气体、烟气、含杂质较多的高炉煤气等，长期使用不发生堵塞现象。 • (5)安装方便，便于长期维护。 • (6)前后直管段比标准节流装置短，约前1.5D后1D。 • (7)具有在线温度、压力自修正一体化结构
由于喷嘴采用圆弧形轮廓结构因而它压损较小，所 需直管段短，精度高
充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时， 流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而 使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生 了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流 件前后产生的压差就越大，所以标准喷嘴可以通过 测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是 以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。 智能 节流装置（标准喷嘴）是集流量、温度、压力检测 功能于一体，并能进行温度、压力自动补偿的新一 代流量计，该孔板流量计采用先进的微机技术与微 功耗新技术，功能强，结构紧凑，操作简单，使用 方便
喷嘴的分类
• 结构分类分类 ： 圆柱形直孔喷嘴结构 、锥形喷嘴结构 、螺旋喷
嘴结构、组合式喷嘴结构、文丘里喷嘴结构、特种 喷嘴
• 按材质分类，可分为： 金属喷嘴、塑料喷嘴、陶瓷喷嘴、合金喷嘴
• 按喷洒形状分类，可分为： 锥形喷嘴、方形喷嘴、矩形喷嘴、椭圆形喷嘴，
扇形喷嘴、柱流（直流）喷嘴等，除后两种喷嘴外 其它都包含实心和空心两种
楔形孔板 楔形孔板的结构如图4.12所示。其检测件为V形，设计合适 时节流件上下游无滞流区，不会使管道堵塞，取压方式未标 准化
孔板的分类
整体(内藏)孔板 管径小于DN50孔板可以有多种结构形式，图4.13所示为内藏孔 板结构，当管径较小时孔板入口边缘锐利度及管道糙度等对流出 系数有显著影响，因此按结构几何形状及尺寸难以确定流出系数， 小管径孔板一般皆需个别校准才能准确确定流出系数。
标准喷嘴流量计
(1)标准喷嘴（ISA1932喷嘴）
• 适用介质；特别适合高温高压蒸汽和水、也可用于各种气体、液体。 •公称口径：DN50—500mm（DN>500亦可设计、生产）。 • 工作压力：≦42MPa。 • 工作温度：-50℃—650℃。 • 取压方式：角接（单独环室、法兰环室一体或直接钻孔）取压。 • 喷嘴安装方式：法兰（直接钻孔兼取压件）、紧固件夹持式法兰、环室、紧固件夹持式夹持件（兼取压件）焊接式。 • 执行标准：IS05167，GB/T2624。 • 精确度：符合标准：±1.0% • 材质：法兰或夹持件：按介质温度可选碳钢、合金钢、不锈钢等。 • 喷嘴：不锈钢304，316等
• 构造及常规直径：圆孔直径d1≥12.5mm，孔内 径与管内径之比（β）介于0.10~0.75之间。孔口 面向上游边缘尖锐与上游方向垂直。若孔口处板 的厚度e小于板的厚度E，则下游侧要大45°坡口。
孔板的分类
1/4圆孔板 1/4圆孔板与标准孔板相比只是孔口形状不同，它的外形轮 廓由一个与轴线垂直的端面，半径r为1/4圆构成的入口截面 及喷嘴出口端面组成
节流式流量计
刘文武
目录
CONTENTS
01 什么是节流式流量计？ 02 节流装置有哪些？ 03 节流式流量计的取压方式？ 04 节流式流量计的特点及应用 05 流体在节流式流量计的条件及公式
1
什么是节流式流量计？
什么是节流式流量计？
管道中流动的流体经过通道截面突然缩小的阀门、狭缝及孔口等部分后发生压力降低的现象称为节流。 工程上常用节流过程控制流体的压力。
可换孔板节流装置 所示为断流取出型可换孔板节流装置。在需要检查孔板或更换孔 板时，可无需拆开管道，短时间暂停管道内被测介质的流动，这 时就可打开上盖，取出孔板及密封件予以检查或更换。
孔板流量计
• 优点
•
1、标准节流件是全用的，并得到了
国际标准组织的认可，无需实流校准，
即可投用，在流量传感器中也是唯一的；
标准喷嘴的两大原理
测量原理
装置原理
喷嘴的测量原理是依据流体力学的节流原理，充满 管道的流体，当它们流经管道内的喷嘴时，流速将 在喷嘴形成局部收缩，从而使流速加快，静压力降 低，于是在喷嘴前后便产生了压力降或叫压差，介 质流动的流量愈大，在喷嘴前后产生的压差也就愈 大，所以可通过测量压差来测量流体流量题，大大增加了维护工作量。
2.2
标准喷嘴式
标准喷嘴流量计
• 标准喷嘴是测量流量的差压发生装置，配合各种 差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流 量。标准喷嘴节流装置与差压变送器配套使用
• 构造：一个上游面，一个收缩段，一个圆柱形的 喉部，一个平面端部和一个收缩段¼椭圆
• 在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装 有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道 内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流 过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流 动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快， 气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力 降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通 过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气 体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就 大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根 成正比。
•
2、结构易于复制，简单、牢固、性
能稳定可靠、价格低廉；
•
3、应用范围广，包括全部单相流体
(液、气、蒸汽)、部分混相流，一般生产
过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可
以测量；
•
4、检测件和差压显示仪表可分开不
同厂家生产，便于专业化规模生产。
• 缺点
•
1、测量的重复性、精确度在流量传感器
中属于中等水平，由于众多因素的影响错综
圆缺孔板 其开孔为一个圆的一部分(圆缺部分)，这个圆的直径为管道直 径的98％，开孔的圆弧部分的圆心应精确定位，使其与管道 同心，这样可保证开孔不会被连接的管道或两端的垫片所遮 盖
孔板的分类
偏心孔板 这种孔板的孔是偏心的，它与管道同心的圆相切，这个圆的 直径等于管道直径的98％。安装这种孔板必须保证它的孔不 会被法兰或垫片遮盖住
标准喷嘴流量计
(2)长径喷嘴
• 适用介质；特别适合高温高压蒸汽和水、也可用于各种气体、液体。 •公称口径：DN50—630mm。 • 工作压力：≦42MPa。 • 工作温度：-50℃-650℃。 • 取压方式：径距（D-D/2)取压。 • 喷嘴件安装方式：配带并焊接上、下游管段再按径距（D-D/2)设置取压孔。 • 执行标准：IS05167，GB/T2624。 • 精确度：符合标准：±2.0%。 • 材质：上、下游管段按介质温度可选碳钢、合金钢；不锈钢等。 • 喷嘴：不锈钢304，316等。
2.3
文丘里式
标准喷嘴流量计
• 文丘里管由以下各部分组成：
• ①入口段：一个短的圆柱段，其直径为D；
• ②收缩段：形状为一锥形管，锥角约为21°±2°；
• ③喉道：一个短的直管段，直径约为1/3～1/4D，长度等于管径；
• ④扩散段：锥角为8°～15°的锥管。距入口段末端0.25～0.75D 处有一个测压环，上面至少有4个测压孔，和压环通向压力计。 此外，在喉道中央处也有一个多孔道的测压环通向压力计。通过 压力计的刻度或自动记录仪可测出入口截面同最小截面（即喉道
b.0.30≦β≤0.75 c.2.0*10⁵≤Re≤6*106
三.粗焊接的收缩段：粗焊接。适用管径为100-1200mm。 a.150mm≤d2≤1200mm b.0.30≦β≤0.75 c.2.0*10⁵≤Re≤6*106
文丘里的衍生
道尔管 道尔管结构如图所示。它由40o入口锥角和15o扩散管组成。 流体首先碰到a上，再经短而陡的锥体，到达喉部槽两边的两 个圆筒形部分，通过短的锥体后在f处，突然扩大到管道中， 整个长度仅是管径的1.5-2倍，是经典文丘里管长度的17％。 道尔管产生的差压比经典文丘里管大，在高差压下却有低的 压损
线性孔板 又称弹性加载可变面积可变压头孔板，如图4.14所示。其孔隙面 积随流量大小而自动变化，曲面圆锥形塞子在差压和弹簧力的作 用下来回移动，孔隙的变化使输出信号（差压或位移）与流量成 线性关系，并极大地扩大范围度。
孔板的分类
环形孔板 环形孔板的结构如图所示。它由一个被同心固定在测量管中的圆 板、三脚支架和中心轴管组成，中心轴管将上下游压力传送到差 压变送器。环形孔板的优点是既能疏泄管道底部的较重物质又能 使管道中气体或蒸气沿管道顶部通过。
喷嘴流量计特点
• 1标准喷嘴流量计节流装置结构易于复制，简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉。 • 2标准喷嘴计算采用国际标准与加工 • 3标准喷嘴流量计应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用。 • 4标准型节流装置无须实流校准，即可投用。 • 5采用进口单晶硅智能差压传感器 • 6高精度，完善的自诊断功能 • 7智能标准喷嘴智能孔板流量计其量程可自编程调整。 • 8智能标准喷嘴可同时显示累计流量、瞬时流量、压力、温度。 • 9具有在线、动态全补偿功能外，智能孔板流量计还具有自诊断、自行设定量程。 • 10配有多种通讯接口 • 11稳定性高 • 12量程范围宽、大于10：1 • 13可忽略温度、静压影响 • 14抗高过压