节流变压降流量计
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。
过程控制系统与仪表_课后答案
第1章 思考题与习题1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？解答：1．控制对象复杂、控制要求多样2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？解答：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成：参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统1-5 什么是定值控制系统?解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。
系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系：1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超过80℃。
现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-4所示。
试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？解答：最大动态偏差A：衰减比n：振荡周期T：A<80, 且n>1 (衰减振荡)，所以系统满足工艺要求。
2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为1) 1.0级，0～250mA2）2.5级，0～75mA现要测量50mA的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？解答：分析它们的最大误差：1）∆max＝250×1％＝2.5mA；2）∆max＝75×2.5％＝1.875mA；选择2.5级，0～75mA的表。
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。
详解孔板差压式流量计的原理及公式
详解孔板差压式流量计的原理及公式-彩差压式流量计在各个行业都应用广泛、历史悠久，在各类流量仪表中其使用量占居首位. 近年来，由于各种新型流量计的不断涌现，致使它的用量有所下降。
差压式孔板流量计由三部分组成，即由节流装置、导压管和差压计。
差压式流量计是利用流体流动的节流原理来实现流量测量的.节流原理是流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象.1、差压孔板流量计的原理流动流体的能量有静压能和动能两种形式.流体具有静压能是因为有压力，具有动能是因为有流动速度，在一定条件下，这两种形式的能量是可以相互转化 . 根据能量守恒定律，在没有外加能量的前提下，流体所具有的静压能和动能，再加上用以克服流体流动阻力的能量损失，其能量总和是相等的 .图 2 表示在节流装置前后截面Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ处流体压力与速度的分布情况.流体在到达截面Ⅰ之前，以一定的流速v1流动，此时静压力为p1. 在接近节流装置时，由于遇到节流装置的阻碍，使靠近管壁处的流体受到节流装置的阻挡作用，使部分动能转化为静压能，使得节流装置入口端面靠近管壁处的流体静压力升高，并且远大于管径中心处的压力，因此节流装置入口端面处产生一径向压差 .在径向压差的作用下，流体产生径向加速度，从而使靠近管壁处的流体质点的流动方向倾斜于管道中心轴线，出现缩脉现象.由于受到惯性作用，流速的最小截面并不在节流装置的孔口处，而是经过节流装置之后仍继续收缩，到截面Ⅱ处流速达到最小，此时流速大，即v2，之后流速又逐渐扩大，至截面Ⅲ后完全恢复，流速逐渐降到原值，即v3=v1.2、差压孔板式流量方程推导流体流经节流装置时，不对外做功，没有外加能量，流体本身也没有温度变化 . 在管道内流动的流体，对于管道中任意两个截面都符合伯努利方程，现选截面Ⅰ和Ⅱ（见图2）进行分析。
流体的伯努利方程：从上式可以看出：流量与压力差ΔP 的平方根成正比 .对于可压缩流体流量监测，因其易发生体积变化，所以在流量方程中要引入膨胀系数ε，则流量基本方程可写为：式中：qv、qm分别为被测介质的体积流量和质量流量；A0节流装置的开孔截面积；ρ 节流装置前的流体密度 .式（13）、（14）为节流式流量计的流量方程，即压差和流量间的定量关系 .由流量基本方程可以看出，在其他条件不变的前提下，流量与压差的平方根成正比，要知道流量与压力差的真实关系，关键在于α 的取值.α 是受许多因素影响的综合性系数，对于标准节流装置，其值可以从有关手册中查出；对于非标准节流装置，其值主要由实验方法得到 .3、差压孔板式流量计优缺点3.1 差压式流量计的优点：①标准差压式流量计应用广泛，结构简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长，安装方便，适用于大流量的测量 .②标准节流装置适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在指数104-105以上，流体应当清洁且充满全部管道，同时不发生相变 .3.2差压式流量计的缺点：①差压式流量计的测量精度偏低，测量的重复性、度在流量计中处于中等水平，由于各种因素的综合影响，其度难以提高.②流量测量范围度窄，由于流量与仪表信号(差压)的平方根成正比关系，范围度一般仅3:1-4:1.③现场安装条件要求较高，为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段(指孔板，喷嘴)，一般难以满足.④差压式流量计的压损较大，孔板流量计的压损最大，喷嘴流量计次之，文丘里管流量计最小，当不允许有较大的管道压损时，不宜采用.⑤检测件与差压显示仪表之间的引压管线容易产生泄漏、堵塞、冻结及信号失真等故障.4结论差压式流量计的流量基本方程主要是根据伯努利方程和流体连续性方程进行推导而得到的。
流量测量的原理和分类要点
流量测量的原理和分类1.流量测量原理可分为哪几类？答：流量测量按照测量原理可分为以下几类：⑴差压式流量计。
包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。
⑵椭圆齿轮流量计。
⑶漩涡流量计。
⑷超声波流量计。
⑸靶式流量计。
⑹电磁流量计。
⑺涡轮流量计。
⑻均速管流量计。
（阿纽巴流量计）2.电容式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型）答：电容式变送器的敏感元件为电容，当有差压输入时，连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移，改变了电容的电容量。
通过检测电路和转换放大电路，转换成二线制输出的4～20mA直流信号。
3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么？答：被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换成4～20mA的直流电流输出，电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力，当作用力与反馈力达到平衡时，杠杆系统就停止偏转，此时的电流即为变送器输出电流，它与被测流量成正比。
4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为ST-3000智能变送器）答：当被测差压作用到传感器上，其阻值即发生变化。
阻值变化通过电桥转换成电信号，再经过模/数（A/D）变换器送入微处理器。
同时，环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号，再经模/数（A/D）变换器送入微处理器。
经微处理器运算处理后送至（D /A）变换器输出4～20mA的DC模拟信号或4～20mA的DC数字信号。
5.双波纹管流量计的工作原理是什么？答：双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的，当正负压室产生差压后，处于正压室中的波纹管被压缩，填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管，从而破坏了系统平衡。
连接轴按水平方向从左向右移动，使量程弹簧产生相应的拉伸，直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。
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。
节流式流量计
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
流量测量原理和分类
流量测量原理和分类流量测量的原理和分类作者：国电中自文章来源：本站原创点击数：870 更新时间：2008-5-19 15:02:08流量测量的原理和分类1.流量测量原理可分为哪几类？答：流量测量按照测量原理可分为以下几类：⑴差压式流量计。
包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。
⑵椭圆齿轮流量计。
⑶漩涡流量计。
⑷超声波流量计。
⑸靶式流量计。
⑹电磁流量计。
⑺涡轮流量计。
⑻均速管流量计。
（阿纽巴流量计）2.电容式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型）答：电容式变送器的敏感元件为电容，当有差压输入时，连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移，改变了电容的电容量。
通过检测电路和转换放大电路，转换成二线制输出的4～20mA直流信号。
3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么？答：被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换成4～20mA的直流电流输出，电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力，当作用力与反馈力达到平衡时，杠杆系统就停止偏转，此时的电流即为变送器输出电流，它与被测流量成正比。
4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为ST-3000智能变送器）答：当被测差压作用到传感器上，其阻值即发生变化。
阻值变化通过电桥转换成电信号，再经过模/数（A/D）变换器送入微处理器。
同时，环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号，再经模/数（A/D）变换器送入微处理器。
经微处理器运算处理后送至（D /A）变换器输出4～20mA的DC模拟信号或4～20mA的DC数字信号。
5.双波纹管流量计的工作原理是什么？答：双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的，当正负压室产生差压后，处于正压室中的波纹管被压缩，填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管，从而破坏了系统平衡。
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2）设计计算：
已知管道内径及管路布置情况，流体的性质 和参数值，大致流量范围，要求设计标准节流装 置流量测量系统，即要进行以下工作：①选择节 流件形式和确定节流件开孔直径；②选择差压计 类型及其差压和流量量程范围；③建议节流件在 管道上的布置位置；④必要时计算流量测量不确 定度。
第十章 节流变压降流计
第一节 标准节流装置 第二节 标准节流装置的流量公式 第三节 标准节流装置的计算
第一节 标准节流装置（ISO5167-1）
一、标准节流件 1.标准孔板
尺寸 形状 安装方式
2.标准喷嘴
尺寸 形状 安装方式
二、标准取压方式
角接取压 法兰取压
二、标准流动状态
节流件上下游第一阻力 与节流件之间的直管段 长度L1和L2 节流件前后直管段要求:表10-2
第二节 标准节流装置的流量公式
流量公式就是差压和流量之间的关系 式.可通过伯努利方程和流动连续性方程 来推导。但必须指出，要完全从理论上计 算出差压和流量之间的关系目前是不可能 的，因为关系式中的个系数只能靠实验确 定。
一、节流件前后1、2截面流动方程式
p1
1
C1
v12 2
p22
2
C2
v22 2
0.75
0.0900L1 4 1 4 1 0.0337L2 3
2.标准喷嘴（ISA1932喷嘴）的C值
⑴查附录表Ⅱ-8 ⑵ C 0.9900 0.2262
4.1
(0.00175
2
0.0033
4.15
)
106 Re D
1.15
四、标准节流装置的流束膨胀系数ε值
1.标准孔板的ε值
⑴查附录表Ⅱ-7
v22 2
1
4
D 2 v1
2
4
d v2
二、流量公式
qm
C d2 1 4 4
21p
C 2D2 1 4 4
21p
式中各符号的含义
三、标准节流装置的流出系数C值及其不确定度
1.标准孔板的C值
⑴查附录表Ⅱ-6 ⑵ C 0.5959 0.0312
2.1
0.1840
8
0.0029
2.5Βιβλιοθήκη 106 Re D⑵ 1 0.41 0.35 4 p
p1
2.标准喷嘴的流束膨胀系数ε值
⑴查附录表Ⅱ-9
⑵
1
p p1
2
/
1
1
1
p p1
p1 p1
1
1
1 4
4
1
p p1
2/
1/
2
五、标准节流装置的压力损失
流体流经标准节流装置时，涡流的产生必然造
成压力损失，其损失大小因节流件形式而异。孔
板的压力损失要大于喷嘴。β值愈小，压力损失 愈大。
1 4 C 2
P
1 4 C 2
第三节 标准节流装置的计算
常见的标准节流装置计算命题大致有以下两类： 1）校核计算：
已知管道内径、节流件开孔直径、节流件形式、 取压方式、被测流体参数等必要条件，要求根据 所测得的差压值Δp计算流量qm。这一般是试验 工作中的命题。为了准确地求得流量值，需较准 确地测量当时的差压值和流体温度、压力等参数。