流量检测仪表
流量检测仪表基础知识讲义
第四章流量检测仪表1．概述〔流量的概念和单位、流量检测方法及流量计分类〕在生产过程中，为了有效地进行操作、操纵和监督，需要检测各种流体的流量。
物料总量的计量依旧经济核算和能源治理的重要依据。
流量检测仪表是开展生产，节约能源，先进产品质量，提高经济效益和治理水平的重要工具，是工业自动化仪表与装置中的重要仪表之一。
流体的流量是指在短临时刻内流过某一流通截面的流体数量与通过时刻之比，该时刻足够短以致可认为在此期间的流淌是稳定的。
此流量又称瞬时流量。
流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。
流量的表达式为：式中为体积流量，单位；为质量流量，；V为流体体积，m3；M为流体质量，Kg；t为时刻；为流体密度，；为流体平均流速，；为流通截面面积，。
在某段时刻内流体通过的体积或质量总量称为累计流量或总流量，它是体积流量或质量流量在该段时刻的积分。
流量检测方法能够回为体积流量检测和质量流量检测两种方式，前者测得流体的体积流量值，后者能够直截了当测得流体的质量流量值。
测量流量的仪表称为流量计，测量流体总量的仪表称为计量表或总量计。
流量计通常由一次装置和二次仪表组成。
一次装置安装于流道的内部或外部，依据流体与之相互作用关系的物理定律产生一个与流量有确定关系的信号，这种一次装置亦称流量传感器。
二次仪表那么给出相应的流量值大小。
流量计的种类繁多，各适合于不同的工作场合。
按检测原理分类的典型流量计列在见下表。
流量计的分类2.容积式流量计容积式流量计是直截了当依据排出体积进行流量累计的仪表，它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。
容积式流量计能够计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计能够周密测量体积量，因此其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表，广泛地用作治理和贸易的手段。
容积式流量计由测量室、运动部件、传动和显示部件组成。
它的测量主体为具有固定标准容积的测量室，测量室由流量计内部的运动部件与壳体构成。
流量测量仪表的分类都有哪些
流量测量仪表的分类都有哪些流量测量仪表是一种用于测量流体在管道或储罐中流动的仪表，通常用于监测工业流程中的流量。
它们可以根据不同的原理和应用场景分为多种类型。
本文将介绍一些常见的流量测量仪表分类。
1. 机械式流量测量仪表机械式流量测量仪表通常基于测量管中的沿程压力差来测量流量，通过测量管的压力差可以得到流速，进而计算出流量。
最常见的类型是差压流量计，它主要由测量管、差压变送器和指示仪表组成。
除此之外，还有体积式流量计、转子流量计、滑动变量流量计等。
机械式流量测量仪表的优点是结构简单、可靠性高以及适用于测量流量较小的液体。
不过，其存在着灵敏度低、定期维护和校准的问题。
此外，不适用于测量含有颗粒或粘稠液体。
2. 电磁式流量测量仪表电磁式流量测量仪表是一种通过测量液体或气体导电率来测量流量的仪表。
测量时，电磁流量计会在管道中产生一个交变磁场，通过电极和电路测量出流体在磁场中的电势差。
这种测量方式适用于导电性流体，如水、酸、碱液和液态金属等。
电磁式流量测量仪表的优点是测量精度高、可测量大量的工业流体，并且可以测量液体、气体和蒸汽的流量。
不过，由于液体中可能存在电极腐蚀、电极凝结等问题，需要进行适当的维护和校准。
3. 超声波流量测量仪表超声波流量测量仪表是一种基于超声波技术测量流体流量的仪表。
测量时，传感器向管道内发出一个超声波信号，再测量回波信号的差异，由此计算出流速，然后通过管道的截面积计算出流量。
超声波流量测量仪表的优点是精度高、测量范围广，可以测量各种类型的液体和气体，同时具有不阻塞、不漏水的特点，适用于极端温度、高压或腐蚀性流体测量。
不过，超声波流量计的测量精度会受到液体密度、温度、含气量等因素的影响，需要进行校准。
4. 旋转叶片式流量测量仪表旋转叶片式流量测量仪表是一种通过测量液体旋转的叶片数来计算流量的仪表。
在管道中加装一个旋转叶片，当流过旋转叶片的流体旋转时，可根据液体旋转叶片的转速和叶片数，计算液体的流量。
3.3(流量) 检测仪表与传感器解析
②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
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过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.2 差压式流量计
③在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的 介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。 ④在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的 测量精度,而且所需的直管长度也较短。
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过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.2 差压式流量计
（2）测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。 ①取压点应在节流装置的上半部。 ②引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度， 以使引压导管中不滞留液体。 ③如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和 排放阀， （3）测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决 蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量 精度的影响。常见的接法见图3-6所示。
差压计阀组安装示意图 1，2—切断阀；3—平衡阀 隔离罐的两种形式
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过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表
3.3.3 转子流量计 一、 工作原理
当测量流体的流量时，被测流体从锥 形管下端流入，流体的流动冲击着转子， 并对它产生一个作用力（这个力的大小随 流量大小而变 化）。当流量足够大时，所 产生的作用力将转子托起，并使之升高。 同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的 环形断面，从上端流出。当被测流 体流动 时对转子的作用力，正好等于转子在流体 中的重量时（称为显示重量），转子受力 处于平衡状态而停留在某一高度。
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过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.1 概述
流量测量仪表基本参数
流量测量仪表基本参数
流量测量仪表的基本参数包括：
1. 测量范围：即仪表能够测量的流量范围，通常以流量单位表示（如升/小时、立方米/秒等）。
2. 精度等级：用于表示仪表的测量准确度，通常以百分比或具体数值表示。
3. 输出信号：指仪表测量结果的输出信号类型，常见的包括模拟量信号（如4-20mA）和数字信号（如RS485、MODBUS 等）。
4. 重复性：仪表的重复测量性能，即在相同工况下重复测量的结果的稳定性。
5. 响应时间：仪表对流量变化的响应速度，通常以时间单位表示（如毫秒、秒等）。
6. 环境温度：仪表正常工作的环境温度范围。
7. 工作压力：仪表正常工作的压力范围。
8. 电源要求：仪表的供电方式和电压要求。
以上是流量测量仪表的一些基本参数，具体参数还会根据不同的应用需求和仪表型号而有所差异。
流量检测及仪表(1)
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皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
❖ 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
随着质量流量的增加，这种现象变得更加明显，出水侧摆动相位超前
于入水侧更多。
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这就是科氏力质量流量的检测原理，它利用两管的振动（摆动）相 位差来反映流经该U形管的质量流量。
科里奥利力质量流量计
利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。 双弯管型（最常见） 它由两根金属U形管组成，其端部连通并与被测管路相连。
❖ 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
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3.3.5电磁流量计
适用场合
可以检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶 液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒的的液 体测量，但不能检测气体、蒸汽和非导电 液体的流量。
S N
涡轮流量测量原理图
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流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性 地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生 的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡 轮流量计的流量方程式为：
q
仪表常数ξ与流量计的涡轮结构等因 ω
素有关。在流量计的使用范围内
，ξ值保持为常数，使流量与转速 接近线性关系。ω为角频率。
流量公式
流量仪表原理
流量仪表原理
流量仪表原理是基于物理现象和测量方法的原理。
流量仪表使用不同的传感器、装置和技术来测量液体、气体或其他流体的流量。
以下是常见的流量仪表原理：
1. 质量流量原理：根据流体在单位时间内通过仪表截面积的质量来测量流量。
常见的质量流量仪表包括质量流量计和气体质量流量计。
2. 体积流量原理：根据流体在单位时间内通过仪表截面积的体积来测量流量。
常见的体积流量仪表包括涡轮流量计、涡街流量计和电磁流量计。
3.差压原理：利用流体通过管道时产生的差压与流量成正比，
通过测量差压来间接测量流量。
常见的差压流量仪表包括孔板流量计、喇叭嘴流量计和流体动量流量计。
4. 超声波原理：利用超声波在流体中的传播速度与流速成正比，通过测量超声波传播时间或频率变化来测量流速进而计算流量。
常见的超声波流量仪表有超声波流量计和多普勒流量计。
5. 热量原理：利用流体通过仪表时对温度的影响来测量流量。
常见的热量流量仪表包括热量流量计和热敏电阻流量计。
这些原理都有其适用的场景和精度要求，用户可根据实际需求选择合适的流量仪表。
流量仪表的分类
流量仪表的分类流量仪表是一种用于测量流体流量的仪器，广泛应用于工业、农业、医疗、环保等领域。
根据其测量原理和结构特点，流量仪表可以分为多种类型。
本文将从以下几个方面介绍流量仪表的分类。
一、机械式流量仪表机械式流量仪表是一种通过机械结构实现流量测量的仪表。
常见的机械式流量仪表有涡轮流量计、节流装置、浮子流量计等。
涡轮流量计是一种利用涡轮旋转的转速与流量成正比关系的仪表，适用于测量低粘度液体的流量。
节流装置是一种通过缩小管道截面积来增加流体速度，从而实现流量测量的仪表，适用于测量高粘度液体的流量。
浮子流量计是一种利用浮子在流体中上下浮动的高度与流量成正比关系的仪表，适用于测量低粘度液体的流量。
二、电磁式流量仪表电磁式流量仪表是一种利用电磁感应原理实现流量测量的仪表。
电磁式流量仪表由电磁流量计和涡街流量计两种类型。
电磁流量计是一种利用磁场感应原理实现流量测量的仪表，适用于测量导电液体的流量。
涡街流量计是一种利用涡街效应实现流量测量的仪表，适用于测量低粘度液体的流量。
三、超声波式流量仪表超声波式流量仪表是一种利用超声波传播速度与流体流速成正比关系实现流量测量的仪表。
超声波式流量仪表由时间差法和多普勒效应法两种类型。
时间差法是一种利用超声波在流体中传播时间差来计算流量的仪表，适用于测量低粘度液体的流量。
多普勒效应法是一种利用超声波在流体中反射后频率变化来计算流量的仪表，适用于测量高粘度液体的流量。
四、热式流量仪表热式流量仪表是一种利用热传导原理实现流量测量的仪表。
热式流量仪表由热敏电阻式流量计和热电偶式流量计两种类型。
热敏电阻式流量计是一种利用热敏电阻的电阻值随温度变化的特性来计算流量的仪表，适用于测量低粘度液体的流量。
热电偶式流量计是一种利用热电偶的电势随温度变化的特性来计算流量的仪表，适用于测量高粘度液体的流量。
五、质量式流量仪表质量式流量仪表是一种利用质量守恒原理实现流量测量的仪表。
质量式流量仪表由热式质量流量计和压降式质量流量计两种类型。
《流量检测与仪表》幻灯片PPT
4.1 节流式(差压式)流量计
标准节流件孔板、喷嘴及文丘里管。如以下图所示。
高压 高压 低压 低压
高压
低压
(a) 孔板(a)
(a) (a)
((bb) )
喷(b)嘴
(b)
入口 分
部入入分口渐分口部分缩部部渐喉渐分(缩c部分缩部) 部文喉(喉丘部渐c)部 扩里部管渐分扩渐
4 (10.11A)14
0.03112 L' 2 0.8(1 L'2)1.11.3
假设D<71.12mm,应加上:0.011(0.75-β)(2.8-D/25.4) 。
A = (19000β/ReD)0.8；L1＝l1/D；L2’＝l2’/D。
(1) 角接取压时:L1=L2’=0;(2) 径距取压时:L1=1,L2’=0.47； (3) 法兰取压时:L1=L2’=25.4/D 。
刘玉长
4.1 节流式(差压式)流量计 工作原理:基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流 装置时产生的压力差而实现流量的测量。(节流面积不变, 差压变化反映流量的大小。) 组成:节流装置、差压计(差压变送器) 、显示仪表。
Q 节流装置 压差p 变送器 标准信号 显示装置
节流式流量计特点:构造简单,性能稳定,使用维护方便, 且有一局部已标准化,是目前应用最多的一种流量计。 节流现象:流体在流经节流装置的管道时,在节流装置前后 的管壁处,流体的静压力产生差异的现象。 节流装置组成:节流件、取压装置和符合要求的直管段。
4.1.2.2 标准喷嘴 不包括F的喷嘴总长度L: 当0.3≤β≤2/3, 0.50, L=0.6041d;
当2/3<β≤0.8, L 0 . 4 0 4 1 0 . 7 5 / 0 . 2 5 /2 0 . 5 2 2 5 1 / 2 d
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流量检测方法及仪表
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流量检测仪表
安装注意事项
（1）、变送器应安装于管内任何时候均充满液体的地方，一般应垂直、同
心、无应力安装，预防液体流过电极时形成气泡造成误差。
（2）、该流量计的信号较为微弱，因而在使用时要特别注意外来干扰对其 测量精度的影响。所以变送器的外壳、屏蔽线、测量导线、变送器两端的
管道均需接至单设的接地点，以免因为电位不等而引入附加干扰。
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3、涡街流量计的特点
涡街流量计仪表具有量程宽、精度高、 压力损失小、介质通用性好、有 与流量成比例的脉冲信号输出、
便于与计算机联用等优点。涡街
流量计具有结构简单、通用性好 和稳定性高的特点 。
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4、安装要求与使用场合
（1）、流量计上游侧和下游侧应尽可能留有较长的直管段。 弯管：在流量计上游应保证10D的直管段长度，下游应保证5D的直管段长度 缩、扩径管：流量计上游应保证10D的直管段长度，下游应保证5D的 直管段长度，流量计上游有全开阀门时，直管长度应保证20D： 有半开阀门时，直管长度应保证40D 其他：测压点应取在流量计下游2D-7D间（D：测量管内径） 测温点应取在流量计下游1D-2D
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故障分析与处理
• • • • • • • 1、负压管堵塞 2、正压管堵塞 3、负压管漏 4、正压管漏 5、孔板倒装 6、故障处理：关于正、负导压管堵塞的处理：使用钢丝或铁丝将其堵 塞位置畅通，如无法疏通，使用0.3Mpa蒸汽加以冲洗。 关于孔板倒装的故障，将其装置部件拆开，调换孔板方向重新安装即可。
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3、特点及适用介质：⑴被测介质的管内无可动部件，无突出管内的部件，所以压 损很小。当电磁流量计采取防腐蚀衬里的情况下，可检测具有腐蚀性介质的液体 的流量，并能检测含有颗粒、悬浮物的液体流量，如纸浆、泥浆的流量。
⑵检测时与温度、压力、粘度无关。输出电流I与流量F成线性关系，使用的流速
范围比较广。 ⑶可检测脉动流量，这是优越于其他流量计的地方，检测时反应较快。 ⑷此表的口径范围大，能从直径1mm~2m。测量范围大。 ⑸ 使用场合：可以测量酸、碱、盐水、污水以及石灰水等具有一定电导率的液体。
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转子流量计常见故障原因分析及处理 1、浮子卡住，应拆下浮子清洗
2、锥管壁面有杂质，浮子上下活动的摩擦力增大，就产生较大的测
量误差，应定时清理内壁杂质。 3、浮子变形，应更换新浮子或把变形浮子纠正。
4、指针跳动，可能被测介质有两相存在。
5、测量误差大，有可能安装施工时流量计的测量管与管道不同心。 6、测量误差大或指示不稳定，有可能是流量计附近有较大的磁场干
（1）、管道内有流体流动，但无信号输出 a.检查仪表接线是否正确，有无短线 b.检查仪表安装方向是否正确 c.检查流量是否低于正常的流量范围 D.检查供电电压。 e.检查测量探头有无频率输出 f.检查测量线路板有无故障或设臵是否正确。 （2）、无流体流动，但有信号输出 a.检查仪表接地，是否是接地不良引入干扰。 b.检查管道是否有强烈的机械振动 c.检查环境是否有强电磁干扰，如有大功率电器或变频器等强电设备 d.检查灵敏度是否过高。 e.检查测量探头有无故障。
3、流量测量不准确
a、零点、量程未校准
b、流量计的量程与显示仪表量程不对应
C、测量电极结垢。 D、检查内部设臵。
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二、涡街流量计
1、构成：漩涡发生体、测量探头和测量线路板。 2、 工作原理：当流体流经漩涡发生体时产生不规则的漩涡，通 过测量探头检测漩涡的个数产生一定的频率，再通过检测线路 板对频率整形、放大、转换成标准信号。
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二、流量仪表的分类 速度式流量仪表
容积式流量仪表
质量式流量仪表
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1、速度式流量仪表
速度式流量仪表－以流体流量的流速为测量依据。
常用单位－m3/h、 l/h等 常用仪表－叶轮式水表、涡轮流量计、靶式流量计、转子流量计、涡街流 量计、孔板流量计、超声波流量计、电磁流量计等。
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（3）、管道内流体的流量稳定且符合流量要求，但 输出变化太大，不稳定 a.可能是接地不良引入干扰 b.可能是管道振动过强引入干扰 c.检查测量探头有无故障 （4)、显示流量与实际流量不符，不稳定 a.可能是仪表参数设臵不正确 b.可能是温度压力仪表测量误差过大 c.可能是流量低于或高于正常的流量范围 d.可能是安装不符合要求，如安装不同心，管道内有障 碍物，直管段不足等情况
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四、质量流量计
工作与结构原理：质量流量计指基于希腊人科里奥利力原理制成的流量计，由 传感器和一台用于信号处理的变送器（核心处理器)组成，再配用流量积算器 组成流量测量系统。 直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
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特点
（1）质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、
常用仪表－腰轮流量计、椭圆齿轮流量计等。 主要测量粘稠的介质
此种流量计在炼油行业中广泛应用
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一、电磁流量计
1、构成：电磁流量计由变送器和转换器组成
2、工作原理：电磁流量计是基于电磁感应定律而工作的流体测量仪表。 它将流量的变化转换成感应电势的变化。转换器由电子元器件组成，它将 微弱的感应电势放大，并转换成统一的标准信号输出，以便进行远传指示、 记录、积算和调节。
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常见故障及原因分析 硬件故障： 安装不规范、接线问题、工艺介质变化、变送器失效、 传感器失效、管道吹扫问题。 软件故障 零点校准有误、参数设臵错误、电源的脉冲波动、I/O 组态有误、当操作人员试图输入或操作一个积算器不能接 受的功能时，就会出现运行故障。
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五、转子流量计
a、被测介质中两相存在； b、附近有较大的干扰； c、测量电极老化或损坏； d、测量体接地不好；
e、介质流量波动大；
f、变送单元测量板绝缘性能下降； g、被测介质未充满测量管；
h、测量管内壁沉积垢层；
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2、无流量显示
a、测量值小于最小流量测量范围 b、测量电极完全被杂物覆盖 C、检查供电电压。
原理
转子流量计是利用流体流动节能原理来进行流量测量的仪表
特点
用于小流量测量、压损小、反应快、量 程比大
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安装注意事项 垂直安装、不允许由倾斜、介质的流向由下向上，不 能反向 类型及适用场合 有玻璃和金属转子两种类型，金属转子流量计有普通型和特殊型 两种。 普通型金属转子流量计可测量中、小流量，不但能就地显示，还 可远传信号。 特殊性金属转子流量计有带夹套、防腐型、高温型、高压型等
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4、安装要求与使用场合
（2）、流量计应安装于管内任何时候均充满介质的地方，一般应 垂直、同心、无应力安装。 （3）、应安装于远离一切磁源和机械振动的地 （4）、表体安装方向和流体方向保持一致。 （5）、一般测量较清洁的气体和液体。如：水、蒸汽以及其他有机气 体、液体
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5、常见故障及处理方法
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• 结构
图3、标准法兰孔板节流装臵示意图（Pg≥64） 1、取压法兰 2、孔板 3、导压管 4、密封垫 5螺母 6螺栓
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安装注意事项
• • • • • •
1、同心同径于工艺管道 2、要有足够的直管段 3、周围无振动无干扰 4、安装在方便维修的地方 5、保证被测介质充满管道 6、孔板方向不能装反：小口进，大口出
扰或流量计振动较大。
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孔板流量计
工作原理
在管道内部装上孔板或喷咀等节流件，由于节流件的孔径小于管道内径， 当流体流经节流件时，流束截面突然收缩，流速加
快。节流件后
端流体的静压力降低，于是在节流件前后产生产生静压 力差，该静压力差与流体过的流体流量之间有 确定的数值关系、符合Q=K。 △P 。用差压变送器（或差压计） 测量节流件前后的差压，实现对流量的测量。
此种流量计应用广泛
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2、质量式流量仪表
质量式流量仪表－以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目为测量依
据。 常用单位－t/h、 Kg/h等 常用品牌－艾默生、横河
此种流量计主要应用于需精确测量的场合
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3、容积式流量仪表
速度式流量仪表－以单位时间內所排出流体的固定容积为测量依据。
对于液体介质，应使流量计处于管道低点。避免因背压过低而使介质汽化，影响测量结果。对于气体介质，
不能使流量计处于管道局部低点，以避免测量管中有积液而产生测量误差。
3、传感器法兰前后必须加装具有足够刚度和质量的支架。 4、安装时传感器和管道要同轴对准，做到无应力安装。 5、注意安装方向要正确 6、尽量避免电磁干扰。
稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将
得到更加广泛的应用， (2)测量精度高、量程比宽、稳定性好、维护量低。
Байду номын сангаас流量检测方法及仪表
安装注意事项
质量流量计的安装对前后直管段无特殊要求。但必须满足以下条件： 1、传感器和变送器出厂前是配套标定的，安装时需一一对应。 2、传感器测量管内应保证充满被测介质。
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一、流量的定义 和意义
流量的大小是指单位时间内流过管道截面的流体数量大小
流量仪表是过程自动化仪表与装臵中的大类仪表之一，它被广泛应用于冶金、电 力、煤炭、化工、石油、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，它是发展工农业生产、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。
（3）、应安装于远离一切磁源和机械振动的地方。 （4）、内壁沉积垢层要定期清理，以防电极短路，甚至于无法检测流量。 （5）、表前、表后要有一定的直管段。（一般前5D、后3D） （6）、表体安装方向和流体方向保持一致。 （7）、尽可能避免测量管内变成负压。