化工仪表基础--第三章_流量检测
合集下载
化工仪表与自动化-03-流量
2 差压式流量计
2 工作原理——节流原理
• 节流装置 = 节流元件 + 取压装置 节流元件-使管道中的流体产生局部收缩的元件 有：孔板、喷嘴、文丘里管 • 节流现象：流体的动压能和静压能相互转换的
✓ 截面1之前：流体流速为v，1 管内静压力为 P1’ ✓ 截面1：静压力升至 p，1 大于管中心压力 P2’
尤适宜带有污垢介质
2 差压式流量计
标准文丘里管 Venturi tube • 适合低压、大管径，低流速各类气
体流量精确测量。
• 如：钢铁厂热风炉的助燃风、冷风 、煤气计量（高炉煤气、焦炉煤气 、转炉煤气）及热电厂的锅炉一次 风、二次风大管径、低流速管道计 测
• 测量范围宽、安装方便
2 差压式流量计
2 差压式流量计
5.三阀组
操作： 变送器启动，三阀组操作（设初始状态为全关）： (1)开阀2；(2)开阀1或3；(3)关阀2；(4)开阀3或1； 变送器停运，三阀组操作： (1)关阀1或3；(2)关阀3或1；(3)开阀2
注：启动或停运时不能出现三阀全开， 避免将管道中的隔离液冲走
2 差压式流量计
适于孔板、长颈喷嘴
2 差压式流量计
5.三阀组
作用： • 可使一体化结构牢固，减少泄漏点； • 可在线确认变送器的零点不修正； • 一旦变送器出现故障需要检修或更换时，
可在不中断工艺情况下进行； 三阀组启动顺序（设初始状态为全关）： (1)开平衡阀2；(2)开阀1或3；(3)关平衡阀2；(4)开阀3或1； 三阀组停运顺序： (1)关阀1或3；(2)关阀3或1；(3)开阀2
2 差压式流量计
4. 标准节流装置
(1)标准节流元件——标准喷嘴 Flow nozzle • 结构：由圆弧收缩和圆筒形喉部组成。
化工仪表及自动化第3章流量检测仪表
按测量方法分类
差压流量计 转子流量计 速度式流量计 容积式流量计 靶式流量计 电磁流量计 漩涡流量计 超声波流量计
量热式流量计
质量流量计 其它流量计
7
第三节 流量检测及仪表
二、差压式流量计
差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节 流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现
引压管内径与引压管长度
引压管内径 mm 引压管 长度 m
＜1.6
1.6～4.5
4.5～9
被测介质 水、水蒸气、干气体 7～9 10 13
湿气体
13
13
13
低中粘度油品
13
19
25
脏液体
25
25
33
34
第三节 流量检测及仪表
差压计或差压变送器安装或使用不正确也会引起测量误差。
由引压导管接至差压计或变送器前，必须安装切断阀 1、2和平衡阀3，构成三阀组，如图3-25所示。 测量腐蚀性（或因易凝固不适宜直接进入差压计）的 介质流量时，必须采取隔离措施。常用的两种隔离罐形式 如图3-26所示。
图3-18 孔板装置及 压力、流速分布图
与流量之间的关系，与测压点及 测压方式的选择是紧密相关的。
14
第三节 流量检测及仪表
（2）节流基本方程式 流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基
本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连 续性方程式推导而得的。
Q F0 2
可以看出
1
18
第三节 流量检测及仪表
文丘里管
19
LGWT-T文丘利式差压流量计
20
第三节 流量检测及仪表
标准节流装置是指节流件、取压装置都标准化，前后直管段符
化工仪表及自动化答案--8---流量检测及仪表
1.组成 2. 原理★ 3. 流量公式★ 4. 指示值修正★ 5. 电远传式转子流量计
三、转子流量计
• 定差压、变节流面积的方法（即节流面积随流量的变 化而变化，但压差却不随流量的变化而变化）
• 适于测量小流量，管径50mm以下 • 速度式流量计 • 有压力损失
【引】~是利用流体通过转子与锥形管壁之间的空隙（节流 面积）时产生的压差Δp所产生的作用力来平衡转子的 重量。当流量增加时，通过节流面积的流体的流速也 增加，只有增大节流面积，减低流速，以维持压差不 变。
1.原理
截面Ⅰ：流速初始值v1 静压力初始值p1'
截面Ⅱ：流速达最大值v2 静压力达最小值p2'
截面Ⅲ：流速v3 = v1 静压力p3' < p1'
1.原理
• 节流装置前流体压力 较高，称为正压，记 “+”；
• 节流装置后流体压力 较低，称为负压，记 “－”。
• 节流装置前后的压差 大小与流量有关。
ρ1g 2g
ρ2g 2g 2g
(截面Ⅰ所具有的能量）（截面Ⅱ所具有的能量）
p1 '− −孔板前面截面Ⅰ上的流体压力 v1 − −孔板前面截面Ⅰ上的流体平均流速 p2 '− −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的压力 v2 − −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的流体平均流速 ξ − −流体在截面Ⅰ和Ⅱ间的动能损失系数
转子原来平衡在某位置h1处，当流量Q ↑ 或流速v ↑⇒ 冲力 ↑ ⇒ 转子位置 ↑ ，节流面积 ↑ ，流速逐渐 ↓⇒ 冲力逐渐 ↓⇒ 当 满足 冲力 + 浮力 = 重力时，转子平衡在新位置h2处。
2. 原理
原理：转子在锥形管中的平衡位置 的高低与被测介质的流量大小 相对应，若在锥形管外沿其高 度刻上对应的流量值，则根据 转子平衡位置的高低就可直接 读出流量的大小。
三、转子流量计
• 定差压、变节流面积的方法（即节流面积随流量的变 化而变化，但压差却不随流量的变化而变化）
• 适于测量小流量，管径50mm以下 • 速度式流量计 • 有压力损失
【引】~是利用流体通过转子与锥形管壁之间的空隙（节流 面积）时产生的压差Δp所产生的作用力来平衡转子的 重量。当流量增加时，通过节流面积的流体的流速也 增加，只有增大节流面积，减低流速，以维持压差不 变。
1.原理
截面Ⅰ：流速初始值v1 静压力初始值p1'
截面Ⅱ：流速达最大值v2 静压力达最小值p2'
截面Ⅲ：流速v3 = v1 静压力p3' < p1'
1.原理
• 节流装置前流体压力 较高，称为正压，记 “+”；
• 节流装置后流体压力 较低，称为负压，记 “－”。
• 节流装置前后的压差 大小与流量有关。
ρ1g 2g
ρ2g 2g 2g
(截面Ⅰ所具有的能量）（截面Ⅱ所具有的能量）
p1 '− −孔板前面截面Ⅰ上的流体压力 v1 − −孔板前面截面Ⅰ上的流体平均流速 p2 '− −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的压力 v2 − −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的流体平均流速 ξ − −流体在截面Ⅰ和Ⅱ间的动能损失系数
转子原来平衡在某位置h1处，当流量Q ↑ 或流速v ↑⇒ 冲力 ↑ ⇒ 转子位置 ↑ ，节流面积 ↑ ，流速逐渐 ↓⇒ 冲力逐渐 ↓⇒ 当 满足 冲力 + 浮力 = 重力时，转子平衡在新位置h2处。
2. 原理
原理：转子在锥形管中的平衡位置 的高低与被测介质的流量大小 相对应，若在锥形管外沿其高 度刻上对应的流量值，则根据 转子平衡位置的高低就可直接 读出流量的大小。
自动化仪表与过程控制第三章流量检测
液体流量的修正
气体流量的修正
Q1
0 P1T0 Q0 1 P0T1
2V z g ( z ) Az
修改量程
Q kh
流量检测方法及仪表
例
用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量，流量计 的读数为28 m3/h，已知转子密度为7920 kg/m3的不锈钢， 苯的密度为0.831 kg/L，求苯的实际流量是多少？
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量
室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
流量检测方法及仪表
腰轮流量计
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭 管中流体的体积流量。 就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式 电脉冲转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和 控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求 不高。
适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。
适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品 (柴油，润滑油等)。 腰轮流量计
流量检测方法及仪表
应用动压能和静压能转换的原理检测流量
检测原理
• 当流体流经管道内的节流件时， 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。 • 基础：流体连续性方程（质量守 恒定律）和伯努利方程（能量守 恒定律）。 • 压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内流 体的物理性质（密度、粘度）
流量与压力差的平方根成正比
流量检测方法及仪表
差压式流量计组成
节流装置：安装于管道中产生差压，节流件前后的差压与流量成开方关系。
化工仪表自动化第3章.ppt
仪表的性能指标（续）
2．变差
❖ 在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大 （正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入 的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差 的最大值和仪表量程之比的百分数称为变差，也 称回差。
仪表示值
反行程
正行程
" max
被测参数
产生原因：仪表内部 的某些元件具有储能 效应，例如弹性变形、 磁滞现象等。
❖ δ—引用误差； ❖ Μ—仪表量程。
A
B
0-100℃
0-1000℃
x 1℃
A
1C o 100C o
100%
1%
B
1C o 1000C o
100%
0.1%
仪表的性能指标
1．精确度(简称精度)
❖ 仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同 的，因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差 中的最大值Δmax。
补充
补充
❖ 疏忽误差：明显偏离真值的误差称为过失误差， 也叫粗大误差、粗差。
❖ 特点：无任何规律可循。 ❖ 产生原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心
（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条 件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙 测试等原因所造成的。这时含有粗差的测量值称 为异常值或坏值，一般均应从测量结果中剔除。
▪ 即在要求平均无故障工作时间尽可能长的同时， 又要求平均故障修复时间尽可能短，综合评价 仪表的可靠性，引出综合性指标有效度，其定 义如下：
▪ 有效度=
平均无故障工作时间
平均无故障工作时间+平均故障修复时间
工业仪表的分类
1．按仪表使用的能源分类 ❖电动仪表 电动仪表以电为能源，信号之间联系
比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于 与计算机联用；近年来，电动仪表也可以做到防 火、防爆，更有利于电动仪表的安全使用。但电 动仪表一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁 场、放射性等环境影响。
化工仪表及自动化第3章流量检测PPT课件
29
PPT课件
第二节 转子流量计
转子流量计中转子的平衡条件是
（3-13）
由式（3-13）可得
（3-14）
根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小
或 将式（3-26）代入上两式， 得
或
30
化工仪表及自动化第3章流量检测 PPT课件
第二节 转子流量计
二、电远传式转子流量计
它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适 合于远传，进行显示或记录。
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应下 倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。
③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
化工仪表及自动化第3章流量检测
24
PPT课件
第一节 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。
17
PPT课件
第一节 差压式流量计
举例 以DDZ-Ⅲ型压力变送器为例
DDZ-Ⅲ型差压变送器将差压信号转换 为4～20mA的直流电流信号。
在差压Δp作用下，产生一个测试力， 即
（3-5）
f为膜片的有效面积。
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量板 ; 7—拉 杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠杆 ; 12—放大器 ; 13—
（3-7）
式中,
为一比例系数。
19
化工仪表及自动化第3章流量检测 PPT课件
第一节 差压式流量计
而
（3-8）
（3-9）
化工仪表及自动化课件第三节 流量检测及仪表
第三节 流量检测及仪表
本 节 主 要 内 容
一、差压式流量计 二、转子流量计
三、电远传式转子流量计
四、其他流量计
流量测量概述 定义
流量：单位时间内流过管道某一截面流体的量，亦称瞬时 流量。 总流量：在一段时间内流过流体量的总和，也可用在这段
时间内对瞬时流量的积分。
平均流量：总流量除以得到总流量的时间间隔称该段时间 内的平均流量。
（2）测量气体流量时，差压计最好安装在节流装置上部。 如果一定要装在下部时，引压管的最低处要安装沉降器， 以便排除冷凝液或污物。 (3) 测量水蒸气流量时，可按照测量液体的做法安装差压 计的位置。为了防止差压计受高温蒸汽的影响，在靠近节 流装置处安装两个冷凝器，且使两个冷凝器液面高度相同， 以防影响差压计的测量
( t w ) f ( t f ) w
(7.8 1.0) 0.8 0.9 (7.8 0.8) 1.0
Q0 30 m3 Qf 33.3 h K Q 0.9
（二）气体流量的换算 转子流量计用来测气体时，是在工业基准状 态下用空气标定的。对于非空介质在不同于基准 状态下测量时，按下式校正。
（3） 引压管要采取防烘烤、防冻结等措施。 （4）全部引压管管路要密封无漏，并装有必要的切断、 冲洗、排污等所需的阀门。 (5) 测量粘性或腐蚀性流体时，应加隔离罐或分离器。
差压计的安装
（1）测量液体流量时，差压计最好装在节流装置下部。 如果差压计一定要装在上部时，引压管的最高处要安装集 气器，最低处要安装沉降器，以便排除管内的气体或沉积 物。
节流装臵的其他辅件
引压导管 冷凝器 隔离器、集气器和沉降器
（一）导压管
其内径一般不小于6mm。对于水、蒸汽和干燥空气， 内径可适当小一些。湿气体、低中粘度的油类应粗一些。 导压管应尽量短些，以防压力信号滞后时间较长，影响测 量的动态特性。
本 节 主 要 内 容
一、差压式流量计 二、转子流量计
三、电远传式转子流量计
四、其他流量计
流量测量概述 定义
流量：单位时间内流过管道某一截面流体的量，亦称瞬时 流量。 总流量：在一段时间内流过流体量的总和，也可用在这段
时间内对瞬时流量的积分。
平均流量：总流量除以得到总流量的时间间隔称该段时间 内的平均流量。
（2）测量气体流量时，差压计最好安装在节流装置上部。 如果一定要装在下部时，引压管的最低处要安装沉降器， 以便排除冷凝液或污物。 (3) 测量水蒸气流量时，可按照测量液体的做法安装差压 计的位置。为了防止差压计受高温蒸汽的影响，在靠近节 流装置处安装两个冷凝器，且使两个冷凝器液面高度相同， 以防影响差压计的测量
( t w ) f ( t f ) w
(7.8 1.0) 0.8 0.9 (7.8 0.8) 1.0
Q0 30 m3 Qf 33.3 h K Q 0.9
（二）气体流量的换算 转子流量计用来测气体时，是在工业基准状 态下用空气标定的。对于非空介质在不同于基准 状态下测量时，按下式校正。
（3） 引压管要采取防烘烤、防冻结等措施。 （4）全部引压管管路要密封无漏，并装有必要的切断、 冲洗、排污等所需的阀门。 (5) 测量粘性或腐蚀性流体时，应加隔离罐或分离器。
差压计的安装
（1）测量液体流量时，差压计最好装在节流装置下部。 如果差压计一定要装在上部时，引压管的最高处要安装集 气器，最低处要安装沉降器，以便排除管内的气体或沉积 物。
节流装臵的其他辅件
引压导管 冷凝器 隔离器、集气器和沉降器
（一）导压管
其内径一般不小于6mm。对于水、蒸汽和干燥空气， 内径可适当小一些。湿气体、低中粘度的油类应粗一些。 导压管应尽量短些，以防压力信号滞后时间较长，影响测 量的动态特性。
化工仪表第3章1压力检测
“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为 起点，符号为Pg。
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有:表压、绝对压力、负压或真空 度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
P绝
P真 P绝 零线
图3-4 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度 来表示。
0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
变差
最大绝对差值 测量范围上限值 测量范围下限值
100%
检测仪表的主要性能指标
三、灵敏度和灵敏限
仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个
位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变
慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时
间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上
一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时
间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
检测仪表的主要性能指标
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有:表压、绝对压力、负压或真空 度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
P绝
P真 P绝 零线
图3-4 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度 来表示。
0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
变差
最大绝对差值 测量范围上限值 测量范围下限值
100%
检测仪表的主要性能指标
三、灵敏度和灵敏限
仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个
位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变
慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时
间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上
一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时
间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
检测仪表的主要性能指标
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
① 必须保证节流装置的开孔和管道的 轴线同心,并使节流装置端面与管道的 轴线垂直。 ② 在节流装置前后长度为两倍于管径 (2D)的一段管道内壁上,不应有凸出物 和明显的粗糙或不平现象。
第一节 差压式流量计
③ 任何局部阻力 (如弯管、三通管、闸阀等)均会引 起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。所以 在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管。 ④ 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径 D≥50mm的管道中。 ⑤ 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 ⑥ 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 ⑦ 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。
第一节 差压式流量计
是基于流体流动的节 流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现 流量测量的。
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置 和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以 及显示仪表所组成。
第一节 差压式流量计
n 一、节流现象与流量基本方程式
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称为节流现 象。
第一节 差压式流量计
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应 下倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。 ③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
第一节 差压式流量计
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，如图3-5所示。
在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差， 有的甚至高达10％～20％。
不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造， 更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等，才能保 证差压式流量计有足够的实际测量精度。
第一节 差压式流量计
被测流体工作状态的变动。 节流装置安装不正确。 孔板入口边缘的磨损。 导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象 到23页 差压计安装或使用不正确 到27页
第一节 差压式流量计
国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里 管等标准化，并称为“标准节流装置”。
采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的 规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。
第一节 差压式流量计
①在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘 里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合 下,以采用孔板为最多。 ②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
第一节 差压式流量计 n 三、力矩平衡式差压变送器
第一节 差压式流量计
分类
按使用的能源不同,单元组合式仪表有气动单元组 合式仪表(QDZ型)和电动单元组合式仪表(DDZ型)。
差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的 气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分 界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连 续测量液体、蒸汽和气体的流量。
第三章 流量检测
内容提要
n 差压式流量计 n 转子流量计 n 漩涡流量计 n 质量流量计 n 其他流量计
概述
是控制生产过程达到优质高产和安全生产以 及进行经济核算所必需的一个重要参数。
单位时间内流过管道某一截面的流体 数量的大小，即瞬时流量。
在某一段时间内流过管道的流体流量的总 和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。
概述
M Q
或
Q
M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总
t
Qdt,
0
M总
t
Mdt
0
测量流体流量的仪表。
：测量流体总量的仪表。
概述
以测量流体在管道内的流速作为测量依据 来计算流量的仪表
分 类
以单位时间内所排出的流体的固定容积的 数目作为测量依据来计算流量的仪表。
以测量流体流过的质量M为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。
第一节 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。 ⑤如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文 丘里管只适用于低压的流体介质。
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
图3-5 测量气体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管； 3—差压变送器；4—贮液罐；
5—排放阀
图3-6 测量蒸汽流量的连接图
1—节流装置；2—凝液罐； 3—引压导管；4—排放阀； 5—差压变送器；6—平衡阀
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量 板 ; 7—拉杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠
杆 ; 12—放大器 ; 13—永久磁钢 ; 14—可动线圈 ; 15—调零弹簧
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
力矩平衡式差压变送器是一种典型的自平衡检测
仪表，它利用
的工作原理克服元件材料、加工
工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量准确
度 (一般为0.5级)、工作稳定、可靠、线性好、不灵
敏区小、温度误差小等一系列优点。
第一节 差压式流量计
DDZ-Ⅲ型Βιβλιοθήκη 压变送器将差压 信号转换为4～20mA的直流 电流信号。
第一节 差压式流量计
图3-1 孔板装置及压 力、流速分布图
第一节 差压式流量计
流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基 本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连 续性方程式推导而得的。
Q F0
2
1
p
M F0 21p
要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。 流量与压力差ΔP的平方根成正比。
第一节 差压式流量计
导压管要正确地安装，防止堵塞与渗漏，否则会引起较 大的测量误差。对于不同的被测介质，导压管的安装亦有不 同的要求，下面分类讨论。
图3-3 测量液体流量时 的取压点位置
图3-4 测量液体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管；3—放空阀；4—平衡 阀；5—差压变送器；6—贮气罐；7—切断阀
第一节 差压式流量计
③ 任何局部阻力 (如弯管、三通管、闸阀等)均会引 起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。所以 在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管。 ④ 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径 D≥50mm的管道中。 ⑤ 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 ⑥ 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 ⑦ 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。
第一节 差压式流量计
是基于流体流动的节 流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现 流量测量的。
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置 和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以 及显示仪表所组成。
第一节 差压式流量计
n 一、节流现象与流量基本方程式
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称为节流现 象。
第一节 差压式流量计
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应 下倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。 ③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
第一节 差压式流量计
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，如图3-5所示。
在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差， 有的甚至高达10％～20％。
不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造， 更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等，才能保 证差压式流量计有足够的实际测量精度。
第一节 差压式流量计
被测流体工作状态的变动。 节流装置安装不正确。 孔板入口边缘的磨损。 导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象 到23页 差压计安装或使用不正确 到27页
第一节 差压式流量计
国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里 管等标准化，并称为“标准节流装置”。
采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的 规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。
第一节 差压式流量计
①在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘 里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合 下,以采用孔板为最多。 ②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
第一节 差压式流量计 n 三、力矩平衡式差压变送器
第一节 差压式流量计
分类
按使用的能源不同,单元组合式仪表有气动单元组 合式仪表(QDZ型)和电动单元组合式仪表(DDZ型)。
差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的 气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分 界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连 续测量液体、蒸汽和气体的流量。
第三章 流量检测
内容提要
n 差压式流量计 n 转子流量计 n 漩涡流量计 n 质量流量计 n 其他流量计
概述
是控制生产过程达到优质高产和安全生产以 及进行经济核算所必需的一个重要参数。
单位时间内流过管道某一截面的流体 数量的大小，即瞬时流量。
在某一段时间内流过管道的流体流量的总 和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。
概述
M Q
或
Q
M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总
t
Qdt,
0
M总
t
Mdt
0
测量流体流量的仪表。
：测量流体总量的仪表。
概述
以测量流体在管道内的流速作为测量依据 来计算流量的仪表
分 类
以单位时间内所排出的流体的固定容积的 数目作为测量依据来计算流量的仪表。
以测量流体流过的质量M为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。
第一节 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。 ⑤如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文 丘里管只适用于低压的流体介质。
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
图3-5 测量气体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管； 3—差压变送器；4—贮液罐；
5—排放阀
图3-6 测量蒸汽流量的连接图
1—节流装置；2—凝液罐； 3—引压导管；4—排放阀； 5—差压变送器；6—平衡阀
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量 板 ; 7—拉杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠
杆 ; 12—放大器 ; 13—永久磁钢 ; 14—可动线圈 ; 15—调零弹簧
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
力矩平衡式差压变送器是一种典型的自平衡检测
仪表，它利用
的工作原理克服元件材料、加工
工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量准确
度 (一般为0.5级)、工作稳定、可靠、线性好、不灵
敏区小、温度误差小等一系列优点。
第一节 差压式流量计
DDZ-Ⅲ型Βιβλιοθήκη 压变送器将差压 信号转换为4～20mA的直流 电流信号。
第一节 差压式流量计
图3-1 孔板装置及压 力、流速分布图
第一节 差压式流量计
流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基 本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连 续性方程式推导而得的。
Q F0
2
1
p
M F0 21p
要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。 流量与压力差ΔP的平方根成正比。
第一节 差压式流量计
导压管要正确地安装，防止堵塞与渗漏，否则会引起较 大的测量误差。对于不同的被测介质，导压管的安装亦有不 同的要求，下面分类讨论。
图3-3 测量液体流量时 的取压点位置
图3-4 测量液体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管；3—放空阀；4—平衡 阀；5—差压变送器；6—贮气罐；7—切断阀