流量测量的测量方法
流体力学中的流体流量测量
流体力学中的流体流量测量流体力学是研究流体运动的科学，它在许多领域有广泛的应用，包括工程、物理、地球科学等。
在流体力学中，流体的流量测量是一个重要的研究方向。
本文将介绍流体流量测量的原理、方法和一些常见的流量测量仪器。
一、流量测量原理流体的流量是指流体在单位时间内通过给定截面的体积。
流体流量的测量原理基于质量守恒和动量守恒定律。
根据质量守恒定律，流体在径向截面上的入口流量等于出口流量。
而根据动量守恒定律，流体在截面上的流量可以通过测量速度和截面积得到。
二、流量测量方法1. 压力差法压力差法是一种常用的流量测量方法。
它通过在管道的不同截面处测量压力差，利用伯努利方程来计算流量。
常见的压力差测量方法包括孔板法、流量喇叭法和毛细管法等。
2. 流速法流速法是另一种常见的流量测量方法。
它通过测量流体在管道中的平均流速，结合管道的截面积来计算流量。
常用的流速测量方法包括绕流体测量仪、多孔介质法和超声波法等。
3. 涡街流量计涡街流量计是一种基于涡街效应原理的流量测量仪器。
当流体通过涡街流量计时，涡街产生的涡街频率与流体的流速成正比。
通过测量涡街频率，可以准确地计算出流体的流量。
4. 电磁流量计电磁流量计是一种常用的流量测量仪器，它利用流体导电性对磁场的影响来测量流速。
当流体通过电磁流量计时，会产生感应电动势，根据感应电动势的大小可以计算出流体的流量。
三、流量测量仪器1. 质量流量计质量流量计是一种直接测量流体质量流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的质量来计算流量。
常见的质量流量计包括热式质量流量计和涡轮质量流量计等。
2. 体积流量计体积流量计是一种间接测量流体体积流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的体积来计算流量。
常见的体积流量计包括涡轮流量计、液体燃气流量计和涡街流量计等。
3. 超声波流量计超声波流量计利用超声波在流体中传播的特性来测量流速。
它通过在管道中发射超声波并接收回波，根据回波时间和频率来计算流速和流量。
流量测量
项目4 流量测量
体积流量基本方程式
qv aF0 2
p aF0
2
( p1 p2 )
质量流量基本方程式
qm aF0 2 p aF0 2 ( p1 p2 )
图 流体流经孔板时压力和流速变化情况
项目4 流量测量
2. 标准节流装置 标准节流装置是由标准节流件、标准取压 装置和上、下游侧阻力件，以及它们之间的直 管段所组成。
1-上游直管段；2-导压管；3-孔板；4-下游直管段；5、7-连接法兰；6-取压环室
图4.1 全套节流装置
项目4 流量测量
（1）标准节流件 流量测量节流装置国家标准GB/T2624—1993主要 规定了标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴和文丘里管等。
图4.2 标准孔板
项目4 流量测量
图4.3 标准喷嘴
项目4 流量测量
（2）取压方式 取压方式是指取压口位置和取压口结构。 标准孔板通常采用两种取压方式，标准喷嘴 仅采用角接取压方式。 ① 角接取压。孔板上、下游侧取压孔位于上、下 游孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端 面之间的间距等于取压口直径的一半或取压口环 隙宽度的一半。 角接取压又分为环室取压和夹紧环（单独钻 孔）取压两种。 ②法兰取压。标准孔板被夹持在两块特制的法兰 中间，其间加两片垫片，上、下游侧取压孔的轴 线距孔板前、后端面分别为（25.4±0.8）mm。
项目4 流量测量
知识链接
任务1 差压式流量计测流量
4.1.1 流量及其测量方法 1．流量 液体和气体统称为流体。流量是指单位 时间内流过管道横截面的流体的体积或质量。 前者称为体积流量，后者称为质量流量。 设流体的密度为 ，质量流量与体积 流量之间的关系为 qm q m qv 或 q v （4.1）
流量测量的测量方法
流量测量的测量方法流量是指单位时间内通过某一断面的液体、气体或固体的物质质量或体积。
流量测量是工业生产、环境保护以及科学研究中常用的一项重要技术手段。
本文将介绍流量测量的常见方法，包括物质质量法、容积法、速度法和压差法等。
物质质量法是通过测量单位时间内物质通过系统的质量来进行流量测量。
常用的物质质量法包括称量法和重力计法。
称量法利用电子天平等设备，将需要测量的物质放置在称量器上，通过称量器读数的变化来确定单位时间内物质的质量。
重力计法则是利用物质质量与引力大小成正比的原理，通过测量物质所受到的引力来确定其质量。
容积法是通过测量单位时间内通过系统的物质体积来进行流量测量。
容积法的测量原理基于单位时间内流过的物质体积与流速之间的关系。
常用的容积测量设备包括溢流罐、流量计等。
溢流罐是通过测量物质溢出时的体积来确定流量，其工作原理是物质在容器内堆积至一定高度时，通过溢流口流出容器并收集溢出物质，再通过测量收集物质的体积来确定流量。
流量计则是利用管道内物质流过的体积与测量装置之间的差压来进行流量测量。
速度法是通过测量物质流过管道或传感器的速度来进行流量测量。
速度法测量的基本原理是根据物质流动时其与传感器之间的速度差来确定流量。
常用的速度法测量设备包括涡街流量计和超声波流量计等。
涡街流量计通过测量物质流动时产生的涡旋频率来确定流速和流量。
超声波流量计则是利用超声波在物质中传播的速度与流速之间的关系，通过测量超声波的传播时间来确定流速和流量。
压差法是通过测量单位时间内流经系统的物质引起的压差来进行流量测量。
常用的压差法测量设备包括差压计和流量计等。
差压计的工作原理是通过测量流体流经管道时引起的差压来确定流量。
流量计是利用差压和流体的物性参数之间的关系，通过测量差压和相关物性参数来确定流量。
综上所述，流量测量有多种方法，包括物质质量法、容积法、速度法和压差法等。
选择合适的测量方法需要考虑测量对象的特性、测量精度要求以及测量环境等因素。
第7章 流量检测
1-上游直管段；2-导压管；3-孔板；4-下游直管段；5、7-连接法兰；6-取压环室
图4.1 全套节流装置
（1）标准节流件 流量测量节流装置国家标准GB/T2624—1993主要 规定了标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴和文丘里管等。
图4.2 标准孔板
图4.3 标准喷嘴
（2）取压方式 取压方式是指取压口位置和取压口结构。 标准孔板通常采用两种取压方式，标准喷嘴 仅采用角接取压方式。 ① 角接取压。孔板上、下游侧取压孔位于上、下 游孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端 面之间的间距等于取压口直径的一半或取压口环 隙宽度的一半。 角接取压又分为环室取压和夹紧环（单独钻 孔）取压两种。 ②法兰取压。标准孔板被夹持在两块特制的法兰 中间，其间加两片垫片，上、下游侧取压孔的轴 线距孔板前、后端面分别为（25.4±0.8）mm。
1．电磁流量计特点 ① 动态响应快。测量瞬时脉动流量、具有良好的线性，精 度一般为1.5级和1级，可以测量正反两个方向的流量。 ② 传感器结构简单。管内没有任何阻碍流体流动的阻力件 和可动的部件，不会产生任何附加的压力损失。 ③ 应用范围广。除了可测量具有一定电导率的酸、碱、盐 溶液外，还可测量泥浆、矿浆、污水、化学纤维等介质的 流量。 ④ 电磁流量计输出的感应电动势信号与体积流量呈线性关 系，且不受被测流体的温度、压力、密度、黏度等参数的 影响，不需要进行参数补偿。电磁流量计只需经水标定后， 就可以用于测量其他导电性流体的流量。 ⑤ 电磁流量计的量程比一般为10:1，最高可达100:1。测 量口径范围为2 mm～3 m。
1．节流装置的安装 ① 孔板的圆柱形锐孔和喷嘴的喇叭形曲面部分应对着流体 的流向。 ② 根据不同的被测介质，节流装置取压口的方位应在所规 定的范围内，即在如图4.7所示箭头所指的范围。 ③ 必须保证节流件中心与管道同心，其端面与管道轴线垂 直。节流件上、下游必须配有足够长度的直管段。 ④ 在靠近节流装置的引压导管上，必须安装切断阀。
第六章 流量测量(新)
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前 不需要直管段，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
流量测量方法有哪些
流量测量方法有哪些流量测量方法是指通过一定的手段和设备对液体、气体或其他介质的流动进行测量的方法。
不同的流体具有不同的性质和流动方式，所以需要采用不同的方法来进行测量。
下面将介绍一些常见的流量测量方法。
一、差压法差压法是最常用的流量测量方法之一，它通过测量流体通过管道时产生的压差来计算流量。
常用的差压流量计有孔板流量计、叶片流量计、喂板流量计等。
这些流量计通过在管道中设置特定形状的装置，使流体通过时产生一定的压降，从而可以计算出流量。
二、旋涡法旋涡法是一种基于旋涡频率与流体流速成正比关系的流量测量方法。
它通过在流体中放置一个特殊形状的体积体，当流体通过时会在体积体后面形成一个旋涡，旋涡的频率与流体速度成正比。
常见的旋涡流量计有旋片流量计和涡街流量计。
三、电磁感应法电磁感应法是一种利用涡流效应测量电导率介质中流体流量的方法。
它通过在管道外围绕一线圈产生一个强磁场，当流体通过时，会产生涡流，涡流的变化会引起感应线圈中的电压或电流发生变化，从而测量流量。
四、超声波法超声波法是利用超声波在流体中传播速度与流速成正比的原理进行流量测量的方法。
它通常使用超声波传感器对流体中的超声波进行发射和接收，根据超声波传播的时间差来计算流速和流量。
五、质量法质量法是一种直接测量流体质量流量的方法。
常见的质量流量计有热式质量流量计和冷式质量流量计。
热式质量流量计利用加热电极和测温电极之间的温差来测量质量流量；冷式质量流量计则通过测量流体中液体蒸发所吸收的能量来计算质量流量。
六、容积法容积法是一种通过测量流体占据的容积来计算流量的方法。
常见的容积流量计有活塞流量计、涡轮流量计以及齿轮流量计等。
这些流量计通过测量流体通过时装置内的容积变化来计算流量。
七、气体法气体法是一种通过测量由流体流动产生的声音或气体流动产生的压力差来计算流量的方法。
常见的气体流量计有气体钟、气体质量流量计等。
这些流量计通过测量流体的声音频率或压力差来计算流量。
3 流量测量
节流装置 节流装置：安装于管道中产生差压
差压计
引压导管：取节流装置前后的差压，传送给差压变送器。
差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）
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（二）节流现象与流量基本方程式
1.节流现象
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 。
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一、流量的测量方法
（一）流量的定义
在工业自动化生产过程中，特别是化工、制药和供水 等过程控制中，流量是必须测量和控制的物理量。 介质流 量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。 1、流量：单位时间内流过管道某横截面的流体数量， 也称为瞬时流量。瞬时流量有体积流量和质量流量之分。 体积流量： dV 注意：用体积流量表征流体时，
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。
20
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（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
qv dt vA
质量流量：
dm qm vA qv dt
必须同时给出流体的压力和温度， 因为流体的体积在不同的压力和 温度下，是不同的。
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一、流量的测量方法
2、总量：指在一段时间内流过管道某横截面的流体数量， 也称为累积流量。
V qv dt
t1
t2
m qm dt
节流装置就是在管道中放置的节流装置就是在管道中放置的一个局部收缩元件一个局部收缩元件应用最广泛的应用最广泛的孔板其次是其次是喷嘴喷嘴文丘里管孔板装置及压力流速分布图二节流现象与流量基本方程式1138节流孔板流体通过节流孔板时流速加快后取压管处的压力减小
几种常见的流量测量方法
流量计常用的几种测量方法简述点击次数：179 发布时间：2010-8-31 15:48:15为了满足各种测量的需要，几百年来人们根据不同的测量原理，研究开发制造出了数十种不同类型的流量计，大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。
各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。
为达到较好的测量效果，需要针对不同的测量领域，不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计。
工业计量中常用的几种气体流量计有：(1)差压式流量计差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等)，在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。
在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。
孔板流量计理论流量计算公式为：式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。
对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp 为气流流经孔板时产生的差压，Pa。
差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。
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流量测量的测量方法
流量测量是指测量液体、气体或固体通过管道、通道或其他设备的流动速度和量的过程。
在工程和科学领域中，流量测量是非常重要的，它能够帮助我们了解和控制流体的流动。
以下是一些常用的流量测量方法。
1.浮子流量计
浮子流量计是一种机械式的流量计，通过测量浮子在流体中的位置来确定流量。
当流体通过管道时，浮子会随着流动而上下浮动，浮子的位置可以通过透明管道上的刻度来读取。
根据浮子的位置，我们可以推断出流体的流量。
浮子流量计适用于低流速和低粘度的流体。
2.涡轮流量计
涡轮流量计是一种机械和电子相结合的流量计，适用于中等到高流速的流体测量。
涡轮流量计利用装在管道内部的旋转涡轮来测量流体的流速。
每当流体通过时，涡轮就会旋转，旋转速度与流体的速度成正比。
通过测量涡轮的旋转速度，我们可以计算出流体的流量。
3.电磁流量计
电磁流量计是一种非侵入式的流量计，适用于液体和导电性较好的流体的测量。
电磁流量计利用在管道外部产生的磁场和流体内部导电材料的运动来测量流体
的流速。
当流体通过导电管时，电磁流量计会在管道外部产生一个磁场，并测量磁场的变化来计算流体的流速。
4.超声波流量计
超声波流量计是一种无损的流量计，适用于多种流体的测量。
超声波流量计利用超声波的传播速度差来测量流体的流速。
它通过发射超声波脉冲并测量来回传播的时间来计算流体的流速。
由于超声波流量计不需要与流体接触，因此适用于腐蚀性和高温流体的测量。
5.差压流量计
差压流量计是一种基于流体流动导致的压力差来测量流速的流量计。
差压流量计通常由一个流量测量装置和一个压力传感器组成。
流量测量装置可以是孔板、喷嘴或流体动力学计。
当流体通过流量测量装置时，它会产生一个压力差，通过测量压力差，我们可以计算出流体的流速。
这些是常用的流量测量方法，每种方法都有其适用范围和优缺点。
在选择流量测量方法时，需要考虑流体的性质、流程条件、精度要求、可靠性和经济性等因素。
流量测量的准确性对于工业自动化、流程控制和效能改善至关重要。