14过程检测技术及仪表 流量测量.ppt

超声波流量计 声波在静止流体中的传播速度与流动流体中的传播速度不同。 超声波的接收和发射称换能器，换能器既可兼作声波的收和发，也可以分开进行。 实际应用如下几种形式。 时差法 通过测量超声波脉冲顺流和逆流时传播的时间差来得到流体的流速。当超声波传播方向与管道轴线成θ角时，可以得到流速v与时差Δt之间的关系为： 存在问题：c受流体温度影响大。 Δt数量级小，要求电子精度高，限制了测量下限。 相位差法 换能器发射连续超声脉冲或者周期较长的脉冲波列，测量顺流和逆流发射时所接收到信号之间的相位差 避免了Δt小， 较大，有利于提高测量精度但c的影响仍较大。 频率法 它是通过测量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率来测量流量的。 发射器T发出一个超声脉冲，经过流体由接收器R接收此信号，进行放大后再送到发射器T产生第二个脉冲，这样反复来往，其频率为 虽然Δf～v关系式中包含了c，则由τcsinθ/D《1，故与前两种方法比较，声速变化所产生的误差影响小。 特点： 1、是一种非接触式的流量计，因而无压力损失，不干扰流场，能测量强腐蚀及含杂质的介质外，还可测量非导电介质的流量，而且不受流体温度、粘度、密度的影响。 2、通用性好，同一台表可测不同口径的管道内的介质流量。 3、安装维护方便，在管道的外侧夹装就可测管道内的液体流量。不需要切断流量，不影响管道内流体的正常流通。安装时不需要阀、法兰、旁通管等，安装费用低。 4、特别适用于大口径管道的流量测量。 由于它的上述特点，USF在流量测量中所占比重正日益增加。尤其在测量污水等方面的应用很广泛。 超声波流量计 质量流量的检测方法主要有两大类 ：直接式、间接式 直接式：直接测量被测流体的质量流量，测量原理有以下几种：1、利用能量的传递、转换相关原理测量，如量热式质量流量计等；2、利用力和加速度相关原理测量，如科里奥利式质量流量计。 间接式：先测中间量，后推算出质量流量，测量方法有以下几种：1 、双通道检测法，即测量两个与流量有关的中间量，并对这两个中间量作运算处理，推出被测参数的质量流量；2、组合法，即通过体积流量和密度的组合测出得出质量流量；3、补偿法，通过测量被测流体的温度和压力将被测流体的体积流量自动换算成标态下的体积流量，从而间接测出质量流量。 质量流量计 组合式质量流量计 它是在管道上串联多个(常见的是两个)检测元件(或仪表)，建立各自的输出信号与流体的体积流量、密度等之间的关系，通过组合，联立求解方程间接推导出流体的质量流量 组合式质量流量计 主要的组合方式有： 1.ρq2检测器和密度计的组合方式　能检测管道中流体的流量计有节流流量计和动压流量计，把它们与密度计组合起来就成为能间接求出质量流量的质量流量计，此种形式的质量流量计的原理如下图所示。 组合式质量流量计 组合式质量流量计 图　ρ q2检测器与密度计组合的 质量流量计原理图 组合式质量流量计 2.qV检测器和密度计的组合方式　能用来检测管道中流体的体积流量qV的检测器有容积流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。 组合式质量流量计 图qV检测器和密度计组合的 质量流量计原理图 组合式质量流量计 3.ρq2检测器和qV检测器的组合方式　这种方式的原理图如下图所示，即由节流流量计那样的ρq2检测器和容积流量计或涡轮流量计那样的qV检测器组合而成。 组合式质量流量计 图　ρq2检测器和qV 检测器的组合质量流量计原理 直接式质量流量计 直接式质量流量检测方法有许多种: 由两个用弹簧连接的涡轮构成的涡轮转矩式方法； 应用麦纳斯效应的检测方法和基于科里奥利力的检测方法等 质量流量计 科里奥利式质量流量计 科里奥利式质量流量计（英文缩写CMF）研究起始于上世纪50年代，1977年，高准公司（MicroMotion）制成世界上第一台科里奥利式质量流量计，到80年代中后期各仪表厂家相继开发。1995年世界上有45家制造商推出各种不同结构的CMF。我国CMF应用起步较晚，从80年代中期引进成套设备附带少量仪表开始，目前国内已有多家仪表厂生产CMF。 科里奥利式质量流量计 1、科里奥利式质量流量计基本工作原理： 科里奥利质量流量计(简称CMF)是利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力而制成的一种直接式质量流量仪表。 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。 将充水软管（水不流动）两端悬挂，使其中段下垂成U形，静止时，U形的两管处于同一平面，并垂直于地面，左右摆时，两管同时弯曲，仍然保持在同一曲面(图a) 若将软管与水源相接，使水由一端流入，从另一端