第3.2章流量检测方法及仪表祥解.ppt

化工仪表及自动化 昆明理工大学 杨彪 2010~2011学年下 第三章 检测仪表及传感器 知识结构 流量测量仪表-1.差压式 节流装置的另一种形式——文丘里管或文丘里喷嘴 文丘里喷嘴的压力损失较小。 第5.4 节 流量测量仪表-1.流体阻力式流量计 [1] 具有一定能量的流体，才能在管道中形成流动状态。流动流体的能量有两种形式，即静压能和动能。流体由于有压力而就有精压能，又由于流体有流动速度而具有动能，这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转换。 　 20世纪50年代以前在过程控制工程中几乎是惟一的流量计，后来各种类型流量计相继登场，打破了其一统天下的局面，几十年来它占的份额一直在下降，当然绝对用量仍在增加。应该看到，差压式流量计三个组成部分一直在更新发展着，尤其80年代以后借助微电子技术、计算机技术、新材料及先进加工技术的发展，差压转换和流量显示计算部分有突破性进展。差压式流量计无论可靠性，精确度及功能多样化已今非昔比。近年一些创新思路，如一体式、定值节流件等的开发更使它有中兴的感觉。 　　差压式流量计的关键部分--检测件是最难更新换代的部分，现在亦有了新的发展思路，即把流量测量工作者、流体力学与计算机技术工作者三方面人员的特长结合起来可以有效地攻下这个堡垒。可以预计，差压式流量计在流量计中仍会占据重要的位置。 20世纪90年代中后期世界范围内各式DPF销售量在流量仪表总量中台数占50％-60％(每年约百万台)，金额占30％左右。我国销售台数约占流量仪表总量(不包括家用燃气表和家用水表及玻璃管浮子流量计)的35％-42％(每年6万-7万台)。 差压式流量计应用领域极其广泛，封闭管道各种测量对象都有应用：流体方面，单相、混相、洁净、脏污；工作状态方面，常压、高压、真空、常温、高温、低温；管径方面，从几毫米到几米；流动条件方面：亚音速流、临界流、脉动流。并且在上述各方面都有大量的理论和实践的资料可供参考。 节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。 按产生差压的作用原理分类 节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压增益式和射流式等几大类，其中：节流式和动压头式应用最为广泛。 　　1)节流式 依据流体通过节流件使部分压力能转变为动能以产生差压的原理工作，其检测件称之为节流装置，是DPF的主要品种。　　2)动压头式 依据动压转变为静压的原理工作，如均速管流量计。　　3)水力阻力式 依据流体阻力产生的压差原理工作，检测件为毛细管束，又称层流流量计，一般用于微小流量测量。 　　4)离心式 依据弯曲管或环状管产生离心力原理形成的压差工作，如弯管流量计，环形管流量计等。 　　5)动压增益式 依据动压放大原理工作，如皮托-文丘里管。　　6)射流式 依据流体射流撞击产生原理工作，如射流式差压流量计。 差压式流量计主要由节流装置、信号管路和差压计（或差压变送器和显示仪表）组成。 节流装置的作用是把被测流体的流量转换成压差信号； 信号管路把压差信号传输至差压计或差压变送器； 常用的有气动差压变送器、电动差压变送器和电容式差压变送器。 差压计用于显示差压信号，与节流装置配套使用组成差压式流量计。工业上常用的差压计有双波纹管差压计、膜片式差压计和浮标式差压计。 差压计对压差信号进行测量并显示出测量值，而差压变送器能把压差信号转换为与流量相对应的标准电信号或气信号，通过显示仪表进行显示、记录或控制。 标准节流元件 孔板：结构简单，安装方便，适合大流量的测量应用广泛 其缺点是流体经过孔板后压力损失大，当工艺管道上不允许有较大压力 损失事不宜使用。 喷嘴及文丘里管：压力损失交孔板小，但结构比较复杂，不宜加工。 一般场合下，采用孔板为多。 在国际标准中，规定了两种取压方式——角接取压和法兰取压。 角接取压装置有两种结构形式，即环室取压结构和单独钻孔取压结构。 标准孔板可以采用角接取压或法兰取压方式，如图所示； 标准喷嘴只规定有角接取压方式。 仪表性能方面 (1) 精确度、重复性、线性度、流量范围 标准节流装置规定有严格的使用范围，包括管径、节流件孔径、直径比、雷诺数范围、管 壁粗糙度等。 ⑵压力损失 流体特性方面　⑴流体物性参数的确定 流体物性参数包括密度、粘度、等熵指数、湿度等，这些参数有的直接进入流量方程，有的对流出系数、可膨胀性系数等产生影响。 (2)流体的腐蚀、磨蚀、结垢、脏污等　　 这些特性对流