第10章流量传感器及其应用.ppt

第10章 流量传感器及其应用 10.6 流体振动式流量传感器 10.6.1 涡街流量传感器 1. 测量原理与结构 在流体中垂直放置一个有对称形状的非流线形阻流体（如圆柱体、棱柱体等），流体绕过阻流体流动时，产生附面层分离现象，从阻流体下游两侧就会交替产生两列旋转方向相反的旋涡，见图10.23所示，这种旋涡称为卡曼涡街或卡曼涡列。 图10.23 卡曼涡列形成原理 第10章 流量传感器及其应用 假设旋涡发生体处流体的流通面积为 ，则流体的体积流量为 2．旋涡频率的检测 旋涡频率的检测是涡街流量传感器的关键，它是通过旋涡频率检测元件实现测量的。圆柱形旋涡发生体常用铂热电阻丝检测频率；三棱柱形旋涡发生体则采用热敏电阻或压电晶体检测频率。 （1）铂热电阻丝。 （2）热敏电阻。 3．特点 1-导压孔；2-空腔；3-隔板；4-电热丝；5-热敏电阻 图10.25旋涡频率检测原理 第10章 流量传感器及其应用 10.6.2 旋进式旋涡流量传感器 1-旋涡发生器；2-外壳；3-频率检测器探头；4-放大器；5-导流叶片 图10.26旋进式旋涡流量传感器 第10章 流量传感器及其应用 10.7 质量流量传感器 目前，质量流量的测量方法主要有3大类：直接法、间接法和补偿法。 直接法：测量元件的输出信号可直接反映被测流体的质量流量值。 间接法：同时测量出被测流体的体积流量和流体密度，或同时用两个测量元件分别测出两个与体积流量和密度有关的信号，通过运算得到反映质量流量的信号。 补偿法：同时测量出被测流体的体积流量和温度、压力，应用有关公式求出流体的密度或将被测流体的体积流量换算成标准状态下的体积流量，从而间接确定其质量流量。 10.7.1 直接式质量流量传感器 1．科氏质量流量传感器 （1）测量原理与结构:科氏力的演示实验。 科氏质量流量传感器的结构有直管、弯管、单管、双管等多种形式。 （2）特点。 第10章 流量传感器及其应用 2．热式质量流量传感器 （1）测量原理与结构。按结构原理分为浸入式、热分布式和边界层式三种。 （2）特点。 图10.27 科氏力的演示实验 图10.28 双弯管型科氏质量流量传感器结构 图10.29 浸入式质量流量传感器结构 第10章 流量传感器及其应用 10.7.2 间接式质量流量传感器 主要的组合方式有以下几种。 1．差压（靶）式流量传感器与密度计组合方式 2．容积（速度）式流量传感器与密度计组合方式 3．差压（靶）式流量传感器与容积（速度）式流量传感器组合方式 第10章 流量传感器及其应用 10.7.3 温度、压力补偿式质量流量传感器 对于不可压缩液体，密度与温度的关系为 式中 、 分别为工作状态温度 、标准状态温度 ℃时的流体密度； 为被测流体的温度体积膨胀系数。 图10.30 间接式质量流量传感器示例 第10章 流量传感器及其应用 对于低压气体 式中 、 分别为工作状态（压力 、绝对温度为 ）和标准状态（压力 、绝对温度为 ）时的流体密度； 气体的压缩系数。 使用速度式或容积式流量传感器测量时，质量流量可计算为 使用差压式流量传感器时，质量流量则应为 第10章 流量传感器及其应用 10.8 其他流量传感器 10.8.1 冲量式流量传感器 1．测量原理 目前主要是通过测量固体物料对测量板水平方向的分力来测量其流量的。 2．特点 图10.31 冲量式流量传感器原理 第10章 流量传感器及其应用 10.8.2 插入式流量传感器 近年来，尤其是在能源和环保计量方面，迫切需要对大口径管道流量进行测量，但在实际的大口径、大流量和恶劣的工作条件下，流量传感器与管道通常都是使用法兰连接，只有在工艺管道断流时才允许拆卸、维修和更换，为系统的可靠运行带来诸多不便。而插入式流量传感器从根本上解决了这一问题，因而深受用户的欢迎。 1．测量原理 插入式流量传感器就是将以测量元件为核心的部件全部封装在不锈钢套管内，组成一个插入式探头。它按照测点数的多少可分为点流型和径流型两大类。 2．特点 第10章 流量传感器