第三章流量传感器3.4课件.ppt

3.4流量检测 3.4.1　差压式流量计 节流式流量计外形 气体或液体管道及涡流发生锥体 一、差压式流量计组成 ４、导压管的配置 节流装置输出的压力差是从节流装置的前后取压孔取出的。从取压孔到差压变送器的导压管的配置也应按照规定的标准安装。如果被测流体是气体，导压管应从节流装置的上方引出，以免混杂在气体中的液滴堵住取压管；如果被测流体是液体，导压管应从节流装置的下方引出，以免混杂在液体中的气体影响取压。 导压管配置图 选定两个截面，I—I是节流装置前流体开始受节流装置影响的截面S1；II-II是流束经过节流装置后收缩最厉害的流束截面S2，由伯努利方程式得 结论： 　　　经过节流元件，流速提高，静压力降低，即在节流元件前后产生压力差。 １、优点 ２、缺点 ３、应用概况 3.4.2　容积式流量计 １、椭圆齿轮型容积流量计(也称奥巴尔容积流量计)的示意图 椭圆齿轮流量计FPP ２、腰轮流量计（罗茨流量计） ３、刮板式容积流量计 １、优点 (1)计量精度高; (2)安装管道条件对计量精度没有影响; (3)可用于高粘度液体的测量; (4)范围度宽; (5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。 ２、缺点 (1)结构复杂,体积庞大; (2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大; (3)不适用于高、低温场合; (4)大部分仪表只适用于洁净单相流体; (5)产生噪声及振动。 一、组成 优点 (1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品; (2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体; (3)不能用于较高温度。 玻璃转子流量计 金属转子流量计 金属浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。 一.工作原理　　转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积流量。 优点 大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。 较宽的流量范围度，一般为10：1，最低为5：1，最高为25：1。 流量检测元件的输出接近于线性。 压力损失较低。 玻璃管浮子流量计结构简单，价格低廉。 现场指示流量使用方便 缺点 大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。 浮子流量计应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径，玻璃管浮子流量计最大口径100mm，金属管浮子流量计为150mm，更大管径只能用分流型仪表。 使用流体和出厂标定流体不同时，要作流量示值修正。液体用浮子流量计通常以水标定，气体用空气标定，如实际使用流体密度、粘度与之不同，流量要偏离原分度值，要作换算修正。 3.4.5　涡轮流量计 二、涡轮流量传感器性能 3.4.6　涡街流量计 一、工作原理 在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图所示,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。 卡门涡街的产生与现象 为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动。当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零。这时的流动与理想流体统流圆柱体相同，无旋涡产生，如图a所示 。 随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图b所示。当来流的雷诺数Re再增大，达到40左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点S处产生一对旋转方面相反的对称旋涡在一定的留诺数Re范围内，稳定的卡门涡街的及旋涡脱落频率与流体流速成正比。 设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式 f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 式中　　U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；　　　　Sr--斯特劳哈尔数；　　　　m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比　　　　 由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时但是作为流量计在物料平衡及能源计量中监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。 二、 结构 VSF由传感器和转换器两部分组成。 （１）传感器包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等； （２）转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D／A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微