自动控制仪表维修技术_第二章_流量测量仪表.pdf

第二章 流量测量仪表 第二章 流量测量仪表 第一节 概述 一、 流量测量的概念 所谓流量，就是单位时间内流过管道某横截面的流体量。流体量以质量数表示，称 质量流量；流体量以体积数表示，称体积流量。测量流量的仪表叫流量计。 流量也就是瞬时流量。它对时间的积分为“累积流量”，表示了在一段时间内流过 的流体总量，可用质量总量或体积总量来表示。 流体在管路中流动时，单位时间内流过的距离称为流速。实践证明，流体在管路中 流动时，同一截面上各点的流速是不同的。管路中心处流速最大，越靠近管壁流速越小， 在管壁处等于零。流体在管路截面上某一点的流速称为点流速。在工业生产过程中常说 的流速是指流体在同一截面上各点流速的平均值，称为平均流速简称流速。流体的体积 流量 qv 等于管路的截面积 A 乘以平均流速 v ，再乘上流体的密度就是质量流量qm 。 二、 流量测量仪表的分类 流量仪表种类繁多，分类方法不一。若以测量方式分，可分直接测量和间接测量两 大类；若按测量目的分，可分瞬时流量与累积流量两大类。若按测量原理分类，有 （一） 容积式流量计 用仪表中某一标准容积连续地称量被测流体，再根据标准容积称量的次数来计算流 量。如应用椭圆齿轮、旋转活塞、腰轮等测量的流量计。 （二） 流速式流量计 以流体在管路中的流速v 作为测量依据，测出流速或与流速有关的量，若已知管路 截面积 A ，根据q = v ·A 或 q = v ·A ·ρ而得出体积流量或质量流量。这类流量计品 v m 种多，有：应用流体动压能和静压能转换的差压式流量计；应用流体动压的靶式、阿扭 巴管（均速管）式、皮托管式等流量计；应用改变流通截面积的转子流量计；应用流体 动量矩的涡轮流量计；应用流体振荡的旋涡流量计；应用电磁感应的电磁流量计；应用 声学方法的超声波流量计；等等。 （三） 质量式流量计 测量方法有两大类：一是间接式测量方法，即同时测量流体的体积流量和密度值再 加以运算，或同时测量流体的体积流量和温度、压力值，再利用流体密度与温度、压力 间的关系进行计算；二是直接式测量方法，以测量流过的流体质量为依据，被测量不受 流体的密度、温度、粘度、压力等因素变化的影响，目前以科里奥利质量流量计（CMF ） 发展最快和应用最为广泛。 三、 流量测量的单位 流量测量的单位是流体体积、质量与时间的导出单位，实用流量单位较多，常用的 有： - 55 - 1999-LBH 仪化三厂仪表维修工培训教材 自动控制仪表维修技术 3 3 3 3 3 体积流量：米 /秒（m /S ）、米 /小时（m /h ）；总量为m 质量流量：千克/小时（㎏/h ）、吨/小时（t/h ）；总量为㎏、t 国外还有一些流量计使用升/秒、升/小时等流量单位以及英制流量单位立方英尺、 磅、加仑、桶等。 第二节 差压式流量计 差压式（也称节流式）流量计是使用历史最久、应用也最广泛的一种流量测量仪表， 基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时动压能和静压能转换所产生的压力 差与其流量有关而实现流量测量的。差压式流量计由三部分组成：产生差压信号的节流 装置（包括节流元件和取压装置）、传输差压信号的导压管、测量差压信号的差压计或差 压变送器及显示仪表。差压式流量计测量方法简单，节流装置易标准化，工作可靠，但 仪表精度不高，节流装置有压力损失，维护工作量大。 一、 差压式流量计的测量原理 （一） 节流现象及其原理 所谓节流装置就是设置在管道中能使流体产生局部收缩的节流元件和取压装置的 总称，国标中称为“一次装置”。节流元件型式较多，一般说，只要在管道中安装一个任 意形状的具有开孔截面的阻流体，就能使流经此管道的流体在阻流体前后产生压力差， 且次压力差与流量之间