过程检测仪表[电子教案]第四章--流量检测仪.pptVIP

2.电磁流量传感器的结构 (a) 一体式 (夹装) (b) 分体式（法兰安装） 图4.68 电磁流量计外形图 电磁流量传感器由测量管组件、磁路系统、电极等部分组成，如图4.69所示，测量管上下装有励磁线圈，通以励磁电流后产生磁场穿过测量管。一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势。 图4.69 电磁流量传感器的结构示意图 1—下盖；2—内衬管；3—连接法兰；4—励磁线圈；5—上盖；6—测量管；7－磁轭；8－电极 3．电磁流量计的特点 ①结构简单，无活动部件及阻流部件，几乎无附加压损，对要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。 ②适于导电液体流量的测量，尤其适用于脏污流体、腐蚀性流体及含固体颗粒和悬浮物的液固两相流体。 ③测量结果不受流体物性及工况条件变化的影响，因此只需经水标定后，就可用来测量其它导电液体的流量。 ④电磁流量计没有机械惯性，所以反应灵敏，可测量正反两个方向的流量，也可测量瞬时脉动流量。 只能用来测量导电液体的流量；受内衬和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温液体；易受电磁干扰影响。 1．电磁流量计的安装 测量管与工艺管道同轴，并保证测量管内始终充满液体；远离大功率强磁场设备安装；加设旁通管路；对上游直管段长度要求低；传感器的测量管、外壳、引线的屏蔽线以及传感器两端的管道都必须可靠接地，使液体、传感器和转换器具有相同的零电位； 4.9 叶轮流量计 涡轮流量计是叶轮式流量计的一种，适用于成品油、石化产品等液体以及气体等低粘度流体，通常用于流体总量的流量测量。涡轮流量计由于测量精度很高，有时也作为标定其它流量计的标准仪表使用。 4.9.1涡轮流量计 涡轮流量计由涡轮流量传感器和显示仪表两部分组成。 1．涡轮流量变送器的结构 涡轮流量变送器主要由壳体、导流器、涡轮、轴承、磁电转换器、放大转换电路等组成。 图4.74 涡轮流量变送器的结构示意图 1-壳体；2-轴承；3-涡轮轴；4—后导流器；5-涡轮叶片；6-磁电转换器；7-放大转换电路；8-表头；9-前导流器；10-感应线圈；11-永久磁钢 （1）仪表壳体 由不导磁不锈钢材料制成，内装有导流器、涡轮和轴承，壳体外安装有磁电转换器。 （2）导流器 前导流器9使流体到达涡轮前先导直流向，避免流体因自旋而改变对涡轮叶片的作用角度，影响测量精度。后导流器4起到支承叶轮作用。 （3）涡轮，由高导磁不锈钢材料制成，由前后导流器上的轴承2支承。涡轮芯上装有螺旋形叶片5，涡轮质量很小。 （4）磁电转换器 由永久磁钢和感应线圈组成，用来产生一个频率与涡轮转速成正比的电信号。 2．涡轮流量计的工作原理 当被测流体通过涡轮流量传感器时，流体通过前导流器沿轴线方向冲击涡轮叶片。流体冲击力的切向分力对涡轮产生转动力矩，使涡轮克服机械摩擦阻力矩和流动阻力矩而转动。实践表明，在一定流量范围内及一定粘度、密度的流体条件下，涡轮转速与经过涡轮的流量成正比。所以，可以通过测量涡轮的转速来测量流量。 磁电转换器原理：当涡轮转动时，高导磁的涡轮叶片依次扫过磁钢11的磁场，从而周期性地改变磁回路的磁阻和感应线圈的磁通量。叶片在永久磁钢正下方时磁阻最小。线圈10中的磁通量周期性变化，使线圈中产生同频率的感应电势，送入放大转换电路7，经放大整形处理后，变成电脉冲信号。此电脉冲信号的频率与涡轮的转速成正比。 N ——一段时间内传感器输出的脉冲总数； V——被测流体的体积总量，m3。 ξ为仪表系数（单位体积流量下输出的电脉冲数，1/m3）。 ξ与仪表的结构、被测介质的流动状态、粘度等因素有关，一定条件下ξ为常数。仪表出厂时，所给仪表系数ξ是在标准状态下用水、空气标定时的平均值。 4．涡轮流量计的特点 ①涡轮惯性小，反应速度快，灵敏性好。测量精度较高，可达0.2级，可作为标准计量仪表。量程比宽，一般为10：1~40：1，适用于流量大幅度变化的场合。 ②输出脉冲信号与流量成正比，仪表刻度线性。脉冲信号传输抗干扰，容易进行累积测量，便于远传和计算机数据处理。 ③耐高压、压力损失小，结构紧凑、安装维修方便。 ④轴承易磨损、对流体清洁度要求较高。只能用于成品油、洁净水、液化气、天然气等洁净介质。流量计前一般均应安装过滤器。以便滤除固体颗粒和机械杂质。 ⑤对直管段要求较高，上下游直管段一般应在20D、5D以上。 3．涡轮流量计的流量特性 图4.75 涡轮流量计的特性曲线 当实际流量小于始动流量值时，涡轮不动，无信号输出。 流量增加达到紊流状态后仪表系数ξ就基本保持不变。 4.10 超声波流量计 4.10.1超声波流量计的测量原理 1．时差式超声波流量计 声波在流体中传播，顺流方向声波的传播速度会增大，逆流方向声波的传播速