各種流量計原理優(yōu)缺點介紹

1、流量計簡介,.,2,概述,.,3,定義,流體的流量：指在短暫時間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時間之比，該時間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時流量。 流量計：用以測量管路中流體流量(單位時間內(nèi)通過的流體體積)的儀表。,.,4,分類,容積式流量計 轉(zhuǎn)子流量計 差壓式流量計 電磁流量計,超聲波流量計 渦街流量計 質(zhì)量流量計 沖板式流量計,.,5,容積式流量計,容積式流量計 原理： 容積式流量計，又稱定排量流量計，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。

2、應(yīng)用： 容積式流量計可以計量各種液體和氣體的累積流量，由于這種流量計可以精密測量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計量儀表。,.,6,容積式流量計,優(yōu)點: (1)計量精度高; (2)安裝管道條件對計量精度沒有影響; (3)可用于高粘度液體的測量; (4)范圍度寬; (5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計總量,清晰明了,操作簡便。 缺點: (1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大; (2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大; (3)不適用于高、低溫場合; (4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體; (5)產(chǎn)生噪聲及振動。,.,7,容積式流量計種類,橢圓齒輪流量計 刮板式流量計

3、 腰輪流量計 雙轉(zhuǎn)子流量計,活塞式流量計 圓盤式流量計 濕式氣體流量計 皮囊式流量計,.,8,橢圓齒輪流量計,橢圓齒輪流量計 橢圓齒輪流量計的測量本體由一對相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。 原理： 當(dāng)被測量流體流過橢圓齒輪流量計時，帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪每轉(zhuǎn)一周就有一定數(shù)量的流體通過儀表。只要記錄下齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)就知道被測流體的總量,.,9,腰輪流量計,腰輪流量計 原理 腰輪流量計的基本原理同橢圓齒輪流量計相同只是輪子形狀略有不同。,腰輪流量計示意圖,.,10,雙轉(zhuǎn)子流量計,雙轉(zhuǎn)子流量計 雙轉(zhuǎn)子流量計屬于目前國際上最新一代容積式流量計，也稱為 UF 流量計或螺桿流量計。是用于管道中液體流量的測量和控

4、制的精密儀表。 工作原理 一對特殊齒型的螺旋轉(zhuǎn)子直接嚙合，無相對滑動，不需要同步齒輪?？窟M(jìn)、出口處較小的壓差推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同一時刻，每一個轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無脈動。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出 8 倍空腔的容積，因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的瞬時流量成正比。,雙轉(zhuǎn)子流量計示意圖,.,11,轉(zhuǎn)子流量計,轉(zhuǎn)子流量計 又稱浮子流量計， 其流量檢測元件由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下移動的浮子所組成，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形

5、成的環(huán)隙時，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時，浮子便穩(wěn)定在某一高度。,.,12,浮子流量計,.,13,浮子流量計,優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測量范圍比較寬； 缺點： 測量精確度相對較低，為2%左右，更適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。儀表測量受被測介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響；,.,14,差壓式流量計,差壓式流量計 原理： 基于在流

6、通管道上設(shè)置流動阻力件，流體通過阻力件時將產(chǎn)生壓力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，通過測量差壓值可以求得流體流量。如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計,.,15,壓差式流量計,優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；適應(yīng)性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計；裝置已標(biāo)準(zhǔn)化。 缺點： 安裝要求嚴(yán)格；流量計前后要求較長直管段；測量范圍窄，一般范圍度為 3 : 1 ；壓力損失較大；對于較小直徑的管道測量比較困難 ；精確度不夠高(1% 2%)。,.,16,孔板流量計,孔板流量計 原理： 當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)孔板時，將產(chǎn)生局部收縮，流

7、束集中，流速增加，靜壓力降低，于是在孔板前后產(chǎn)生一個靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，流量越大，壓力差就越大。通過導(dǎo)壓管將差壓信號傳遞給差壓變送器，轉(zhuǎn)換成420mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)流量顯示儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時和累積流量。,.,17,孔板流量計,孔板流量計,文丘里管,.,18,渦輪流量計,渦輪流量計 原理： 它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速,將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號?？梢詼y量氣體、液體流量。,.,19,渦輪流量計,優(yōu)點： 高精度,一般為 0.5 級，在小范圍內(nèi)誤差0.1%，在所有流量計中,屬于最精確的流量計;無零點漂移,抗干擾能力好，

8、內(nèi)部清洗簡單。儀表有校寬的工作溫度范圍(-200400 ) ，可耐較高工作壓力(10MPa)。 缺點： 要求被測介質(zhì)潔凈；適用于粘度大的液體測量。,.,20,電磁流量計,電磁流量計 工作原理 電磁流量計是一種應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計，其傳感器主要由內(nèi)襯絕緣材料的測量管，穿通測量管壁安裝的一對電極和用以產(chǎn)生工作磁場的一對線圈及鐵芯組成。當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感器測量管時，在電極上將感應(yīng)與流體平均流速成正比的電壓信號。該信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器放大處理，直接顯示流量及總量并可輸出模擬、數(shù)字信號 。,電磁流量計示意圖,.,21,電磁流量計,.,22,電磁流量計,優(yōu)點： 測量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極??；其流速測

9、量范圍寬，為0.510m/s；范圍度可達(dá)10:1；流量計的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計的精度 0.5-1.5級；儀表反應(yīng)快，流動狀態(tài)對示值影響小 缺點： 對測量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。,.,23,超聲波流量計,超聲流量計 超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。 根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。,.,24,超聲波流量計,優(yōu)點： 不受電率、壓力、溫度以及粘度的影響；與介質(zhì)不接觸，尤其適用于腐蝕性介質(zhì)的測量 ；

10、安裝簡單，費用低 ；可在現(xiàn)有管道上安裝，無需切斷工藝管道，管徑適用廣泛；無撓流件，不限流、無需縮徑； 缺點： 超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜；需要滿管操作；,.,25,渦街流量計,渦街流量計的原理： 在流量計管道中，設(shè)置一阻流件，當(dāng)流體流經(jīng)阻流件時，由于阻流件表面的阻流作用，流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦。這些旋渦在阻流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門 （Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。原理：鈍體產(chǎn)生的渦街脫落頻率與流速有一定的關(guān)系。 渦街流量計原理示意圖,.,26,渦街流量計,.,27,渦街流量計,優(yōu)點： 渦街流量計適用于氣體、液體和蒸汽介質(zhì)

11、的流量測量，其測量幾乎不受流體參數(shù)（溫度、壓力、密度、粘度）變化的影響。 渦街流量計在儀表內(nèi)部無可動部件，使用壽命長；壓力損失小；輸出為頻率信號；有較寬的范圍度 30:1 ；測量精度也比較高，為0.5% 1%。 缺點： 流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準(zhǔn)確度，旋渦發(fā)生體被沾污也會引起誤差。,.,28,質(zhì)量流量計,科里奧利質(zhì)量流量計 (目前使用比較廣泛) 簡稱科氏力流量計，利用流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測量原理?？剖狭α髁坑嬘蓹z測科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成。,.,29,質(zhì)量流量計,質(zhì)量流量計原理 傳感器測量主體為一根U形管，U形管的兩個開口端固定，流體由此

12、流入和流出。在U形管頂端裝有電磁裝置，用于激發(fā)U形管，使其以O(shè)-O為軸，按固有的自振頻率振動，振動方向垂直于U形管所在平面。U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動，此時流體將產(chǎn)生一科里奧利加速度，并以科里奧利力反作用于U形管。由于流體在U形管兩側(cè)的流動方向相反，所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而形成一個作用力矩。U形管在此力矩作用下將發(fā)生扭曲，U形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相關(guān)。U形管兩側(cè)通過中心平面的時間差也與流體質(zhì)量流量相關(guān)。,.,30,質(zhì)量流量計,優(yōu)點： 具有準(zhǔn)確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動部件； 可直接測得質(zhì)量流量信號，不受被測介

13、質(zhì)物理參數(shù)的影響，精度較高； 可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量； 不受管內(nèi)流態(tài)影響，因此對流量計前后直管段要求不高； 其范圍度可達(dá)100:1。但是它的阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響其測量 缺點： 不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制會顯著著影響測量值。 對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計的流量傳感器安裝固定要求較高。 不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm以下。 價格昂貴。國外價格5000 10000美元一套，約為同口徑電磁流量計的2 5倍；,.,31,靶式流量計,靶式流量計 原理 在管流中垂直于流動方向安裝一圓盤形阻擋件，稱之為“靶”。流體經(jīng)過時，由于受阻將對靶產(chǎn)生作用力，此作用力與流速之間存在著一定關(guān)系。通過測量靶所受作用力，可以求出流體流量。,.