流量儀表知識講座

1、流量測量儀表流量測量儀表基礎(chǔ)知識講座基礎(chǔ)知識講座嚴東寧嚴東寧需要掌握的知識要點需要掌握的知識要點 一、搞清楚流量計儀表的分類 二、掌握幾種常見流量計的工作原理、安裝、日常維護注意事項 A、節(jié)流件變送器測流量 B、金屬轉(zhuǎn)子流量計 C、電磁流量計 D、質(zhì)量流量計流量儀表應用的領(lǐng)域流量儀表應用的領(lǐng)域 涉及我們公司的（掌握）： 一、工業(yè)生產(chǎn)過程控制 主要是用于過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。 二、能源計量 主要是便于科學管理能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益的重要手段。 三、環(huán)境保護工程 主要是控制煙氣、污水的定量排放 不涉及到我們公司的（了解）： 交通運輸、生物技術(shù)、科學試驗、海洋

2、氣象江河湖泊流量計的分類流量計的分類 一、按測量原理分類一、按測量原理分類（1）力學原理：屬于此類原理的流量計有差壓式、浮子式等（2）熱學原理：應用熱學原理測量流量的有熱量式等（3）聲學原理：比如超聲波流量計（4）電學原理：電磁流量計（5）光學原理：應用光學原理測量的有激光式二、按測量方法和結(jié)構(gòu)分類：二、按測量方法和結(jié)構(gòu)分類：（1）、差壓式流量計。差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體和檢測件與管道的幾何尺寸來推算流量的儀表。（2）、浮子流量計。又稱轉(zhuǎn)子流量計，是變面積式流量計。在一根由下向上的垂直管道中，圓柱橫截面的浮子的重力是由流體動力承受的，從而使浮子在管內(nèi)上升或

3、下降。浮子的指示就是流量的大小。（3）渦輪流量計。是一種速度式流量計。它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速從而推導出流量或總量。（4）電磁流量計。電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。（5）渦街流量計。渦街流量計是在流體中安放一個非流線型漩渦發(fā)生體（阻流體），流體在發(fā)生體兩側(cè)交替分離釋放出兩串規(guī)則地交替排列的漩渦。檢測出漩渦的頻率就可以測得流量（6）超聲流量計。通過檢測流體流動對超聲束（超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。（7）熱式流量計。利用流體流動與熱源對于流體傳熱量的關(guān)系來測量流量的儀表。三、按測量體積流量和質(zhì)量流量分類三、按測量體積流量和質(zhì)量流量分類（1

4、）、體積流量計。流量計檢測件的輸出信號反映體積流量，由以下幾類：電磁流量計、渦輪流量計、渦街流量計、超聲流量計、標記法流量計。這些流量計的輸出信號與管道中流體的平均流速或體積流量成一定關(guān)系，是放映真實體積流量的流量計。（2）、質(zhì)量流量計?？梢苑譃閮煞N：直接式質(zhì)量流量計或間接式（推導）質(zhì)量流量計。直接式質(zhì)量流量計：科里奧利質(zhì)量流量計。 流量計檢測件的輸出信號直接反映流體的質(zhì)量流量。間接式(推導）質(zhì)量流量計：3095質(zhì)量流量計。測出了體積流量，再測出與體積流量和密度有關(guān)的介質(zhì)溫度、壓力等有關(guān)參數(shù)，通過公式自動進行換算得到介質(zhì)的質(zhì)量流量?？装鍦y差壓流量計孔板測差壓流量計孔板差壓變送器孔板差壓變送器工

5、作原理工作原理差壓式流量計根據(jù)伯努利能量方程，在流體中安裝節(jié)流件產(chǎn)生差壓，通過測量差壓來間接確定流體流量的流量計。原理：充滿管道的流體，當它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了差壓。流體流量愈大，產(chǎn)生的差壓愈大，這樣可依據(jù)差壓來衡量流量的大小。這種測量方法是以質(zhì)量守恒定律和伯努利方程（能量守恒定律）為基礎(chǔ)的。壓差的大小與流量有關(guān)。 差壓式流量計的組成：差壓式流量計的組成： 1、定義：由節(jié)流件、連接管路和差壓變送器組成一體統(tǒng)稱為差壓流量計。 2、組成自動檢測方框圖 3、名詞解釋 節(jié)流件：為了測量管道中流體的流量，在直線管道中設(shè)置使

6、流束產(chǎn)生局部收縮的裝置。也稱為節(jié)流裝置。顯示儀表節(jié)流元件連接導管差壓變送器安裝要求安裝要求 1、一般原則：被測流體為液體時，防止氣體進入導壓管；被測流體為氣體時，應防止水或臟物進入導壓管。 2、具體要求： （1）節(jié)流件入口端面要與管道軸線垂直，其偏差不得超過1度。 （2）必須保證節(jié)流件與管道同心 （3）采用已知熱膨脹系數(shù)的材質(zhì)制造管道和節(jié)流件，保證能自由膨脹，避免變形 （4）加緊節(jié)流件的密封墊片，其厚度一般為0.5mm1mm，不得突入到管道內(nèi)壁 （5）管口與法蘭密封面應對齊安裝要求安裝要求 （6）節(jié)流件裝置的安裝和使用的管段和管件連接不得有任何突變 （7）對新安裝管路系統(tǒng)必須在管道中沖洗后在進

7、行節(jié)流件的安裝 （8）節(jié)流件一般安裝在水平管道上，特殊情況下（如氣體）也可以垂直安裝。 （9）對于測量精度要求較高的場合，最好將節(jié)流件與上游8D的距離，下游2D的距離，帶法蘭連接的直管段應該先預裝，檢驗合格后在裝入管道中。差壓式流量計日常維護及注意事項差壓式流量計日常維護及注意事項 1、檢查節(jié)流件裝置、截止閥、引壓管、儀表閥及接頭是否有泄漏和腐蝕情況 2、定期排污（水、污物、殘留氣體等），保證引壓管暢通，減少附件誤差，測量氣體時表中無水，測量液體時表中無氣 3、檢查現(xiàn)場變送器顯示與控制室微機（二次表）顯示是否一致，判斷測量是否準確 4、有溫度、壓力補償?shù)牧髁坑嫞瑱z查其溫度、壓力是否正常差壓式流

8、量計日常維護及注意事項差壓式流量計日常維護及注意事項 5、對于蒸汽流量檢測，應保證冷凝液不致排空 6、對于液氨、氯氣等有毒介質(zhì)，現(xiàn)場檢查應防中毒，排污時，人站上風口 7、注意控制流量平穩(wěn)，在規(guī)定的量程范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，發(fā)現(xiàn)超過量程上限，應及時進行校驗修正，避免長期過載 8、冬季使用時，應做好引壓管的保溫，防止凍結(jié)常見故障及處理方法常見故障及處理方法 一、顯示偏低 （1）檢查零位，若有漂移則重新標定 （2）正壓室是否有泄漏或氣泡 （3）平衡閥是否內(nèi)漏，關(guān)緊平衡閥 （4）有溫度補償，查溫度是否偏低 二、顯示偏高 （1）檢查零位，查零位是否漂移，重新標定 （2）負壓室是否有泄漏或氣泡 （3）有溫度補償

9、的，查看溫度是否偏高常見故障及處理方法常見故障及處理方法 三、顯示跳變 （1）檢查引壓管是否有堵塞現(xiàn)象或閥門漏 （2）檢查接線端子是否有接觸不良的情況 （3）變送器壞，下線維修或用另外一臺代替 （4）附近有干擾源，排除或屏蔽 （5）管道內(nèi)出現(xiàn)氣、液兩相流，調(diào)整工藝或改變安裝位置 （6）工藝本身波動很大金屬轉(zhuǎn)子流量計金屬轉(zhuǎn)子流量計金屬轉(zhuǎn)子流量計金屬轉(zhuǎn)子流量計 工作原理工作原理金屬轉(zhuǎn)子流量計由兩個部件組成，轉(zhuǎn)子流量計一件是從下向上逐漸擴大的錐形管；另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子流量計當測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動沖擊著轉(zhuǎn)子，并對它產(chǎn)生一個作

10、用力（這個力的大小隨流量大小而變化）；當流量足夠大時，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起，并使之升高。同時，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，從上端流出。當被測流 體流動時對轉(zhuǎn)子的作用力，正好等于轉(zhuǎn)子在流體中的重量時（稱為顯示重量），轉(zhuǎn)子受力處于平衡狀態(tài)而停留在某一高度。分析表明；轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度，與所通過的流量有著相互對應的關(guān)系。因此，觀測轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度，就可以求得相應的流量值。 安裝注意事項安裝注意事項1、 流量計必須垂直安裝，所測流體自下而上流經(jīng)錐管，進出口保證有5倍儀表口徑的直管段，對于新安裝的管路，流量計安裝前應將管道沖洗干凈。2、 在流量計上游應安裝閥門，在下游510

11、倍儀表口徑處安裝流量調(diào)節(jié)閥。對于小口徑儀表在上游應安裝過濾器，若被測介質(zhì)中含有磁性物質(zhì)，則應在流量計前安裝磁過濾器。過濾器安裝注意事項安裝注意事項 3、 為便于檢修和更換流量計，在儀表安裝時需接旁道管路。 4、 金屬轉(zhuǎn)子流量計需要定期清洗，尤其當被測介質(zhì)較臟時，更應及時清洗管子與浮子。 5、由于儀表是通過磁耦合傳遞信號的，所以為了保證儀表的性能，安裝周圍至少10cm處，不允許有鐵磁性物質(zhì)存在電磁流量計（分體式）電磁流量計（分體式）電磁流量計（一體化）電磁流量計（一體化） 工作原理工作原理 電磁流量計的基本原理是法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產(chǎn)生感應電動勢。如圖，導電

12、性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動，與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成正比例的感應電動勢，儀表檢測到此電動勢就可以測得介質(zhì)的流量。電磁流量計的優(yōu)點電磁流量計的優(yōu)點 （1）電磁流量計的測量通道是一段無阻流檢測元件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固定顆?；蚶w維的液固二相流體。 （2）電磁流量計不產(chǎn)生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。 （3）電磁流量計測得的體積流量，不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化有明顯的影響。 （4）與孔板相比，前后直管段要求比較低。 （5）可以測正反雙向流量 （6）測量范

13、圍度大，通常為20：150：1，可選流量范圍寬。 （7）儀表輸出本質(zhì)上是線形的。 （8）易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應用于腐蝕性流體。電磁流量計的缺點電磁流量計的缺點 （1）不能測電導率很低的液體（小于20us/cm） （2）不能測量氣體、蒸汽和含有較多加大氣泡的液體 （3）襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號儀表用于過低室溫的液體，因測量管道外凝露會破壞絕緣。 （4）容易受外界電磁干擾影響。 （5）前后有一定長度的直管段要求。電磁流量計的安裝要求電磁流量計的安裝要求（1）變送器可以垂直、水平、傾斜安裝，但應保證滿管條件，即應安裝在任何時候測量導管內(nèi)部都能充滿液體

14、的地方。最好垂直安裝，使液體自下而上流經(jīng)儀表，如不能垂直安裝，也可水平安裝，但要使兩電極在用一水平面上。（2）對于含顆粒裝固體較多的混合物時，應垂直安裝，使襯里不受磨損，水平安裝會造成局部磨損。電磁流量計的安裝要求電磁流量計的安裝要求（3）變送器上游側(cè)應有不小于5D的直管段，當有閥門、擴大管時應加長到10D。上游的截止閥應全開，不能全開時，閥應按截止閥和電極軸成45角設(shè)置。調(diào)節(jié)閥應安裝在下游側(cè)。沒有直管段安裝滿足要求電磁流量計的安裝要求電磁流量計的安裝要求（4）流量計安裝要避免在測量時帶有氣泡或者被抽真空，造成測量誤差。電磁流量計的安裝要求電磁流量計的安裝要求（5）變送器要遠離磁源，不能有振動

15、。（6）儀表提供的專用屏蔽電纜，不得用其他電纜代用；信號線、勵磁線要分開。（7）變送器和轉(zhuǎn)換器必須使用同一相電源，否則由于檢測信號反饋信號相差120相位，致使儀表不能正常工作。（8）變送器外殼、屏蔽線、測量導管以及變送器兩端的管道都要接地，并要單獨設(shè)置接地點，不能于運轉(zhuǎn)設(shè)備的地接在一起。因為電磁流量計信號較弱，滿量程時僅2.58mV ，流量很小時，僅幾微伏，外界略有干擾就會影響測量精度。（9）為防止流體擾動，擴大管的圓錐角應小于15。電磁流量計的日常維護電磁流量計的日常維護（1）按照安裝使用說明書正確接線。（2）對接電極的判斷A、對于同一介質(zhì)來說，1和2，1和3內(nèi)阻應該平衡。一般來說，內(nèi)阻在2

16、080K，遠超過80K，可以判斷電極故障（污染或是壞了），或者1和2，1和3之間內(nèi)阻于極不平衡，則可以判斷電極故障。B、7和8接勵磁線圈，其內(nèi)阻在100125C、1和7，1和8兩處的電阻是否大于20M歐姆（用500V搖表）否則認為絕緣有問題電磁流量計的日常維護電磁流量計的日常維護（3）、對電極污染后如何清洗A、將2，3拆除，將勵磁線（7，8）接在2，3電極上通電25分鐘，加電壓進行電離清洗。B、若不行，則拆下傳感器，用刮刀輕輕清洗電極上的污物（4）零點的標定A、滿管靜止的流體在表頭上直接標定B、將2，3線拆除，短接兩線，在表頭上即可標定零點。質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計科氏力質(zhì)量流量計工作原理科氏力質(zhì)量流量計工作原理驅(qū)動器在外加交變電壓的作用下產(chǎn)生交變力，使兩根測量管開始一開一合的振動，相當于兩根測量管按相反的方向以一定的頻率擺動，傳感器1和傳感器2與驅(qū)動器的作用相反，它們分別用來檢測兩根測量管的振動頻率，并輸出與頻率對應的交變電信號。當被測介質(zhì)流經(jīng)測量管時，出口側(cè)的振動相位就會超前于進口側(cè)相位，相位差的大小與流經(jīng)測量管的介質(zhì)質(zhì)量流量成正比，與介質(zhì)的溫度、壓