2018電大傳感器課程流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、孔板及差壓變送器的原理及使用方法。2掌握二線制變送器與二次儀表的接線方法。3掌握流量積算儀的使用方法。二.實(shí)驗(yàn)原理流體的流量是化工生產(chǎn)中必須隨時(shí)測(cè)量、調(diào)節(jié)和控制的一個(gè)重要參數(shù)。流量測(cè)量?jī)x表種類繁多，差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等是常用的流量測(cè)量一次儀表。直流電源圖3-1二線制變送器與電流輸入二次儀表接線圖直流電源圖3-2二線制變送器與電壓輸入二次儀表接線圖在化工儀表中大多數(shù)變送器的信號(hào)傳輸方式都采用匕線制”，即只有兩條輸出線， 這樣的變送器稱為二線制變送器，它們輸出的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，即直流電流4-20mA （對(duì)于氣動(dòng)儀表空氣壓力

2、為 0.02-0.1MPa）。如各種壓力變送器、差壓變送器等。這類二線制變送器與二次儀表相接時(shí)，有二種接法。當(dāng)二次儀表輸入為電流信號(hào)時(shí)，接法如圖3-1所示；當(dāng)二次儀表輸入為電壓信號(hào)（直流1-5V）時(shí)，接法如圖3-2所示。圖中24V直流電源稱為配電電源，目前，常見(jiàn)的智能二次儀表，本身都帶有24V直流電源輸出，專用于二線制變送器的配電。三.實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 LZB-15轉(zhuǎn)子流量計(jì)一只。2 CLG-10渦輪流量計(jì)一只。3孔板及 WS-1151差壓變送器各一只。4 WP-L801智能流量積算儀一臺(tái)。5化工儀表及自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。四.實(shí)驗(yàn)步驟（一）用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量關(guān)閉閥6,全開(kāi)閥3和閥5 ,微開(kāi)閥4,

3、啟動(dòng)水泵2,由小到大逐漸緩慢調(diào)節(jié)閥 3的開(kāi)度，觀察轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)狀況， 在全量程內(nèi)讀取并記錄 5個(gè)流量值以及對(duì)應(yīng)的壓力表的讀數(shù)，填入表中。（轉(zhuǎn)子流量計(jì)的量程為 160L/h）測(cè)量完畢，關(guān)閉水泵 2,全關(guān)閥4和閥5,全開(kāi)閥3。注意：1啟動(dòng)水泵時(shí)，閥3不能關(guān)死，也不要開(kāi)度太大。2注意電熱鍋爐的水位，不要讓水從鍋爐上面溢出。（二）用渦輪流量變送器測(cè)量流量1按圖3-4所示，連接渦輪變送器與流量積算儀，確定接線無(wú)誤后接通流量積算儀電源。（渦輪流量計(jì)的量程為 1500L/h ）2設(shè)置流量積算儀參數(shù)。黑色線渦輪屏蔽線變送紅色線12V9IN22變送輸出+4-20mA23圖3-4渦輪流量變送器與流量積算儀接線圖3關(guān)

4、閉閥4和閥5,全開(kāi)閥3,微開(kāi)閥6,啟動(dòng)水泵2,由小到大逐漸緩慢調(diào)節(jié)閥 6的開(kāi) 度，通過(guò)流量積算儀，在全量程內(nèi)讀取并記錄 5個(gè)流量值以及對(duì)應(yīng)壓力表的讀數(shù)，填入表中。測(cè)量完畢，關(guān)閉水泵 2,關(guān)閉流量積算儀電源。（三）用孔板及差壓變送器測(cè)量流量1按圖3-5所示，連接孔板、差壓變送器與流量積算儀，確定接線無(wú)誤后接通流量積 算儀電源?？装迨橇髁繙y(cè)量中最常用的節(jié)流裝置，流體在孔板中流過(guò)時(shí)，在孔板兩端產(chǎn)生壓力差，根據(jù)流量基本方程式，體積流量為：I X I式中：a-流量系數(shù)，eT彭脹校正系數(shù)，F(xiàn)o節(jié)流裝置的開(kāi)孔截面積，河一節(jié)流裝置前的流體密度，Ap多流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差。可以看出，流量 Q與壓力差A(yù) p

5、的平方根成正比?？装鍍啥说膲翰罱?jīng)引壓導(dǎo)管，通過(guò)三閥組接到差壓變送器，差壓變送器可以測(cè)量和直接顯示出孔板輸出的差壓，我們使用的差壓變送器的量程為25Kpa。差壓變送器把差壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4-20mA電流）送到流量積算儀，流量積算儀將該信號(hào)進(jìn)行開(kāi)方處理，通過(guò)量程及單位換算，顯示出實(shí)際流量。同時(shí)流量積算儀的變送輸出端，輸出流量信號(hào)，可用于后續(xù)處理。直流毫安表顯示的是差壓變送器輸出的 電流值2流量積算儀參數(shù)設(shè)置3全開(kāi)閥1,微開(kāi)閥2,啟動(dòng)水泵1。打開(kāi)平衡閥a使差壓變送器正、負(fù)壓室連通，再 打開(kāi)切斷閥b和閥c,待差壓變送器正負(fù)壓室平衡后（即流量顯示為0時(shí)），關(guān)閉平衡閥a,開(kāi)始流量測(cè)量。由小到大逐漸緩慢調(diào)

6、節(jié)閥 2的開(kāi)度，記錄孔板輸出的差壓、電流表顯示的電流、流量積算儀顯示的流量等對(duì)應(yīng)值，并填入表中（在全量程范圍記錄10組數(shù)據(jù)）。同時(shí)圖3-5孔板、差壓變送器與流量積算儀接線圖觀察孔板、差壓變送器、智能流量積算儀的運(yùn)行情況，掌握其工作原理及使用方法。差壓變 送器停用時(shí)，先打開(kāi)平衡閥，后關(guān)閉切斷閥。測(cè)量完畢，關(guān)閉水泵 1,關(guān)閉流量積算儀電源。（差壓變送器的量程為 25Kpa）五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1在沒(méi)有了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能、特點(diǎn)及當(dāng)前所處狀態(tài)前不要接通總電源。2在測(cè)量過(guò)程中，引壓管中不能有汽泡，否則會(huì)引起測(cè)量誤差。六.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理壓力表t數(shù)（MPa）0.1600.1600.1600.1600.

7、160轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)（L/h）547088116132（二）用渦輪流量變送器測(cè)量流量壓力表t數(shù)（MPa）0.1600.1550.1540.1520.148流量（L/h）3026948349841270（三）用孔板及差壓變送器測(cè)量流量差壓 AP (KPa)io10.511.7512.7514.7515.7516.7517.2518.2519.5電流I(mA)10.611.111.612.313.714.314.815.215.916.6油Q(L/h)963100010401080116012001233126012901330Q/a0.3220.3320.3640.3880.4330.4550.

8、4700.4860.5080.535七.思考題1通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明孔板前后差壓與孔板中流量之間的關(guān)系答：流體在孔板中流過(guò)時(shí)，在孔板兩端產(chǎn)生壓力差，根據(jù)流量基本方程式，體積流量為:式中：流量系數(shù)，eT彭脹校正系數(shù)，F(xiàn)o節(jié)流裝置的開(kāi)孔截面積，內(nèi)一節(jié)流裝置前的流體密度，Ap多流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差?？梢钥闯?，理論上流量 Q與壓力差A(yù) p的平方根成正比。由表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中Q/三的值維持在0.3到0.55之間，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)基本保持不變，因此可認(rèn)為流量Q與壓力差A(yù)p的平方根成正比2簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、孔板等測(cè)量流量的優(yōu)缺點(diǎn)。（1）轉(zhuǎn)子流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)子流量計(jì)使用于小管徑和低流速；轉(zhuǎn)子流量計(jì)

9、可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的轉(zhuǎn)子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500,雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)， 亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)；大部分轉(zhuǎn)子流量計(jì)對(duì)上游直管段要求不高；轉(zhuǎn)子流量計(jì)有較寬的流量范圍度，一般為 10: 1,最低為5: 1,最高為25: 1。流量檢測(cè)元件的輸出接近于線性；壓力損失較低。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的缺點(diǎn)： 使用流體和出廠標(biāo)定流體不同時(shí)，要作流量示值修正； 大部分 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子流量計(jì)只能用于自下向上垂直流的管道安裝；轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)用局限于中小管徑，普通全流型轉(zhuǎn)子流量計(jì)不能用于大管徑。（ 2 ）渦輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表，它具有精度高，重復(fù)性好，元零點(diǎn)漂移，抗干

10、擾能力好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，耐高壓，測(cè)量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，用于封閉管道中測(cè)量低粘度氣體的體積流量和總量。渦輪流量計(jì)的缺點(diǎn)：不能長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，流體物性對(duì)流量特性有較大影響。（3）孔板流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量計(jì)中亦是唯一的；：結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；應(yīng)用范圍廣，包括全部單相流體（液、氣、蒸汽卜部分混相流，一般生產(chǎn)過(guò)程的管徑、 工作狀態(tài)（溫度、壓力 ）皆有產(chǎn)品； :檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠家生產(chǎn)，便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)?？装辶髁坑?jì)的缺點(diǎn)：測(cè)量的重復(fù)性、精確度在流量計(jì)中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，精確度難于提高；范圍度窄，