化工儀表及自動(dòng)化(第三章流量檢測(cè))

1、化工儀表及自動(dòng)化 第三章 流量檢測(cè) 第一節(jié) ：差壓式流量計(jì) 是基于流體流動(dòng)的是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的?，F(xiàn)流量測(cè)量的。 通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置通常是由能將被測(cè)流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量值顯示出來(lái)的差壓計(jì)以和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量值顯示出來(lái)的差壓計(jì)以及顯示儀表所組成。及顯示儀表所組成。 一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的

2、靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱(chēng)置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱(chēng)為為節(jié)流現(xiàn)象節(jié)流現(xiàn)象。流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。pFMpFQ101022 國(guó)內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、國(guó)內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板孔板、噴嘴噴嘴、文丘里管文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱(chēng)為等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。 采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)都有統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、要求和計(jì)算所需要的通用化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、要求和計(jì)算所需要的通用化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料。

3、資料。 在加工制造和安裝方面在加工制造和安裝方面, ,以孔板為最簡(jiǎn)單以孔板為最簡(jiǎn)單, ,噴嘴次之噴嘴次之, ,文丘里管最復(fù)雜。造價(jià)高低也與此相對(duì)應(yīng)。實(shí)際上文丘里管最復(fù)雜。造價(jià)高低也與此相對(duì)應(yīng)。實(shí)際上, ,在一在一般場(chǎng)合下般場(chǎng)合下, ,以采用孔板為最多。以采用孔板為最多。 當(dāng)要求壓力損失較小時(shí)當(dāng)要求壓力損失較小時(shí), ,可采用噴嘴、文丘里管等可采用噴嘴、文丘里管等。 在加工制造和安裝方面在加工制造和安裝方面, ,以孔板為最簡(jiǎn)單以孔板為最簡(jiǎn)單, ,噴嘴次之噴嘴次之, ,文文丘里管最復(fù)雜。造價(jià)高低也與此相對(duì)應(yīng)。實(shí)際上丘里管最復(fù)雜。造價(jià)高低也與此相對(duì)應(yīng)。實(shí)際上, ,在一般場(chǎng)在一般場(chǎng)合下合下, ,以采用孔

4、板為最多。以采用孔板為最多。 當(dāng)要求壓力損失較小時(shí)當(dāng)要求壓力損失較小時(shí), ,可采用噴嘴、文丘里管等可采用噴嘴、文丘里管等。在測(cè)量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的在測(cè)量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的介質(zhì)流量時(shí)介質(zhì)流量時(shí), ,采用噴嘴較采用孔板為好。采用噴嘴較采用孔板為好。在流量值與壓差值都相同的條件下在流量值與壓差值都相同的條件下, ,使用噴嘴有較高的使用噴嘴有較高的測(cè)量精度測(cè)量精度, ,而且所需的直管長(zhǎng)度也較短。而且所需的直管長(zhǎng)度也較短。如被測(cè)介質(zhì)是高溫、高壓的如被測(cè)介質(zhì)是高溫、高壓的, ,則可選用孔板和噴嘴。文則可選用孔板和噴嘴。文丘里管只適用于低壓的流體介質(zhì)。丘里管只適用

5、于低壓的流體介質(zhì)。 必須保證節(jié)流裝置的開(kāi)孔和管道的軸線(xiàn)同心必須保證節(jié)流裝置的開(kāi)孔和管道的軸線(xiàn)同心, ,并使并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線(xiàn)垂直。節(jié)流裝置端面與管道的軸線(xiàn)垂直。 在節(jié)流裝置前后長(zhǎng)度為兩倍于管徑在節(jié)流裝置前后長(zhǎng)度為兩倍于管徑(2D)(2D)的一段管道的一段管道內(nèi)壁上內(nèi)壁上, ,不應(yīng)有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。不應(yīng)有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。 任何局部阻力任何局部阻力 ( (如彎管、三通管、閘閥等如彎管、三通管、閘閥等) )均會(huì)引均會(huì)引起流速在截面上重新分布起流速在截面上重新分布, ,引起流量系數(shù)變化。所以引起流量系數(shù)變化。所以在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長(zhǎng)度的直管。在節(jié)流裝

6、置的上、下游必須配置一定長(zhǎng)度的直管。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 ( (孔板、噴嘴孔板、噴嘴) ,) ,一般都用于直徑一般都用于直徑D50mmD50mm的管道中。的管道中。 被測(cè)介質(zhì)應(yīng)充滿(mǎn)全部管道并且連續(xù)流動(dòng)。被測(cè)介質(zhì)應(yīng)充滿(mǎn)全部管道并且連續(xù)流動(dòng)。 管道內(nèi)的流束管道內(nèi)的流束 ( (流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)) )應(yīng)該是穩(wěn)定的。應(yīng)該是穩(wěn)定的。 被測(cè)介質(zhì)在通過(guò)節(jié)流裝置時(shí)應(yīng)不發(fā)生相變。被測(cè)介質(zhì)在通過(guò)節(jié)流裝置時(shí)應(yīng)不發(fā)生相變。 三、差壓變送器 在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測(cè)量誤差，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測(cè)量誤差，有的甚至高達(dá)有的甚至高達(dá)10102020。 被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。被測(cè)流體工作狀態(tài)的變

7、動(dòng)。 節(jié)流裝置安裝不正確。節(jié)流裝置安裝不正確。 孔板入口邊緣的磨損?？装迦肟谶吘壍哪p。 導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象 差壓計(jì)安裝或使用不正確差壓計(jì)安裝或使用不正確第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)一、工作原理 轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，適合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。 LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由流量變送及電動(dòng)顯示兩部分組成。 第三節(jié) 漩渦流量計(jì) 精度高、測(cè)量范圍寬、沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。 滿(mǎn)足hL0.281時(shí)，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的

8、。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為dvSff圖3-13 圓柱檢出器原理圖1空腔；2圓柱棒；3導(dǎo)壓孔；4鉑電阻絲；5隔墻漩渦頻率的檢測(cè)方法：熱學(xué)法、電容法、壓差法 第四節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)所流過(guò)的介質(zhì)的質(zhì)量,即質(zhì)量流量M質(zhì)量流量計(jì)的最后輸出信號(hào)只與介質(zhì)的質(zhì)量流量M成比例,這就能從根本上提高流量測(cè)量的精度,省去了煩瑣的換算和修正。 vAM第四節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)一、直接式質(zhì)量流量計(jì) 直接式質(zhì)量計(jì)的形式很多有：差壓式、角動(dòng)量式、雙渦輪式、陀螺式等二、補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì) 1.流速-密度補(bǔ)償法2.壓差-密度法 3.壓差-流速補(bǔ)償法第五節(jié) 其他流量計(jì)一、靶式流量計(jì)便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測(cè)。二、橢圓齒輪流量計(jì)圖3-19 橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量04nVQ 1、適用于高黏度介質(zhì)的流量測(cè)量。2、測(cè)量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。3、 橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過(guò)濾器。4、 橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定范圍。5、橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。 三、渦輪流量計(jì)圖3-20 渦輪流量計(jì)1渦輪；2導(dǎo)流器；3磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4外殼；5前置放大器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、安裝方便。2、測(cè)量精度高，可耐高壓。3、 反應(yīng)快，可測(cè)脈動(dòng)流量。4、輸出信號(hào)為電頻率信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳，不受干擾。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、一般應(yīng)加過(guò)濾器。2、安裝時(shí)，前后