化工儀表及自動化(第三章流量檢測)

1、化工儀表及自動化 第三章 流量檢測 第一節(jié) ：差壓式流量計 是基于流體流動的是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。現(xiàn)流量測量的。 通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應的流量值顯示出來的差壓計以和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應的流量值顯示出來的差壓計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時，在節(jié)流裝流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，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)象稱置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為為節(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系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導而得的。 要知道流量與壓差的確切關系，關鍵在于的取值。pFMpFQ101022 國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、國內(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準化，并稱為等標準化，并稱為“標準節(jié)流裝置標準節(jié)流裝置”。 采用標準節(jié)流裝置進行設計計算時都有統(tǒng)一采用標準節(jié)流裝置進行設計計算時都有統(tǒng)一標準的規(guī)定、要求和計算所需要的通用化實驗數(shù)據(jù)標準的規(guī)定、要求和計算所需要的通用化實驗數(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, ,以孔板為最簡單以孔板為最簡單, ,噴嘴次之噴嘴次之, ,文丘里管最復雜。造價高低也與此相對應。實際上文丘里管最復雜。造價高低也與此相對應。實際上, ,在一在一般場合下般場合下, ,以采用孔板為最多。以采用孔板為最多。 當要求壓力損失較小時當要求壓力損失較小時, ,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, ,以孔板為最簡單以孔板為最簡單, ,噴嘴次之噴嘴次之, ,文文丘里管最復雜。造價高低也與此相對應。實際上丘里管最復雜。造價高低也與此相對應。實際上, ,在一般場在一般場合下合下, ,以采用孔

4、板為最多。以采用孔板為最多。 當要求壓力損失較小時當要求壓力損失較小時, ,可采用噴嘴、文丘里管等可采用噴嘴、文丘里管等。在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的介質(zhì)流量時介質(zhì)流量時, ,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量精度測量精度, ,而且所需的直管長度也較短。而且所需的直管長度也較短。如被測介質(zhì)是高溫、高壓的如被測介質(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)流裝置的開孔和管道的軸線同心必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心, ,并使并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。 在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管徑在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管徑(2D)(2D)的一段管道的一段管道內(nèi)壁上內(nèi)壁上, ,不應有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。不應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) )均會引均會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度的直管。在節(jié)流裝

6、置的上、下游必須配置一定長度的直管。 標準節(jié)流裝置標準節(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。 被測介質(zhì)應充滿全部管道并且連續(xù)流動。被測介質(zhì)應充滿全部管道并且連續(xù)流動。 管道內(nèi)的流束管道內(nèi)的流束 ( (流動狀態(tài)流動狀態(tài)) )應該是穩(wěn)定的。應該是穩(wěn)定的。 被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應不發(fā)生相變。被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應不發(fā)生相變。 三、差壓變送器 在現(xiàn)場實際應用時，往往具有比較大的測量誤差，在現(xiàn)場實際應用時，往往具有比較大的測量誤差，有的甚至高達有的甚至高達10102020。 被測流體工作狀態(tài)的變動。被測流體工作狀態(tài)的變

7、動。 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。 導壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象導壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象 差壓計安裝或使用不正確差壓計安裝或使用不正確第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計一、工作原理 轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號，適合于遠傳，進行顯示或記錄。 LZD系列電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成。 第三節(jié) 漩渦流量計 精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。 滿足hL0.281時，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導壓孔；4鉑電阻絲；5隔墻漩渦頻率的檢測方法：熱學法、電容法、壓差法 第四節(jié) 質(zhì)量流量計直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量,即質(zhì)量流量M質(zhì)量流量計的最后輸出信號只與介質(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)量流量計一、直接式質(zhì)量流量計 直接式質(zhì)量計的形式很多有：差壓式、角動量式、雙渦輪式、陀螺式等二、補償式質(zhì)量流量計 1.流速-密度補償法2.壓差-密度法 3.壓差-流速補償法第五節(jié) 其他流量計一、靶式流量計便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。二、橢圓齒輪流量計圖3-19 橢圓齒輪流量計結構原理通過橢圓齒輪流量計的體積流量04nVQ 1、適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。2、測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。3、 橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。4、 橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。5、橢圓齒輪流量計的結構復雜，加工成本較高。 三、渦輪流量計圖3-20 渦輪流量計1渦輪；2導流器；3磁電感應轉(zhuǎn)換器；4外殼；5前置放大器優(yōu)點：優(yōu)點：1、安裝方便。2、測量精度高，可耐高壓。3、 反應快，可測脈動流量。4、輸出信號為電頻率信號，便于遠傳，不受干擾。 缺點：缺點： 1、一般應加過濾器。2、安裝時，前后