測(cè) 控 基 礎(chǔ)(4)流量及井下流量計(jì)new

一、概述（一）

流量的定義和單位流量：指流經(jīng)管道（或設(shè)備）某一截面的流體數(shù)量。隨著工藝要求不同，它的測(cè)量又可分為瞬時(shí)流量和累積流量的測(cè)量。瞬時(shí)流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。它可以分別用體積流量和質(zhì)量流量來(lái)表示。體積流量:

單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一有效截面的的流體體積，可用Q表示為：Q＝VA式中：V—某一有效截面處的平均流速；

A—

流體通過(guò)的有效截面積。常用的單位為：立方米每小時(shí)（m3／h），

升每小時(shí)（l／h）等第四章

流量測(cè)量質(zhì)量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的的流體質(zhì)量。常用M表示，若流體的密度是ρ，則體積流量與質(zhì)量流量之間的關(guān)系是：

M＝Qρ＝VAρ

式中：M—質(zhì)量流量；

V、A同前式。常用的單位為：噸每小時(shí)（t／h），千克每小時(shí)（kg／h）等。

流量測(cè)量（續(xù)）（二）

流量測(cè)量?jī)x表的分類流量測(cè)量的方法很多，其測(cè)量原理和所采用的儀表結(jié)構(gòu)形式各不相同。目前有許多種流量測(cè)量的分類方法，我們僅按其中一種分類方法簡(jiǎn)介如下：

（1）速度式流量計(jì)主要是以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流動(dòng)速度作為測(cè)量依據(jù)的測(cè)量?jī)x表。例如：差壓式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等。

（2）容積式流量計(jì)主要利用流體在單位時(shí)間內(nèi)連續(xù)通過(guò)固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)的測(cè)量?jī)x表。例如：橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪（羅茨）流量計(jì)、刮板流量計(jì)等。流量測(cè)量（續(xù)）二、體積流量計(jì)（一）電磁流量計(jì)原理與結(jié)構(gòu)

電磁流量計(jì)的基本原理是基于電磁感應(yīng)定律。導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中作垂直方向流動(dòng)而切割磁力線時(shí)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)被測(cè)介質(zhì)的流量經(jīng)檢測(cè)部分變換成感應(yīng)電勢(shì)，然后再由轉(zhuǎn)換部分將感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一直流信號(hào)進(jìn)行輸出，以便進(jìn)行指示、記錄或與電動(dòng)單元組合儀表配套使用。流量測(cè)量（續(xù)）電磁流量計(jì)的基本工作原理圖和外形結(jié)構(gòu)如下：

基本工作原理圖流量測(cè)量（續(xù)）感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則（發(fā)電機(jī)原理）判斷。電磁流量計(jì)（續(xù)）大小由下式確定：

Ex＝CBDV

式中：Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V（伏）；

B—

磁感應(yīng)強(qiáng)度，T（特斯拉）

D—管道直徑，即流體垂直切割磁力線的長(zhǎng)度，m（米）

V—垂直于磁力線方向的液體流速，m/s（米每秒）

C—

單位換算系數(shù)。

由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器典型結(jié)構(gòu)示意如圖2，測(cè)量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。電磁流量計(jì)（續(xù)）感應(yīng)電勢(shì)大小由下式確定：式中：Ex—感應(yīng)電勢(shì)，V（伏）；

B—

磁感應(yīng)強(qiáng)度，T（特斯拉）

D—管道直徑，即流體垂直切割磁力線的長(zhǎng)度，m（米）

V—垂直于磁力線方向的液體流速，m/s（米每秒）

C—

比例系數(shù)，即單位換算系數(shù)。體積流量Q（m3/s）與流速的關(guān)系為：

將此式代入式（1）得：式中：K—儀表常數(shù)=4CB/πD，取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度B,管道直徑D的大小。由上式可見(jiàn)感應(yīng)電勢(shì)的大小與體積流量之間具有線性關(guān)系，因而儀表具有均勻刻度。電磁流量計(jì)（續(xù)）Ex＝CBDV（1)外形結(jié)構(gòu)圖電磁流量計(jì)（續(xù)）

特點(diǎn)及使用電磁流量計(jì)的測(cè)量管內(nèi)光滑無(wú)阻，所以壓力損失極小。在采用防腐襯里的條件下，可以測(cè)量腐蝕性液體和含有固體顆粒及懸浮物等液體的流體流量。其輸出信號(hào)與流量之間的關(guān)系不受液體的物理性質(zhì)（如溫度、壓力、粘度、密度等）變化的影響；流動(dòng)狀態(tài)（如層流、紊流、脈動(dòng)流）對(duì)示值影響很小。流量計(jì)口徑從幾毫米至1米以上，精度可達(dá)0.5級(jí)。電磁流量計(jì)（續(xù)）

特點(diǎn)及使用電磁流量計(jì)要求被測(cè)液體的電導(dǎo)率不小于5×10－6S/cm，因而不能測(cè)量氣體\蒸氣以及石油制品等電導(dǎo)率很小的液體流量。由于感應(yīng)電勢(shì)的數(shù)值很小，所以要引入高放大倍數(shù)的放大器，由此而造成測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，并且很容易受外界電磁場(chǎng)干擾的影響，在使用不當(dāng)時(shí)會(huì)較大地影響儀表的精度。要根據(jù)被測(cè)液體的種類、性能、壓力、溫度和腐蝕性等選擇適宜的電極和內(nèi)襯。電磁流量計(jì)（續(xù)）近年來(lái)，電磁流量計(jì)已由四線制朝著二線制智能化的方向發(fā)展。采用微處理機(jī)進(jìn)行信號(hào)噪聲處理，提高了信噪比，降低了功耗，精度可達(dá)0.5級(jí)。電磁流量計(jì)（續(xù)）（二）差壓式流量計(jì)

1、節(jié)流原理分析

差壓式流量計(jì)是測(cè)量流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的靜壓差來(lái)顯示流量大小的一種流量計(jì)。它由節(jié)流裝置（包括節(jié)流件和取壓裝置）、引壓管路和三閥組與差壓計(jì)三部分組成，如圖所示。差壓式流量計(jì)發(fā)展較早，成為工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的管流流量計(jì)。差壓式流量計(jì)的組成體積流量計(jì)（續(xù)）

節(jié)流裝置：

節(jié)流裝置是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝置的總稱。嚴(yán)格地說(shuō)，只要在管道中安置一個(gè)具有任意形狀開(kāi)孔截面的阻流體，均可產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，并且在阻流體兩側(cè)會(huì)有相應(yīng)的流量與差壓的關(guān)系。但是，這些關(guān)系并不一定都能滿足流量測(cè)量的要求，只有差壓與流量之間存在比較穩(wěn)定的關(guān)系，且重復(fù)性又較好的節(jié)流元件才有實(shí)用價(jià)值，常用的節(jié)流元件有同心圓孔板、噴嘴、文丘利管等。以節(jié)流裝置中典型又簡(jiǎn)單實(shí)用的同心圓孔板為例來(lái)說(shuō)明節(jié)流裝置的節(jié)流原理。差壓式流量計(jì)（續(xù)）流體在管道截面1以前，以一定的流速V1流動(dòng)，管內(nèi)靜壓力為P’1,在接近節(jié)流裝置時(shí)，由于遇到節(jié)流元件孔板的阻擋，使靠近管壁處的流體受到阻擋作用最大，因而使一部分動(dòng)壓能轉(zhuǎn)換成靜壓能，則孔板入口端面靠近管壁處的流體靜壓力由P’1升高至P1，并且大于管中心處的壓力，從而在孔板入口端面處產(chǎn)生徑向壓差差壓式流量計(jì)（續(xù)）這一徑向壓差將使流體產(chǎn)生徑向附加速度，使得靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向與管道中心連線相傾斜，形成了流束的收縮運(yùn)動(dòng)。此時(shí)管中心速度加快，靜壓力減小.差壓式流量計(jì)（續(xù)）流線分布：在1-1和3-3范圍外流線均勻,在截面2-2處收縮至最小，流速最大。P1>p1’介質(zhì)遇到阻礙擁堵所致P2’<p2因?yàn)閼T性作用，離開(kāi)孔板后繼續(xù)收縮形成高速低靜壓孔板前后流通截面的突然縮小或擴(kuò)大，使流體流經(jīng)孔板時(shí)還要克服摩擦力，靜壓力不能恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值，P3’<p1’

，其差值即為節(jié)流裝置引起的壓力損失δp

差壓式流量計(jì)（續(xù)）節(jié)流件入口處的靜壓力大于出口處的靜壓力，則在節(jié)流件前后產(chǎn)生了靜壓差。節(jié)流件前后靜壓差的大小與流量有關(guān)。流量越大，流束的局部收縮和動(dòng)壓能與靜壓能的轉(zhuǎn)換也越顯著，則產(chǎn)生的壓差也越大。我們只要測(cè)得節(jié)流件前后的壓差大小，即可得到相應(yīng)流量的大小，這就是節(jié)流裝置測(cè)量流量的基本原理。實(shí)際測(cè)量時(shí)，要準(zhǔn)確地測(cè)量管中心截面1和截面2處的壓力P’1是有困難的，因?yàn)镻’2的位置將隨流量（即流速）的不同而變動(dòng)，事先無(wú)法確定。因此是在節(jié)流件前后的管壁上選擇兩個(gè)固定取壓位置P1、P2，來(lái)測(cè)量節(jié)流件前后的壓差，即ΔP＝P1－P2，而不采用ΔP＝P1’－P2’。

差壓式流量計(jì)（續(xù)）

2．流量基本方程式流量基本方程式是闡明流量與壓差之間的定量關(guān)系式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努力方程和流動(dòng)連續(xù)性方程推導(dǎo)得來(lái)的，即

式中：α—流量系數(shù)；

ε—膨脹校正系數(shù)，它與節(jié)流件孔徑與管徑的直徑比、節(jié)流裝置前后壓差及等熵指數(shù)等有關(guān)。不可壓縮流體ε＝1，可壓縮流體ε＜1；

A0—節(jié)流件的開(kāi)孔截面積，即A0＝(π×d2)/4（d為節(jié)流件孔徑）；

ΔP—節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差；

ρ1—節(jié)流裝置前的流體密度。差壓式流量計(jì)（續(xù)）

由流量公式可見(jiàn)，流量與差壓的平方根成正比。所以使用該流量計(jì)測(cè)量時(shí)，若不加平方器，流量標(biāo)尺刻度是非均勻的（稱方根刻度）。起始部分的刻度很密，因此采用差壓式流量計(jì)測(cè)量流量時(shí)，被測(cè)流量值不應(yīng)接近于儀表的下限值，否則將會(huì)加大誤差。一般流量計(jì)均應(yīng)工作在流量標(biāo)尺刻度（即測(cè)量范圍）的30%以上。例題：

差壓式流量計(jì)（續(xù)）

1．

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件常用的節(jié)流裝置如孔板、噴嘴、文丘里管等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。即它們的結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)條件都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)大量的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)而有統(tǒng)一的圖表，需要時(shí)可查閱有關(guān)的手冊(cè)或資料。按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置，不必經(jīng)過(guò)單獨(dú)標(biāo)定即可投入使用。工業(yè)上最常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是孔板，其次是噴嘴，文丘里管使用較少。差壓式流量計(jì)（續(xù)）（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板

它是一塊具有圓形開(kāi)孔并與管道同心的圓片狀平板。見(jiàn)圖（a），迎流方向的一側(cè)是一個(gè)具有銳利直角入口邊緣的圓柱部分，順著流向的是一段擴(kuò)大的圓錐體。通?？装搴穸菶≤0.1D（D為管道直徑）.孔板對(duì)流體造成的壓力損失較大，而且一般適用于潔凈流體的測(cè)量。

差壓式流量計(jì)（續(xù)）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件差壓式流量計(jì)（續(xù)）(2)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴它是由圓弧收縮部分和圓筒型喉部所組成。見(jiàn)圖（b）。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的測(cè)量精度較孔板要高，壓力損失略小于孔板。對(duì)帶有污垢的流體介質(zhì)測(cè)量較為適宜。3、取壓方式由前圖可知，取壓位置不同，在同一節(jié)流件、同一流量下得到的差壓大小是不同的，故流量與差壓之間的關(guān)系也將隨之變化，孔板前后的差壓P1－P2是計(jì)算流量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，取壓方法很重要。下面介紹二種取壓方式。差壓式流量計(jì)（續(xù)）（1）

法蘭取壓

在距節(jié)流件前后端面各1英寸（25.4mm）的位置上鉆孔取壓。如圖所示，一般要求在法蘭上鉆孔取壓，上、下游取壓孔直徑相同，應(yīng)滿足b≤0.08D，一般為6～12mm。取壓孔軸線分別與孔板前后端面之間的距離為S＝S‘＝25.4±0.8mm，且應(yīng)與管道中心線垂直。此種取壓方式僅適用于孔板.例美國(guó)采用法蘭取壓.差壓式流量計(jì)（續(xù)）（2）角接取壓

歐洲、德國(guó)等規(guī)定在孔板前后邊緣處取壓，即緊貼節(jié)流件上、下游兩側(cè)端面取壓，稱為角接取壓。適用于孔板和噴嘴兩種節(jié)流裝置。分為環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓兩種方法。

差壓式流量計(jì)（續(xù)）環(huán)室取壓：它是在緊貼節(jié)流件上、下游兩側(cè)端面有一道環(huán)形縫隙，流體產(chǎn)生的靜壓經(jīng)縫隙進(jìn)入一個(gè)環(huán)形空間（即環(huán)室），起到一個(gè)勻衡管內(nèi)各個(gè)方向靜壓的作用，然后從該空間的引壓孔取出壓力進(jìn)行測(cè)量。如圖上半部分所示。這種方法取壓均勻，測(cè)量誤差小，對(duì)直管段長(zhǎng)度要求較短，但加工和安裝復(fù)雜，一般用于400mm以下管徑的流量測(cè)量。前后環(huán)室的厚度分別為S和S‘，它們應(yīng)滿足S≤0.2D和S‘≤0.5D，前后環(huán)室開(kāi)孔直徑Df應(yīng)相等，并等于管道內(nèi)徑即：Df＝D差壓式流量計(jì)（續(xù)）環(huán)室角接取壓裝置結(jié)構(gòu)差壓式流量計(jì)（續(xù)）單獨(dú)鉆孔:

它是在緊靠節(jié)流件兩側(cè)的兩個(gè)夾緊環(huán)（或法蘭）上鉆孔，直接取出壓力進(jìn)行測(cè)量。如圖下半部分所示，取壓孔軸線應(yīng)盡可能與管道軸線垂直，與節(jié)流件上、下游端面形成的夾角允許小于或等于3°。一般鉆孔的孔徑在4～10mm之間。這種方法常適用于管徑大于200mm的流量測(cè)量。主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎可測(cè)量各種工作狀態(tài)下的單相流體流量。適用于50～1000mm管徑的流體測(cè)量，精度可達(dá)1.0級(jí)。

不足之處是壓力損失較大；刻度為非線性；某些情況下使用維護(hù)工作量較大。差壓式流量計(jì)是按照給定的操作條件設(shè)計(jì)計(jì)算、加工安裝而成的。如果實(shí)際使用時(shí)被測(cè)流體的工作狀態(tài)（溫度、壓力、成分等）與設(shè)計(jì)計(jì)算條件不同，則會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。此時(shí)如果條件變化較大，則必須按新的工藝條件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；如果變化較小可根據(jù)流量基本公式加以必要的（主要是密度）修正。差壓式流量計(jì)（續(xù)）

（三）

渦街流量計(jì)

旋渦是自然界里的一種物理現(xiàn)象，渦街流量計(jì)也稱旋渦流量計(jì)，是七十年代以來(lái)發(fā)展起來(lái)的基于流體振蕩原理工作的一種流量計(jì)。

1．

原理與結(jié)構(gòu)在流體中垂直于流向插入一根柱狀物體（如圓柱或三角柱等），迫使流體流過(guò)柱狀物之后形成兩列平行狀有規(guī)則左右交替出現(xiàn)的、方向相反的卡門渦街旋渦，這兩排平行的渦列稱為卡曼（Karman)渦街，柱狀物體稱為旋渦發(fā)生體，可以根據(jù)旋渦出現(xiàn)的頻率測(cè)定流量。如圖所示。體積流量計(jì)（續(xù)）（a）圓柱體；（b）等邊三角形柱體渦街流量計(jì)（續(xù)）實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)渦列間隔h與旋渦之間的距離l滿足下列關(guān)系:

時(shí)，卡門渦街才是穩(wěn)定的周期性現(xiàn)象，所產(chǎn)生的單側(cè)旋渦頻率f和流體速度之間存在如下關(guān)系：

式中：V—旋渦發(fā)生體兩側(cè)的流速，m/s（米每秒）；

d—旋渦發(fā)生體的迎流面最大寬度，m（米）；

St—斯特羅哈而數(shù)（無(wú)量綱。當(dāng)旋渦發(fā)生體幾何形狀確定時(shí)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)為常數(shù)）。流體的平均流速V與卡門渦街的產(chǎn)生頻率f成正比，測(cè)得f可求得V，由V可求得被測(cè)體積流量。渦街流量計(jì)（續(xù)）

2．旋渦頻率的檢測(cè)流體的平均流速V與卡門渦街的產(chǎn)生頻率f成正比，測(cè)得f可求得V。

利用旋渦的局部壓力、流速等的變化作用于敏感元件，產(chǎn)生周期性電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大整形，得到方波脈沖。渦街流量計(jì)由檢測(cè)器、放大器和轉(zhuǎn)換器組成，它可直接以數(shù)字量輸出，也可通過(guò)D/A數(shù)字與模擬量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)的模擬量輸出。旋渦頻率信號(hào)／的檢測(cè)方法很多，介紹前一種利用旋渦發(fā)生時(shí)，發(fā)熱體散熱條件變化引起變化來(lái)檢出。

渦街流量計(jì)（續(xù)）

采用圓柱檢測(cè)器，如圖所示，在其兩側(cè)會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦，在其檢測(cè)器徑側(cè)開(kāi)出并列的若干個(gè)導(dǎo)壓孔5，導(dǎo)壓孔與檢測(cè)器內(nèi)的空腔6相通，空腔由隔墻3分成兩室，在隔墻中央部分有一小孔，在小孔中裝有被加熱的鉑電阻4。渦街流量計(jì)（續(xù)）

當(dāng)圓柱檢測(cè)器二側(cè)旋渦形成時(shí)，由于產(chǎn)生旋渦一側(cè)的靜壓大于不產(chǎn)生旋渦一側(cè)的靜壓，兩者之間形成壓力差，引起檢測(cè)器空腔內(nèi)流體移動(dòng)，從而交替地對(duì)熱電阻產(chǎn)生冷卻作用，且改變其阻值，由測(cè)量給出電信號(hào)送至放大器．則檢測(cè)器除形成旋渦之外，還同時(shí)將旋渦產(chǎn)生的頻率轉(zhuǎn)變?yōu)闊犭娮柚档淖兓⑶译娮柚档淖兓c旋渦的頻率相對(duì)應(yīng)．渦街流量計(jì)（續(xù)）如果采用三角柱檢測(cè)器，如上圖所示，它可以得到更穩(wěn)定更強(qiáng)烈的旋渦．在三角柱迎流面中間對(duì)稱地嵌入兩只熱敏電阻2，組成橋路的兩臂，并以恒定電流源提供微弱的電對(duì)其進(jìn)行加熱，使其溫度在流體靜止的情況下比被測(cè)流體高10oc左右．當(dāng)三角柱檢測(cè)器兩側(cè)交替發(fā)生旋渦時(shí)，在產(chǎn)生旋渦一側(cè)的熱敏電阻處，由于環(huán)流的作用而使流速減小，導(dǎo)致熱敏電阻的溫度升高，阻值減小，測(cè)電橋失去平衡并有電壓輸出．渦街流量計(jì)（續(xù)）三角柱旋渦流量計(jì)原理方框圖如下，以這兩個(gè)熱敏電阻為電橋的相鄰橋臂，測(cè)電橋的對(duì)角線上就會(huì)輸出一系列與旋渦發(fā)生頻率相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖，經(jīng)放大、整形后得到與流量相應(yīng)的脈沖數(shù)字輸出，或用“脈沖-電壓”轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，供指示和累計(jì)用．渦街流量計(jì)（續(xù)）

3．

特點(diǎn)及使用渦街流量計(jì)可以測(cè)量氣體流量，也可以測(cè)量液體流量。輸出的頻率信號(hào)與被測(cè)流體的流量呈線性關(guān)系，且不受被測(cè)流體性質(zhì)變化的影響；測(cè)量精確度高，約為0.5%～1%；，量程比寬，一般為30∶1～100∶1。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、維護(hù)方便。渦街流量計(jì)特別適合測(cè)量大口徑、大流量的氣體測(cè)量，也適合高壓氣體的測(cè)量。渦街流量計(jì)（續(xù)）3．

特點(diǎn)及使用由于是速度式測(cè)量方法，管道內(nèi)流速分布對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性有較大影響，因此旋渦發(fā)生體前面至少要有15D長(zhǎng)，后面要有5D長(zhǎng)的直管段。對(duì)于大口徑管道，要求的直管段更長(zhǎng)，一般前面要有30D，后面為10D。

流量計(jì)允許安裝在水平或垂直管道上使用，但必須保證管道為滿管流動(dòng)。垂直安裝時(shí)流量計(jì)應(yīng)選在自下而上流動(dòng)的管道上安裝。由于流量計(jì)是以流體振動(dòng)原理工作的，因此安裝地點(diǎn)應(yīng)特別注意避免機(jī)械振動(dòng)。渦街流量計(jì)（續(xù)）

4、LUCB型插入式渦街流量傳感器

渦街測(cè)量頭（即小口徑渦街流量傳感器）是利用“卡門渦街”原理研制而成。在渦街測(cè)量頭表體中，垂直的插入一根三角柱即旋渦發(fā)生體，當(dāng)表體中有介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則在三角柱的兩側(cè)交替的產(chǎn)生方向相反、有規(guī)則的卡門渦街，其旋渦的信號(hào)頻率是由壓電元件制成檢測(cè)頭，檢測(cè)出的旋渦的分離頻率與介質(zhì)的流動(dòng)速度成正比。渦街流量計(jì)（續(xù)）渦街流量計(jì)（續(xù)）

LUCB型插入式渦街流量傳感器技術(shù)參數(shù)：

1、公稱口徑Ф200-Ф2000（mm）

2、適用介質(zhì)：氣體

液體蒸汽

3、可測(cè)介質(zhì)溫度：-20℃-150℃；-20℃-250℃4、公稱壓力：1.6MPa；2.5MPa5、精度等級(jí)2.5級(jí)，1級(jí)

6、測(cè)量范圍液體：常溫水：Vmin=0.4m/s,Vmax=5.2m/s;

氣體（溫度20℃壓力0.1MPa空氣）：min=5.5m/s,Vmax=55m/s7、輸出信號(hào)：電壓脈沖：低電平≤1V,高電平≥6V，脈沖寬度0.4ms；

4-20mA電流信號(hào):

8、供電電源：電壓脈沖輸出時(shí)：+12VDC或+24VDC

4-20mA輸出時(shí)：+19VDC-+30VDC

流量測(cè)量（續(xù)）三、容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)是一種使用很早的流量測(cè)量?jī)x表，可用來(lái)測(cè)量各種液體和氣體的體積流量。它是利用某種標(biāo)準(zhǔn)容器的固定容積對(duì)被測(cè)流體進(jìn)行連續(xù)計(jì)量并進(jìn)行積算的。由于這種類型的流量計(jì)測(cè)量的精確度與流體的密度無(wú)關(guān)，不受流動(dòng)狀態(tài)的影響，因此長(zhǎng)期以來(lái)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的流量測(cè)量并作為流量計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)儀表。容積式流量計(jì)具有以下特點(diǎn)：測(cè)量精確度高，可達(dá)±0.1%～±0.5%；不要求前后直管段長(zhǎng)度，特別適合高粘度介質(zhì)測(cè)量。但要求被測(cè)流體潔凈，否則在流量計(jì)前后應(yīng)加裝過(guò)濾器，這樣將造成較大壓損；容積式流量計(jì)在油田各級(jí)計(jì)量站、油庫(kù)、轉(zhuǎn)油站等處得到廣泛的應(yīng)用。

（一）

橢圓齒輪流量計(jì)

1．

工作原理橢圓齒輪流量計(jì)的工作原理如下圖所示。它的測(cè)量部分是由一對(duì)裝在軸上互相嚙合且旋轉(zhuǎn)的橢圓齒輪及殼體組成。橢圓齒輪與殼體之間形成半月形體積（綠色部分）叫測(cè)量室。容積式流量計(jì)當(dāng)流體流過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)時(shí)，由于要克服阻力將會(huì)引起壓力損失，從而使入口側(cè)壓力P1大于出口側(cè)壓力P2，在此壓力差的作用下，將對(duì)橢圓齒輪產(chǎn)生作用力矩。在圖（a）所示位置時(shí)，由于P1＞P2，在P1和P2的作用下所產(chǎn)生的合力矩使A輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)A是主動(dòng)輪，B為從動(dòng)輪。當(dāng)轉(zhuǎn)至圖（b）所示的中間位置時(shí)，根據(jù)作用力的分析可知，此時(shí)A輪與B輪均為主動(dòng)輪，當(dāng)繼續(xù)轉(zhuǎn)至圖（c）所示位置時(shí)，P1和P2作用在A輪上的合力矩為零，作用在B輪上的合力矩使B輪作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，把已收入A輪一側(cè)的半月形容積的流體排至出口，并在B輪一側(cè)又收入半月形容積的流體，這時(shí)B為主動(dòng)輪，A為從動(dòng)輪，與圖（a）所示的情況剛好相反。如此往復(fù)循環(huán)，A輪和B輪互相交替地由一個(gè)帶動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，并把被測(cè)介質(zhì)以半月形容積為單位一次又一次地由進(jìn)口排至出口。橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）顯然，上圖所示僅僅表示了橢圓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周的情況，而其所排出的被測(cè)介質(zhì)則為一個(gè)半月形容積。所以，橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排出的被測(cè)介質(zhì)量為4個(gè)半月形容積。故通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量Q為：

Q＝4nV0

式中：n—橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度；

V0—半月形測(cè)量室容積；V0＝

a—

橢圓齒輪長(zhǎng)半軸；

b—橢圓齒輪短半軸；

H—橢圓齒輪軸向高度（厚度）；

R—容積式半徑。由上式可知，在橢圓齒輪流量計(jì)的半月形容積V0已定的條件下，只要測(cè)出橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速n，便可知道被測(cè)介質(zhì)流量。橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）

2、橢圓齒輪流量計(jì)的的顯示：橢圓齒輪流量計(jì)的流量信號(hào)（即轉(zhuǎn)速n）可以就地顯示和遠(yuǎn)傳。就地顯示是將橢圓齒輪流量計(jì)某個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一套減速齒輪傳動(dòng)系，傳遞給儀表指針及積算機(jī)構(gòu)，指示被測(cè)流體的體積流量和累積流量，遠(yuǎn)傳式可采用脈沖信號(hào)形式傳送。為了實(shí)現(xiàn)流量信號(hào)的遠(yuǎn)距離、集中顯示。可以在表頭上裝上干簧繼電器、光電轉(zhuǎn)換裝置等，將橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)的數(shù)量與頻率輸出。橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）橢圓齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器傳遞到傳動(dòng)齒輪系，在傳動(dòng)輪系后，插入一個(gè)測(cè)速孔盤。流量計(jì)每有一單位體積流體累積時(shí)，測(cè)速孔盤轉(zhuǎn)一周。橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）如圖所示孔盤上等距開(kāi)k有個(gè)孔眼。當(dāng)孔盤的孔眼轉(zhuǎn)到燈炮與光電管之間時(shí)，光電管導(dǎo)通，電路輸出高電平。而當(dāng)光電管與燈炮介于兩孔眼之間時(shí)，光線被擋住，光電管截止，電路輸出低電平。這樣光盤每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)孔就能輸出一個(gè)電脈沖信號(hào)。光盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電路輸出k個(gè)脈沖信號(hào)，表示累積一個(gè)單位體積的流體。所以脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)與流體總量成正比，脈沖信號(hào)的頻率與流體的瞬時(shí)流量成正比，即：f=nk（n是孔盤轉(zhuǎn)速）孔盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上磁鐵隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵靠近干簧繼電器時(shí)，干簧繼電器內(nèi)兩電極被磁化后吸合在一起，可以使遠(yuǎn)處二次儀表的電磁計(jì)數(shù)器動(dòng)作一次，以顯示累積流量，并帶動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)器的末位數(shù)字輪轉(zhuǎn)一字。磁鐵轉(zhuǎn)離時(shí)，兩電極又會(huì)在自身彈性力作用下分開(kāi)，因此，孔盤每轉(zhuǎn)一周，干簧繼電器開(kāi)、關(guān)一次，即有單位體積的流體流過(guò)。光電轉(zhuǎn)換裝置送來(lái)的脈沖信號(hào)主要來(lái)指示瞬時(shí)流量，將脈沖信號(hào)整形放大后即可得到正比于信號(hào)頻率的模擬電信號(hào)。

橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）（1）由于這種流量計(jì)是齒輪嚙合傳動(dòng)，通過(guò)的介質(zhì)必須潔凈，否則機(jī)械雜質(zhì)可能會(huì)損傷齒輪，影響測(cè)量精度，甚至可能使齒輪卡死，所以一般都應(yīng)與過(guò)濾器配套使用。（2）被測(cè)流量不能經(jīng)常接近測(cè)量上限，否則磨損加大，壽命縮短，一般Qch（正常流量）＝50%～80%Qmax（最大流量）。（3）當(dāng)被測(cè)介質(zhì)粘度太小或流量太大時(shí)，泄漏量突出，會(huì)降低精度。（4）安裝時(shí)應(yīng)使橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)軸呈水平位置（即表頭刻度盤應(yīng)與地面垂直），這樣可以減小齒輪和測(cè)量室底盤及蓋板的摩擦，從而減小零件磨損，保證測(cè)量精度和使用壽命。如果儀表安裝在垂直管道上，則流量計(jì)應(yīng)裝在旁路管道中，以防雜物落入流量計(jì)內(nèi)。正確的安裝見(jiàn)圖（3-3-11）所示。橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）

2．安裝、使用注意事項(xiàng)橢圓齒輪流量計(jì)（續(xù)）（二）腰輪流量計(jì)又稱“羅茨”流量計(jì)，其原理是有齒輪泵演化而來(lái)，圖A是齒輪泵剖視圖。圖中O1和O2為兩個(gè)互相嚙合的齒輪，安裝在殼體內(nèi)，有外力按箭頭方向驅(qū)動(dòng)時(shí)，會(huì)使液體沿點(diǎn)狀空間輸送到出口。內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油就是用這種齒輪泵供應(yīng)到各個(gè)摩擦面上的。流量測(cè)量（續(xù)）A齒輪泵工作原理若將齒輪的齒數(shù)減少到兩個(gè)，就演化為圖B，為了保證可靠地嚙合，在齒輪軸的一端裝有相互嚙合的普通齒輪，即圖中虛線所示。輸送流體則依靠輪上的兩齒和殼體之間的空間(即圖中畫(huà)有小點(diǎn)的空間)推移。兩齒的齒輪斷面是細(xì)腰狀，故有“腰輪’’之稱。腰輪與殼體間的有效空間比齒輪大得多，尤其是軸向尺寸很大時(shí)，腰輪實(shí)際上已是斷面為細(xì)腰狀的柱體，其排送流體的能力顯著提高.腰輪流量計(jì)（續(xù)）把具有一定壓力的氣體自入口導(dǎo)進(jìn)殼內(nèi)，則圖a里的O1右下端有向上的推力Pl，而其左下端推力F2較小，故O1將反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)端部齒輪使O2順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)O1為主動(dòng)輪，O2為從動(dòng)輪。當(dāng)腰輪O1處于垂直位置時(shí)，O2又成為主動(dòng)輪，帶動(dòng)O1旋轉(zhuǎn)。兩輪交替作用就能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。腰輪每轉(zhuǎn)一周，便有四倍單側(cè)空間的容積輸送到出口。測(cè)出腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)，就可知道累計(jì)總?cè)莘e，其轉(zhuǎn)速即反映瞬時(shí)流量。腰輪流量計(jì)（續(xù)）腰輪與殼體間及兩腰輪之間都保持微小間隙0.07~0.15mm，因此，漏泄很小。為了保證被測(cè)介質(zhì)不會(huì)沿軸向漏出，采用磁性傳動(dòng)。或在軸上安裝永久磁鐵，殼外裝舌簧管，腰輪每轉(zhuǎn)一周，舌簧管被吸合一次，發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，這就成了腰輪流量傳感器。再配以頻率轉(zhuǎn)換電路，得到直流電流0～10mA或4~20mA的信號(hào)，成為流量變送器。腰輪流量計(jì)可達(dá)到精確度0.2級(jí)或0.5級(jí)，其接管直徑可大至至150mm，瞬時(shí)流量可達(dá)250m3/h。腰輪流量計(jì)（續(xù)）

腰輪流量計(jì)的計(jì)量室容積計(jì)算比較復(fù)雜，可參閱有關(guān)專著。根據(jù)理論分析結(jié)果,通過(guò)腰輪流量計(jì)的體積流量可按下式計(jì)算求得

Q＝60K0D02Hn米3/時(shí)

式中:D0---腰輪長(zhǎng)軸直徑，米；

H---腰輪轉(zhuǎn)子軸向高度（厚度），米；

K0---系數(shù)，與腰輪形狀有關(guān)；

n---腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)／分。

腰輪流量計(jì)（續(xù)）四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)工業(yè)生產(chǎn)和科研工作中，經(jīng)常遇到小管徑、低雷諾數(shù)的小流量測(cè)量，而上述幾種流量計(jì)對(duì)于小管徑、小流量的測(cè)量均受到標(biāo)準(zhǔn)化或結(jié)構(gòu)等方面的條件限制，所以對(duì)較小管徑的流量測(cè)量常采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)。它適用的管徑范圍為1～150mm。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，壓力損失小且恒定，刻度近似線性，價(jià)格便宜，使用維護(hù)簡(jiǎn)便等但儀表精度受到被測(cè)介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力等因素的影響，其精度一般在2.0級(jí)左右，最高可達(dá)1.0級(jí)。流量測(cè)量（續(xù)）（一）工作原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)與前面所講的差壓計(jì)在工作原理上是不同的。差壓式流量計(jì)是在節(jié)流面積（節(jié)流元件的流通面積）不變的條件下，以差壓變化來(lái)反映流量的大小。而轉(zhuǎn)子流量計(jì)，卻是以壓差不變，利用節(jié)流面積的變化來(lái)反映流量的大小，故稱為恒壓差、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要是由一根自上而下擴(kuò)大的垂直錐管和一只隨流體流量大小而可以上、下，移動(dòng)的轉(zhuǎn)子所組成。錐形管的錐度為40′～3°，其材料有玻璃管和金屬管兩種。轉(zhuǎn)子根據(jù)不同的測(cè)量范圍及不同介質(zhì)（氣體或液體）可分別采用不同材料制成不同形狀。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）被測(cè)流體沿錐形管由下而上流過(guò)轉(zhuǎn)子之間的環(huán)隙時(shí)，位于錐形管中的轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向上作用力F上，使轉(zhuǎn)子浮起。當(dāng)這個(gè)力正好與浸沒(méi)在流體里的轉(zhuǎn)子重力F下（自重減去流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力）平衡時(shí)，則作用在轉(zhuǎn)子上的力達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)子就停浮在某一高度上。如果被測(cè)流體的流量增大，作用在轉(zhuǎn)子上、下的壓差增大，則向上的力F上將隨之增大，因?yàn)檗D(zhuǎn)子在流體中所受的重力F下（自重減浮力）是不變的，則F上＞F下，使轉(zhuǎn)子上升，轉(zhuǎn)子在錐形管中位置的升高，造成轉(zhuǎn)子與錐形管間的環(huán)隙增大，即流體的流通面積增大。隨著環(huán)隙的增大，流過(guò)此環(huán)隙的流體流速變慢，則轉(zhuǎn)子上、下的壓差減小，因而作用在轉(zhuǎn)子上向上的力也變小。當(dāng)流體作用在轉(zhuǎn)子上的力再次等于轉(zhuǎn)子在流體中的重力（即F上＝F下）時(shí)，轉(zhuǎn)子又穩(wěn)定在某一個(gè)新的高度上。流量減小時(shí)情況相反。轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）這樣，轉(zhuǎn)子在錐形管中的平衡位置的高低與被測(cè)介質(zhì)的流量大小相對(duì)應(yīng)。如果在錐形管外表沿其高度刻上對(duì)應(yīng)的流量值，那么根據(jù)轉(zhuǎn)子平衡位置的高低就可直接讀出流量的大小。這就是轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量的基本原理。轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子受到的作用力為：

F上＝（P1－P2）A，F(xiàn)下＝Vr（ρr－ρ）g式中P1、P2—轉(zhuǎn)子上下流體的壓力；

A---轉(zhuǎn)子的最大截面積；

Vr—轉(zhuǎn)子的體積；

ρr—轉(zhuǎn)子的密度；

ρ—被測(cè)流體的密度；

g—重力加速度值。當(dāng)轉(zhuǎn)子在某一位置平衡時(shí)，應(yīng)滿足:

（P1－P2）A＝Vr（ρr－ρ）g

由于在測(cè)量過(guò)程中，流量計(jì)選定以后，被測(cè)流體工作條件不變，Vr、ρr、ρ、A、g均為常數(shù)，所以由上式可知，（P1－P2）也是常數(shù)。也就是說(shuō)，在轉(zhuǎn)子流量計(jì)中，流體的壓降是固定不變的。由式可知：

在ΔP一定的情況下，流過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量和轉(zhuǎn)子與錐形管間環(huán)隙面積有關(guān)。由于錐形管自下而上逐漸擴(kuò)大，所以環(huán)隙面積是與轉(zhuǎn)子浮起的高度有關(guān)的。轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）因此，根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小，可用下式表示：

式中φ—轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)，取決于轉(zhuǎn)子形狀和雷諾數(shù)，并由試驗(yàn)確定；h—轉(zhuǎn)子所處的高度。將式代入上兩式，可分別得到：可見(jiàn)，測(cè)得轉(zhuǎn)子所處的高度h，便可知流量的大小。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

（三）轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示值的修正轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度是單獨(dú)標(biāo)定而得到的。儀表制造廠為了便于成批生產(chǎn)，在進(jìn)行流量刻度時(shí)，是在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，0.10133Mpa）下以水或空氣為介質(zhì)進(jìn)行刻度的。即轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)尺刻度值，對(duì)于液體流量測(cè)量是代表工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的流量值，對(duì)于氣體流量測(cè)量是代表工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣流量值。所以，在實(shí)際使用時(shí)，如果被測(cè)介質(zhì)的密度和工業(yè)狀態(tài)不同，必須對(duì)流量指示值按照實(shí)際被測(cè)介質(zhì)的密度、溫度、壓力等參數(shù)的具體情況進(jìn)行修正。轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

1．液體流量的修正測(cè)量液體的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，由于制造廠是在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下用水標(biāo)定的，如果實(shí)際測(cè)量時(shí)被測(cè)介質(zhì)不是水，則由于密度的不同必須對(duì)流量刻度進(jìn)行修正。如果被測(cè)介質(zhì)的粘度與水的粘度相差不大（不超過(guò)0.03帕斯卡秒），可近似認(rèn)為φ是常數(shù)，已知刻度流量Q0，要計(jì)算實(shí)際流體的流量，可用下式進(jìn)行修正：ρr—轉(zhuǎn)子的密度；

ρ—被測(cè)流體的密度

ρw—工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的密度

KQ為體積流量密度修正系數(shù)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

1．液體流量的修正測(cè)量液體的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，由于制造廠是在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下用水標(biāo)定的，如果實(shí)際測(cè)量時(shí)被測(cè)介質(zhì)不是水，則由于密度的不同必須對(duì)流量刻度進(jìn)行修正。如果被測(cè)介質(zhì)的粘度與水的粘度相差不大（不超過(guò)0.03帕斯卡秒），可近似認(rèn)為φ是常數(shù)，已知刻度流量Q0，要計(jì)算實(shí)際流體的流量，可用下式進(jìn)行修正：ρr—轉(zhuǎn)子的密度；

ρ—被測(cè)流體的密度ρw—工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水的密度；KQ--體積流量密度修正系數(shù)轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

2．氣體流量的修正對(duì)于氣體流量的修正，除了被測(cè)介質(zhì)的密度不同之外，被測(cè)介質(zhì)的工作壓力和溫度的影響也較顯著，因此對(duì)密度、工作壓力和溫度均需進(jìn)行修正。測(cè)量氣體的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，制造廠是在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下用空氣標(biāo)定的，對(duì)于非空氣介質(zhì)在不同的工作狀態(tài)下測(cè)量時(shí)，需進(jìn)行修正。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

2．氣體流量的修正當(dāng)已知儀表顯示刻度Q0，要計(jì)算實(shí)際流體在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量時(shí)，可按下式修正。式中：Q1—被測(cè)介質(zhì)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.10133Mpa）的體積流量，nm3/h----(標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)）

ρ1—被測(cè)介質(zhì)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，Kg/m3；

ρ0—空氣在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度（1.2046Kg/m3）；

P1—被測(cè)介質(zhì)的絕對(duì)壓力，MPa（兆帕）；

P0—工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)壓力（0.10133Mpa）；

T1—被測(cè)介質(zhì)的絕對(duì)溫度，K（開(kāi)爾文）；T0—工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的絕對(duì)溫度（293K）；Q0—用空氣標(biāo)定的刻度流量（nm3/h）；

Kρ—密度修正系數(shù)；KP—壓力修正系數(shù)；KT—溫度修正系數(shù)；轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

需要說(shuō)明的是，由式計(jì)算得到的Q1是被測(cè)介質(zhì)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，0.10133Mpa）下的體積流量，而不是被測(cè)介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下的體積流量。這是由于氣體計(jì)量時(shí)，一般采用標(biāo)準(zhǔn)立方米計(jì)量，而不用實(shí)際工作狀態(tài)下的體積流量來(lái)計(jì)量。同理，在訂購(gòu)儀表，選擇流量計(jì)量程時(shí)，應(yīng)將被測(cè)流體在工作狀態(tài)下的流量值換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)定所用流體的流量值，以便選擇合理的儀表上限值。例題：轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）

LZ系列金屬管浮子流量計(jì)（又稱金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)），具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、適用范圍廣、精度較高、安裝方便等特點(diǎn)。該系列流量計(jì)與玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)比較，具有耐高壓、高溫、安全感強(qiáng)、讀數(shù)簡(jiǎn)明等特點(diǎn)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)（續(xù)）玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要用于化工、石油、輕工、醫(yī)藥等各個(gè)部門中，用來(lái)測(cè)量單相非脈動(dòng)（液體或氣體）流體的流量。主要特點(diǎn)：壓力損失小，性能可靠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便價(jià)格便宜。一、井下流量計(jì)井下流量計(jì)可用來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量出油不同層段的產(chǎn)量、水井不同層段的注水量，對(duì)于摸清井下?tīng)顩r，指導(dǎo)油田開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)，具有十分重要的意義。一般地，用于測(cè)量注水井注水流量的井下流量計(jì)，在油田習(xí)慣稱為井下流量計(jì)；用于測(cè)量油井產(chǎn)液量的井下流量計(jì)稱作井下產(chǎn)量計(jì)。

1、浮子式井下流量計(jì)浮子式井下流量計(jì)是從轉(zhuǎn)子式流量計(jì)演化而來(lái)的。其區(qū)別是錐形管上細(xì)下粗，與轉(zhuǎn)子流量計(jì)相反。并且，作為節(jié)流元件的轉(zhuǎn)子不再是自由的了，而是與彈簧連結(jié)，稱之為浮子。這種流量計(jì)便稱為浮子式井下流量計(jì)。全國(guó)各油田使用的浮子式井下流量計(jì)型號(hào)很多，如慶106型、慶104型、勝108型、遼76型、江101型、江102型和新疆雙彈簧型等。它們適用的測(cè)量條件、測(cè)量環(huán)境有所不同，其結(jié)構(gòu)各有差異，但其測(cè)量原理基本相同。附：井下流（產(chǎn)）量計(jì)（1）浮子式井下流量計(jì)的工作原理如圖所示：當(dāng)注入地層的注水從進(jìn)液管往下進(jìn)入流量計(jì)、通過(guò)流量計(jì)錐管時(shí)，沖擊錐管里的浮子。使浮子帶動(dòng)記錄筆向下移動(dòng)，同時(shí)拉伸吊裝彈簧。這樣，流體對(duì)浮子的向下作用力使浮子下移，而吊裝彈簧被拉伸時(shí)又產(chǎn)生向上的反作用力。當(dāng)流體作用力與彈簧反力相平衡時(shí)，浮子及記錄筆就相對(duì)穩(wěn)定于某一位置。由于鐘機(jī)帶動(dòng)記錄筒及記錄紙不停地勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而，記錄筆就可在記錄紙上畫(huà)出一定高度的臺(tái)階狀曲線。曲線的高度表示流量的大小。浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）

2．慶106型浮子式井下流量計(jì)，與偏心配水管柱配套，對(duì)注水井進(jìn)行分層注水流量測(cè)量，流量計(jì)在配水器上的定位與密封，由與配水器配套的測(cè)試密封段來(lái)完成，不屬于流量計(jì)的固定組成部分．慶106型浮子式井下流量計(jì)由繩帽、鐘機(jī)系統(tǒng)、記錄裝置、測(cè)量部分四部分組成如圖所示．繩帽用來(lái)連結(jié)鋼絲，吊掛流量計(jì)，鐘機(jī)帶動(dòng)記錄筒勻角速旋轉(zhuǎn)．記錄裝置由記錄筒、記錄筆導(dǎo)向管和記錄筆等組成．記錄筆導(dǎo)向管裝在記錄筒內(nèi)，下端固定在進(jìn)液管上，一側(cè)開(kāi)有供記錄筆上下移動(dòng)的豎孔，記錄筆通過(guò)豎孔伸出導(dǎo)向臂，壓在記錄筒內(nèi)壁的記錄紙上．測(cè)量部分由彈簧、錐管、浮子、記錄筆桿等組成。測(cè)量時(shí)，浮子帶動(dòng)記錄筆沿豎孔向下運(yùn)動(dòng)，記錄筒勻角速旋轉(zhuǎn)，記錄筆即可在記錄紙上畫(huà)出流量隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線．浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）3、注水井分層注水測(cè)量注水井注水層的選擇和各層注水流量的控制由分層配水管柱完成，井下流量計(jì)的分層注水流量測(cè)量也在配水管柱內(nèi)進(jìn)行。分層配水管柱由油管連結(jié)各層封隔器、配水器組成。偏心配水管柱由油管、封隔器、偏心配水器、撞擊筒、底部單流凡爾(限制管柱外液體流向管柱內(nèi),因而稱為單流凡爾)組成，如圖所示。浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）在進(jìn)行分層注水流量測(cè)量時(shí)，浮子式井下流量計(jì)下接一個(gè)專用測(cè)試密封段，一起下入偏心配水器中，靠測(cè)試密封段將流量計(jì)定位于配水器上，并將流量計(jì)與配水器間的環(huán)形空間密封，使注水全部通過(guò)流量計(jì)。（1）測(cè)試密封段測(cè)試密封段由定位和密封聚流兩部分組成，如圖所示。密封聚流部分由一個(gè)空心管和一對(duì)密封圈組成。密封圈下有三個(gè)長(zhǎng)形出液孔。定位部分的定位爪8收攏后可以由頂桿掛7掛住。如果向上推動(dòng)座開(kāi)帽11，使頂桿9及頂桿掛7上移，頂桿掛則脫開(kāi)定位爪掛鉤，在彈簧6作用下定位爪自動(dòng)張開(kāi)，以便在配水器中定位。浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）

(2)偏心配水器

偏心配水器由工作筒和堵塞器兩部分組成(見(jiàn)圖)。堵塞器安裝在工作筒一側(cè)的偏心孔里。工作筒主要由工作筒主體、扶正體、導(dǎo)向體、導(dǎo)向體外套及上下接頭組成。主體中心有直徑為46mm的主通道，可以讓流量計(jì)及測(cè)試密封段通過(guò)。主體一側(cè)有一直徑20mm的偏心孔，供座裝堵塞器用，偏心孔外壁開(kāi)有寬為12mm的出液孔。注入水通過(guò)水嘴進(jìn)入注水層。水嘴可以控制該層注水量的大小。

浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）浮子式井下流量計(jì)（續(xù)）

(3)分層測(cè)量原理測(cè)量時(shí)，將定位爪收攏的測(cè)試密封段接在浮子式井下流量計(jì)錐管下面，從井口下入油管中。下到井底后，井底撞擊筒的撞擊頭推動(dòng)座開(kāi)帽，使頂桿掛上移，放開(kāi)定位爪。定位爪在彈簧作用下自動(dòng)張開(kāi)，然后上提流量計(jì)至配水器工作筒以上