视野计的原理及发展(一)

视野计的原理及发展(一)

关键词：视野计原理发展摘要：视野检查在眼科疾病的诊断和治疗中起着举足轻重的作用。本文回顾了视野计发展的历史，着重阐述了不同类型视野计的原理及其应用范围，并介绍了几个新型视野计。

视野检查是指测量视网膜斑注视点以外的视力即周边视力而言。视野检查可以分为单眼视野检查和双眼视野检查，我们常用的视野检查为单眼视野检查。一般认为如果受检者的视野范围和该范围的视觉能力与正常健康人相同即为正常视野1]。视野检查为眼科工作者诊断和跟踪随访主要的致盲眼病提供了重要信息。勿庸置疑，视野检查是诊断和监测青光眼以及其它一些视觉、视神经疾病的基本方法。先进的视野检查为早期诊断和密切监测这些疾病的发展提供了可能，同时成功的治疗创造了条件。

视野的概述要追溯到公元前5世纪，视野即是当眼球向正前固视不动时近见到的周边空间区域。17世纪Mariotte发现了视神经乳头与生理盲点的关系，因此成为第一个描述特殊暗点的人。1801年ThomasYang第一次真正地测量了视野2]。19世纪中叶，Forster设计了第一台弧形视野计3]，此种视野计将视野检查扩大到450，并且测定出视野的外界。Bjerrum(1889)发明了Tangent视野屏幕和动态多等视线视野计。

20世纪，Ferree和Rand4]发展了Forster早期的工作，扩大了弧形视野计的检查范围。弧形视野计一直延用至今。从1950年开始，Goldmann设计的投射式半球形视野计持续流行了30年5]。Goldmann视野计将背景照明、刺激光标大小及其亮度进行标准化，可供进行动态及静脉视野检查，同时它为发展更精确的现代视野计奠定了基础。此后，Louisesloan6]第一认识到静态阈值型视野计的重要性。Harms和Aulhorn7]为动态视野计提供了补充的表态视野检查。他们设计了Tubinger手动视野计，可以同时完成动态及静态视野检查。Armaly提出超阈值筛查的概念，他还提出了青光眼病中容易受损害的视野部位8]。20世纪60年代，Dubois-Poulsen和Magis9]首先试图发明自动动态视野计，但是由于技术问题，受到阻碍。Lynn 和Tate10]1969年利用一台计算机和电视机，首次展示了第一台自动静态视野计。此后，自动静态视野计不断发展，并被不断改进。

一、动态视野计的原理及基本类型

不同强度的光标自周边向中心移动，移动中病人从看不见光标到看见，看见时病人作出反应。将看不见与看见这一界限的全部反应点连接起来，即形成了视野的范围。视野范围的大随着刺激光标的大小、亮度的不同而有所不同。医生对动态视野检查结果一目了然。

周边弧形视野计一般常用的是一个半圆弧或1/4圆弧的金属板，其半径为33cm。检查方法如前动态视野检查的基本方法。目前多用电气投射弧形视野计。视野计上附有一照明管，由该管向弧板的内面照射出一个椭圆形光点，以代替刺激光标。在弧板的中心有“X”形光点为固视目标，刺激光标的亮度，大小和颜色均可随意调换。

平面视野计检查的是视野的中心部分，最常用的是Bjerrum氏屏幕。此视野计为1米见方的黑色屏，在它上面以不明显的条纹按照视角的正切。每5o画一同心圆。检查时患者坐在视野计前一米处，受检眼注视视野计中央的固视目标，另一眼遮以眼罩。用2mm刺激光标由视野计的中央向周边或由周边向中央移动，在各子午线上检查，同时询问患者何处看见或看不见光标，随时记录暗点的界限，最后把所有的结果转录在视野图上。

goldmann投射式半球形视野计在众多半球形视野计中最具有代表性，它集多种特性于一体，可进行动态及静态视野检测，从而可以了解视野的全貌。50年代至70年代，Goldmann视野计在西方被公认为标准视野检查仪。Goldmann的刺激光标的大小分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，相应于1/16mm2、1/4mm2、1mm2、4mm2、16mm2、64mm2，并且刺激光标的大小容易转换。刺激光标的亮度变化范围自弱至强分为1、2、3、4级，相对应于3.15、10、31.5、100毫郎伯，亦即31.5、100、315、1000asb（阿熙提，亮度单位）。Goldmann

视野计作为动态视野检查时一般采用标准刺激光标，它们是0-1、Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4、Ⅱ-4、Ⅲ-4、Ⅳ-4及Ⅴ-4共9个。刺激光标的基本亮度为背景照明亮度的33倍，随着刺激光亮度变化，其背景光的亮度亦改变，二者之间的比率为33。Golemann视野计还可以通过改变颜色滤光片，产生红、绿、蓝刺激光标13]。

虽然，动态视野计是首先被应用于临床的，但是它们的几个缺点限制了其应用。我们利用Traquair“盲海中的视岛”的类比原理，清楚地解释动态视野检查的缺点。Traquair将视野比喻成茫茫大海中的一个孤岛，岛的高度代表视网膜的敏感性。岛上的最高点即黄斑中心凹，此处视网膜的敏感性最高，在此点极弱的刺激光也能被查觉。相反，岛的边缘水平线上即周边部视网膜的敏感性最差，只有最强的刺激光才能被检测出来。这个孤岛被烟雾笼罩，视野检查即是作出它的地形图也即视野图14]。

动态视野计中，已知强度的光标自周边向中心移植，仿佛一架飞机以一定的飞行高度自岛的周边向中心飞行，飞机撞到山上即失事附毁。数架飞机以同一飞行高度飞行，坠毁数次，即得出一等高线。画出数条等高线后，我们即得到视岛的地形图。视野是根据同一原理画出等视线，得出视野结果14]。

动态视野检查的第一个缺点是，如果岛中存在山谷，飞机自外向内飞行时会错过它。当然我们可以在山谷中飞行，进行探查，但是以何处作为起点是一个难题。所以这种飞行方法非常容易错过山谷，即错过视野中的暗点。

第二个缺点：动态视野检查不能准确地测量视岛中比较平坦的区域。飞机以某一高度从外向内飞行坠毁地点与以另一近似高度的飞行坠毁地点相差甚远。部分病人整个视岛相对平坦，因此此种视岛的微小起伏不能被正确地反映出来，视野结果与真实差跷甚远。

第三个缺点：动态光标比表态光标容易察觉，在视野缺损的区域表现更突出。这一特性造成检查中容易漏掉视野缺损。这种现象可以发生在任何位置的视路病变，其中以枕叶病变最为突出。由于动态光标的移动性，检查某一位置的光感受器时，它还受与之相邻的光感受器传导的影响。所以，光标移动得越快，影响相邻光感受器的范围越大。另一方面，则光标向内移植得越快，视野范围越小。

第四个缺点：动态视野计很难设计为自动视野计。例如Coherentperimetron（相干视野计）在寻找暗点时遇到很大困难，计算机在暗点内迷失了方向，尤其是与周边相连的暗点。因此市场上没有出现有竞争力的自动动态视野计14]。

由Armaly发明，Drance改良的一种进行性青光眼视野筛查的视野计是一种动静态结合的视野计，它在施行中央视野检查时采用相对静止的刺激光标，选择72个测试点，周边则选择动态刺激激光标。然而这种视野计的临床应用价值没有得到肯定12]。

二、自动表态视野计的原理和类型

自动视野计是医生考虑视野方法的一个革新。虽然技术上可以支持自动动态视野计，但是自动动态视野计没有自动表态视野计更为实用。所以我们通常所说的自动视野计是指自动表态视野计。自动视野计采用静止光标检查视野，其结果提供灰阶图和数字图（定量图），取代了动态视野计的等视线图。目前常用的自动视野计是被公认为标准的HumphreyfieldAnalyzer(Humphrey视野分析仪)。

让我们回到用作比喻的视岛来解释静态视野计的工作原理。我们释放带有高度计的降落伞来记录视岛的不同高度。由于降落伞落在岛上不同的位置，因此可以了解整个岛的高度即视网膜的敏感性。这种方法被称为静态阈值视野检查，因为它是在看见与看不见之间选择阈值。静态阈值视野计克服了动态视野计的缺点。选择足够量的降落伞就不会错过山谷，即不会漏掉暗点。平坦区域可以被准确测量，起伏不平的地域可以被揭开面纱。光标不是移动的，因此计算机容易控制。不足的是，选择阈值需要长时间。为了解时间长的问题，发明了超阈值静态视野计。即起用直升飞机在岛的的上空盘旋，无论它在空中或在岛上均记录它的高度。

短时间内空中大量点的，可以在岛的内部测量山谷即暗点。另外，还有一种静态与阈值相关的直超阈值型视野计13]。

总之，阈值型静态视野计是在视野的特定位置，通过判断看见与看不见之间的刺激光标的强度，确定阈值强度。超阈值表态视野计是用事先选择的光标强度，测定其在某些特殊位置是否被看见，从而了解视网膜的敏感度。此种视野计存在的问题是，若光标强度远离阈值，检查则容易浪费时间。与阈值相关的超阈值型静态视野计，其原理是已知一些点的阈值，选择略高于阈值的光标强度，并在特定位置进行测试。

（一）自动视野计的程度设计

根据视野计的不同工作原理，设计了不同的工作程序。选择视野检查的工作程序。操作者需要选择检查方法和准备检查的点的分布形状。有些程度二者是相对独立的，需要分别进行选择，有些程序二者是相关的，操作者只需选择所需程序。常见的程序有超阈值程序，与阈值相关的超阈值程序和恒定阈值程序。

（二）自动视野计中的几个概念

1.阈值

阈值并不是一个绝对值。对某一点反复测量其阈值强度，得到的不是一个值而是一个范围。有理由认为阈值是位于这个范围内的中央值，阈值是一个相对值。这个现象在病人精力不集中，疲劳或确实存在的视野缺损时表现更为明显。有证据表明，青光眼视野缺损的早期表现是阈值的不确定性的扩大，视野检查中表现为多次阈值测定中的波动性。

2.光标强度和背景光强度

背景光是在视野检查中提供的一个稳定的光适应状态。如果没有背景光，每个刺激光标产生不同的局部光适应，这们接受每个不同刺激光标后需要数分钟才能回到基线上，阻止了在某一部位的重复试验。刺激光与背景光之间的差别足够大，即可以诱发病人作出反应。Goldmann视野计采用31.5asb做为背景光。这一水平被国际眼科协会认作统一标准。目前多数自动视野计采用此水平的背景光。阿熙提（asb）是光亮度的单位，是以对数等级为基础的。数字越小，刺激光越暗。分贝（dB）反映视网膜的敏感性。dB值越大，视网膜的敏感性越高。

（三）自动视野计的类型

按照光标光源的不同，视野计主要分为以光发射装置为光源和二极管为光源的视野计。前者包括Octopus和HumphreyvisualFiedlAnalyzer(HFA)。后者包括Dicon和Digilab视野计。另外还有以光导纤维光源的视野计。

Octopus是市场上出现的第一台自动静态视野计。它试图使用单一大小的视标，但光的强度只能达到1000asb。它是通过降低背景亮度到4asb，提高刺激光标与背景之间的对比度，来完成其检查的。但是使用光标Ⅰ，不能区别相对和绝对暗点，这样不能追踪视野缺损的进展情况。为解决这个问题，选择标准光标0.431o，相当于Goldmann的光标Ⅲ。Octopus210或2000通过使用光标Ⅴ，能够区分更加致密的相对暗点11]。

继Octopus出现几年之后出现的HumphreyvisualFieldAnalyzer(HFA)在美国非常流行。HFA是一个全自动的独立完整的系统，完全计算机化，它提供不同种类的静态检查，包括阈值视野检查和筛查。检查结果可以被打印出来或被软盘储存起来。它使用的是标准大小的Goldmann 的光标，大小从Ⅰ-Ⅴ，背景光强度为31.5asb。它还提供彩色视野检查。HFA光标的强度从0.08～10000asb。每一个检查过程中，光标的强度是可变的，而光标的大小是恒定的。光标的大小从Ⅰ-Ⅴ是可调的，这样对检查严重视野缺损的病人提供了有利条件。HFA光标持续时间为0.2秒，光标的位置无任何规律，是随机出现的，这一点提高了病人的注意力。HFA 采用的注视监视系统是Heijl-Krakau的生理盲点监视技术。使用此监视系统，可以去掉假阳性，从而提高检查的准确性15]。

HumphreyFieldAnalyzerⅡ（HFAⅡ）对HFA进行了革新。在与原来HFA完全可比的基础上，HFAⅡ提高了病人的舒适度，也提高了准确性。HFAⅡ准确地注视监视系统，不但检查中可以监视，而且打印结果还可以反映出检查的可信度。HFAⅡ半球形设计，在检查距离保持与Goldmann相同的30cm的基础上，使机器的体积缩小，HFAⅡ可以检查90o全视野。HFAⅡ提供包括常规程序STATPACTM在内的多种程序。

StatPacTM常规程序提供不同年龄的正常人的视野结果作为对照。另外还可以比较同一病人的二次视野结果。最新视野结果中强调不正常的视野变化。程序还提供统计学分析。FastPasTM24-2快速程序，可以缩短检查时间40%。光标亮度变化阶梯是3dB，而不是常规程序中梯度的先前进4dB,再后退2dB从而找到阈值。这是一次找到阈值。平均缺损（MD）与常规程序略有区别，短期波动（SF）比常规程序高。明智的做法是对同一病人选择相同的程序跟踪随访，不要经常转换。

SITA是另一快速程度。它与FastPac及FastPac具有可比性。SITA提高检查速度的原因是，参考邻近点的反应选择刺激光标的强度，对估计的阈值不断更新。如果病人反应快，测试节奏就加快。假阳性、假阴性、短期波动（SF）是根据病人的反应计算出来的，而不是真正测量的。检查后的结果分析，是根据试验的全况，可能去掉某些已被选择的点，或重新选择已去掉的点。正常人群数据是瑞典正常人的视野结果16]。

（四）几种新型视野检查

与杆细胞相连的神经节细胞和与锥细胞相连的神经节细胞分别终止于外侧膝状体的不同部位，在白色光标和白色背景的检查中，它们分别起到一部分的作用。最近Harweth等12]进一步阐明了静态视野检查中视觉检测机制，他们指出根据不同的光敏感度可能有三种明适应的原理：（1）独立的短波机制，其反映短波（蓝）锥细胞的敏感性。（2）有色机制，其反映中波锥细胞和长波锥细胞的敏感性。（3）明亮机制，其反映中波和短波混合波的锥细胞的敏感性。他们发现正常猴眼，使用不同体积和不同波长的刺激光，其结果不同。标准情况下，即背景光为31.5asb，刺激光体积为Ⅲ，反映不同敏感性的全部亚通道是相同的，因此漏掉一些早期选择性的缺损。但是此检查条件对于检查深暗点很理想，因为全部亚通道均处于准备状态11]。

基于上述原理，介绍下面几种新型视野检查，它们与传统的白色刺激光标和白色背景的视野检查类似，但是它们将视觉系统的其它功能特点分离开来并分别单独检测11]。

1.短波长自动视野计（SWAP）：是黄蓝视野检查。其光标为蓝色，背景为黄色。它是通过激活短波视路的敏感性实现检查的。它比正常的白色光标，白色背景，能更早期地发现青光眼视野缺损，更快地确定青光眼的视野改变。Johnson等报告17]，高眼压病人黄-蓝视野异常者5年后发展为青光眼者比黄-蓝视野正常者的发生率高得多。SWAP的原理是蓝色视锥细胞数量原本即相对较少，而且在青光眼发病过程中被早期地选择性地损害。黄色背景使视杆细胞，长波（红）、中波（绿）视锥细胞对光刺激敏感18]。但蓝色光标要求采用光标Ⅴ的刺激光。SWAP同样提供正常人的数据作对照，打印结果与HFAⅡ的其它基本相似。其缺点是对病人而言有一定难度。

2.倍频对比敏感视野计（FDT）：它的光标为倍频正弦格栅图形，它分离出视网膜节细胞的M 细胞。M细胞直径大，仅占节细胞的3%到5%。青光眼早期损害首先侵犯M细胞。FDT的超阈值筛查程序只需45秒，全阈值程序需4分钟。病人可以配带自己的眼镜。视野程序中同样提供正常人群正常值。结果提供平均缺损（MD）和标准偏离模式（PSD）。在检测异常视野中，表现出高敏感性和高特异性，尤以全阈值程序突出19]。与常规自动视野计（AAP）相对照，FDT的敏感性为87%，特异性为84%。FDT简单，容易操作，省时，受到病人喜欢。超阈值普查程序对中晚期青光眼病人敏感20]。FDT存在的问题是阈值筛查程序和全阈值程序的视野缺损的数量上、位置上和致密程序上均不完全相同。

3.高通分辨视野计（HRP）：它是OphthimusringPerimeter的程序，注视光标是不连续的环形，由一暗环包绕一亮核。如果一定体积的环不被受检者看见，视野计自动增大环的体积。环是通过对比敏感度测得视网膜的敏感度的。Frisen认为HRP是通过发现节细胞间的空间，得知节细胞丢失的数量21]。Helmholtz认为区别两点的最小距离是一个锥细胞直径22]。HRP的检查时间较常规自动视野计短，而其结果可能更直接反映有功能的节细胞的数量。Lindblom 用HRP估计了年龄对节细胞间距的影响，并证明随着年龄的增长，节细胞间距也增长。从28.4岁到71.4岁，节细胞功能的降低为21.55，这一点支持与年龄相关的视觉敏感度的降低，是由于神经元减少造成的理论。

自动视野计发展至今，硬件部分已经比较发达。随着我们对青光眼的病理生理和视野缺损的进一步了解，视野计有可能出现一些更为特殊的或更为有效的试验策略和有意义的数据分析程序。最终，智能型视野计采用人工智能的运算规则，将一次选择检查的类型和相应的数据分析方法。除了视野计的进一步自动化，医生对视野结果的评价，在青光眼及其它疾病的诊断与治疗中也显得非常重要，另外，除了视野检查，其它视觉功能检查，例如色觉检查、对比敏感度、蓝色对比敏感度、图形ERG（P-ERG）、图形VEP（P-VEP）和闪光VEP（F-VEP）等检查也是视觉检查的补充。

流量计的分类和工作原理

流量计的分类和工作原理 一．流量计的分类 按测量原理分有：力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类，即分为：容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 二．常用流量计的工作原理及应用 1.压差式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的集合尺寸来计算流量的仪表。 应用：差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几毫米到几米；流动方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4～1/3。 2.浮子流量计 浮子流量计又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力式由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 应用：浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用 3.容积式流量计

容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类，它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 应用：容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。 4.涡轮流量计 涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成，也可做成整体式。 应用：涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。 5.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 应用：电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。 6.涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。当通过流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量。

质量流量计工作原理的学习

质量流量计工作原理的学习 质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量，还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。质量流量计是一种重要的流量测量仪表。质量流量计是采用感热式测量。 流体的体积是流体温度和压力的函数，它是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述，常用的流量计中，如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求，通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法，中间环节多，质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展，相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置，从而推动了流量测量技术的进步。 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P ?正比于2 qρ，如图1所示，密度计 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为

超声波流量计工作原理及常见问题概述

超声波流量计工作原理及常见问题概述 一、工作原理 1、概述 超声流量计是一个测量仪表，它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。这些传感器都安装在管壁上，每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。 由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收，反过来也如此。Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案，在对面的管壁处声脉冲有一次反射。此方案使声道的总长度增加，从而能改善分辨率（灵敏度）并拓宽流量计的范围度，如图2-1所示。 图2-1 信号反射路径 2 、流速的测量 超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；这样就有： L tD = ——————— -------------- (2.1) C + V ? cos 和 L tU = ——————— -------------- (2.2) C — V ? cos 式中，L代表两个传感器之间声道的直线长度，可按下式确定L： L D —— = ———— -------------- (2.3) 2 sin ^ 采用电子学手段来测量此传输时间。根据时间倒数的差，可按下式计算流速V ^ L 1 1 V = ————(—————)-------(2.4)

压力测量仪表原理及结构

压力表工作原理及结构 用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。 图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。 压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。 弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。 一、压力表 1.1、压力表的工作原理 弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性 中国计量研究院流量室李旭 一、工作原理 如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B，将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X，与管的交点为O，由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为： δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。 图1 科里奥利力的形成图2 早期科氏力质量流量计 二、结构 早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。 在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。 我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测

量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。 1． S形测量管质量流量计 如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。 图3 S形质量流量计结构 这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图4所示。 图4 无流动时位移传感器的输出 当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B 所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度V 流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx 保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动 速度Vx为零；

各种化工流量计工作原理

流量计是工业生产的眼睛，与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系，在国民经济中占据重要地位与作用，可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。为了更好的展示流量计测量原理，小编采用动画演示的方法来给大家介绍流量计的工作原理！ 1. 孔板流量计 孔板流量计 工作原理：流体充满管道，流经管道内的节流装置时，流束会出现局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

工作特点：①节流装置结构简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉；②应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用；③标准型节流装置无须实流校准，即可投用；④一体型孔板安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器和压力变送器。 2. 电磁流量计 电磁流量计

工作原理：基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁常当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。 工作特点：①具有双向测量系统；②传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。③压力损失小④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响⑤主要应用于污水处理方面。 3. 涡轮流量计 涡轮流量计 工作原理：在一定的流量范围内，涡轮的转速与流体的流速成正比。流体流动带动涡轮转动，涡轮的转速转换成电脉冲，用二次表显示出数据，反应流体流速。

电磁流量计工作原理

电磁流量计的工作原理 电磁流量计（Eletromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。 在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。 电磁流量计的基本原理 (一)测量原理 根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，则 e＝Blu (3－35) 与此相仿．在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势： e＝BD (3－36) 式中，为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为： qv＝πDUˉ＝（3－37） 由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理． 需要说明的是，要使式（3—37）严格成立，必须使测量条件满足下列假定： ①磁场是均匀分布的恒定磁场； ②被测流体的流速轴对称分布； ③被测液体是非磁性的； ④被测液体的电导率均匀且各向同性。 图3－17电磁流量计原理简图 1－磁极；2－电极；3－管道 (二)励磁方式 励磁方式即产生磁场的方式．由前述可知，为使式(3—37)严格成立，第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场．为此，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励碰方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁．现分别予以介绍． 1．直流励磁 直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场．这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响．但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子．在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极．如图3—18所示．这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作．所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等． 图3－18直流励磁方式 2．交流励磁

压力检测仪表

第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。

(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。

简述各种流量计原理及特点

简述各种流量计原理及特点（1） 1. 简述 目前工程实际中，流量测量方法及流量仪表的种类繁多，至今为止，可供工业用的流量仪表种类多达数十余种。在流量仪表的家族中，每种产品都有它特定的适用性及使用局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类：按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。 本文简要介绍目前最常用流量计分类法，主要有：差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计质量流量计等分别简述各种流量计的原理及特点。 2. 差压式流量计 差压式流量计是通过安装于是工业管道中流量检测元件产生的差压，将已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计差压式流量计算流量计。 差压式流量计由一次检测件及二次仪表（差压转换器或变送器和流量显示仪表）组成。以检测件形式划分差压式流量计分类，有孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次仪表为各种机械、电子、机电一体式差压式流量计、差压变送器及流量显示仪表。差压式流量仪表是流量仪表大家族中应用最广泛的一中流量仪表，目前国内外已系列化、通用化、标准化，差压式流量计既可单独测量流量参数，也可测量其它参数（压力、物位、密度）等。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水利阻力、动压头式、动压头增益及射流式、以及离心式等几大类。 检测件有标准化型式或非标准两大类。标准型检测元件是以标准文件设计、制造、安装和使用，无需经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。而非标型检测元件一般尚未列入国际标准中检测元件。差压式流量计也是应用最广泛的一种流量仪表，在各种流量计使用量中占据首位。 主要优点是：(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长;(2)应用范围广泛，至今尚无任何一流量计可与之比拟；(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 主要缺点是：(1)测量精度普遍偏低：(2)范围度窄，一般仅3：1～4：1； (3)现场安装条件要求高；(4)压损大（指孔板、喷嘴等）。

质量流量计工作原理

质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计 ?正比于2 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合 v 构成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合

如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘测得的输出信号与流体体积流量 v 法运算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为 （1-3） 图2体积流量计和密度计组合图3 节流式流量计和其他体积流量计组合除上述几种组合式质量流量计外，在工业上还常采用温度、压力自动补偿式质量流量计。由于流体密度是温度和压力的函数，而连续测量流体的温度和压力要比连续测量流体的密度容易，因此，可以根据已知被测流体密度与温度和压力之间的关系，同时测量流体的体积流量以及温度和压力值，通过运算求得质量流量或自动换算成标准状态下的体积流量。但这种测量方式不适合高压或温度变化范围大的情形，因为在此条件下自动补偿检测出来的温度、压力很困难。 2．直接式质量流量计 直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量，其测量不受流体的温度、压力、密度变化的影响。直接式质量流量计有许多种形式。

电磁流量计工作原理

电磁流量计工作原理 电磁流量计(ElectromagneticFlowmeters，简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表，目前，这种仪表多应用在自来水、生活用水、污水等方面，在我们的生活中发挥着巨大作用。那么，电磁流量计是怎样安装使用的呢?电磁流量计安装规范有哪些呢?今天我就在此为大家介绍电磁流量计安装及规范的相关知识，希望能够帮助到有这方面需求的朋友们！ 【电磁流量计工作原理】 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm 的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。 当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定： Ex=BDv-----------------式(1) 式中Ex—感应电势，V; B—磁感应强度，T D—管道内径，m v—液体的平均流速，m/s 然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积(πD2)/4的乘积，将式(1)代入该式得： Qv=(πD/4B)*Ex---------式(2) 由上式可知，在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。 据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：

质量流量计工作原理精编版

质量流量计工作原理精 编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计连 ?正比于2 v 续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合构 v 成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合 如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘法运测得的输出信号与流体体积流量 v 算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为

各种流量计工作原理结构图

第一节节流式流量检测 如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。 作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。 标准节流装置9.1 图 圆缺喷特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标 准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。一、检测原理

设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，如刚在节流件前后将产生压力和速度的变化，流在截面 1处流体未受节流件影响，所示。9.2，流体静压力为p，束充满管道，管道截面为A11?是经节，流体密度为平均流速为v2。截面11，A流件后流束收缩的最小截面，其截面积为2?。图，流体密度为，平均流速为压力为Pv222中的压力曲线用点划线代表管道中心处静9.2流体的静压力压力，实线代表管壁处静压力。充分地反映和流速在节流件前后的变化情况，流体向中心在节流件前，了能量形式的转换。． 9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况图处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。然后流束扩加速，至截面2处。由于涡流区的存在，导致流体能量张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3?。P不等于原先静压力p，而产生永久的压力损 失损失，因此在截面3处的静压力13p设流体为不可压缩的理想流体，在流经节流件时，流体不 对外作功，和外界没有热 处沿管中心的流线、2能交换，流体本身也没有温度变化，则根据伯努利方程，对于截面1 有以下能量关系：22ppvv10201020???（9-1） ??2221?????。由于流速分布的不均匀，因为是不可压缩流体，则2处平均流速与截面1、21管中心的流速有以下关系：vCv,v?v?C） （ 9-222110120处流速分布不均匀的修正系数。1、2式中C，C为截面2112??v为能 量其损失的能量为，考虑到实际流体有粘性，在流动时必然会产生摩擦力，22损失系数。处的能量关系可写成：在考虑上述因素后，截面1、222?ppCC222102021v?v?v??） （9-3 212??222根据流体的连续性方程，有??vAvA? 9-4）（2211?，(9-2)-A 。／A ，收缩系数联解式=A／。又设节流件的开孔面积为A 定义开口截面比m=A 0210）可得式（9-421??p?pv?9-5）（20210?2222??mC?C?12的位置随流速而变，而实际取压点的位置是固定的；另外实际取2因为流束最小截面 压是在管壁取的，所测得的压力是管壁处的静压力。考虑到上述因素，设实际取压点处取??p

各种流量计的原理

一、按测量原理分类 (1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 (3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。 (4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 (5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。 (7)其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。 二、按流量计结构原理分类 按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型： 1. 容积式流量计 容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等． 2．叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约±2％，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为±0．2％一0．5％。 3．差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示．差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表．差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的70％。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量

质量流量计基本原理

质量流量计基本原理 质量流量计结构原理 在工业生产过程中，有时需要测量流体的质量流量，如化学反应的物料平衡、热量平衡、配料等，都需要测量流体的质量流量。质量流量是指在单位时间内，流经封闭管道截面处流体的质量。用来测量质量流量的仪表统称为质量流量计。 质量流量计由传感器，变送器及数字指示累积器等三部分组成。传感器根据科里奥利效应制成的，由传感管、电磁驱动器、和电磁检测器三部分组成。电磁驱动器使传感器以其固有频率振动，而流量的导入使u形传感器在科氏力的作用下产生一种扭曲，在它的左右两侧产生一个相位差，根据科里奥利效应，该相位差与质量流量成正比。电磁监测器把该相位差转变为相应的电平信号送入变送器，经滤波、积分、放大等电量处理后。转变成与质量成正比的4－20mA模拟信号和一定范围的频率信号两种形式输出。 质量流量计的测量原理以牛顿第二运动定律为基础 F=ma 式中F－流体作用力；m－被测介质质量；a－加速度。 当流体通过两个平行的测量管时，会产生一个与流速方向横向的加速度及相应的科里奥利力，该力使测量管振荡而发生扭曲，这一扭曲现象被称之为科里奥利现象。 根据牛顿第二运动定律，测量管扭曲量的大小是完全与流经测量管的质量流量的大小成正比的。当流体流过测量管时，流体就会受到科里奥利力的作用，测量管里流体所受科里奥利力的反作用，产生进口和出口的相位差。当流体为零

时，测量管在固有频率下振动，测量管不产生扭曲，流体进口和出口的相位差为零。当有流体流经测量管时进口处管子振动减速，出口处管子振动加速，进口与出口产生相位差。当质量流量增加时该相位差也增加。通过安装于进口和出口测量管上电磁信号检测器可测得相位差。 质量流量计的特点： 对示值不用加以理论的或人工经验的修正； 输出信号仅与质量流量成正比例，而与流量的物性（如温度、压力、粘度、密度雷诺数等）无关； 与环境条件（如温度、湿度、大气压等）无关； 只需检测、处理一个信号（即仪表的输出信号），就可进行远传和控制；只需一个变量对时间进行积分，所以流量的积算简单等等。

【精品】流量计种类及流量计工作原理

流量计种类及流量计工作原理 点击次数：899发布时间：2011-5-6 流量计种类及流量计工作原理 点击次数：820来源网站:流量计发布时间：2009-6-10 用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积）的仪表.有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。 流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，可供工业用的流量仪表种类达60种之多.品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表. 这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性.按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。 总量表测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置.因此，以严格意义来分流量计和总量表已无实

际意义。 按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等. 按照目前最流行、最广泛的分类法，即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 差压式流量计由一次装置（检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等. 二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）.

压力检测仪表和变送器

第一节压力检测仪表及变送器 一、概述 在化工、炼油等生产过程中，经常需要对压力和真空度进行检测和控制。根据生产过程的不同要求有的需要检测比大气压力高很多的高压，例如高压聚乙烯要在150Mpa的压力下进行反应。而有的生产过程却需要检测比大气压力低的真空度，例如炼油厂的减压蒸馏则需要在一定的负压下才能进行正常操作。此外，通过检测压力还可以间接测量液位的高低、流量的大小等，也可以判断设备的工作善。因此，为了保证产品质量、提高生产效率、确保生产安全顺利地进行，必须对压力进行检测或按一定的要求对压力进行控制。 所谓压力p是指垂直而均匀地作用于单位面积上的力。其数学表达式为 p＝（3－15） 式中p为压力，F为垂直作用力，S为受力面积。 在国际单位制（代号SI）和我国法定计量单位中规定，压力的单位是帕斯卡，简称帕，符号Pa，它表示每平方米的表面上垂直作用1牛顿的力，即1Pa ＝1N/m2。由于帕的单位太小，因此，工程上还常用千帕（kPa）和兆帕（MPa）压力单位，它们之间的关系为： 1Mpa＝1×103kPa＝1×106Pa 工程上习惯用的压力单位还有工程大气压（kgf/cm2）、标准大气压（atm）、毫米水柱（mmH 2 O）、毫米汞柱（mmHg）等，按照有关规定，这些单位已不再使用，但为了解这些单位与国际单位制中压力单位的关系，列出表3－5供参考。 单位名称帕（斯卡） PPa 千克力每平方厘米 （工程大气压） kgf/cm2 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O 标准大气压 atm 巴 bar 1Pa（帕） 1 0.0197×10-50.75×10-2 1.0197×10-10.987×10-51×10－5 1kgf/cm2(1千克 力每平方厘米) 0.9807×106 1 0.73556×1031040.9678 0.9807 1mmHg （1毫米汞柱） 1.332×102 1.3595×10-3 1 1.3595×10 1.316×10-3 1.332×10－3 1mmH2O （1毫米水柱） 0.9807×10 10-40.731556×10-1 1 0.9678×10-40.9807×10－4 1atm （1标准大气压）1.01325× 105 1.0332 760 1.0332×104 1 1.01325 1bar（1巴）1×105 1.0197 0.75×103 1.0197×1040.9869 1 压力检测中，常用绝对压力、大气压力、表压（力）、负压（力）或真空度等概念，它们各自的意义及相互之间的关系为 绝对压力p 绝 ：是指物体上所受的实际压力（包含大气压力）。

质量流量计工作原理

今天我们就来介绍质量流量计工作原理。 质量流量计工作原理：质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用，相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的，它只能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是，质量流量控制器，是可以检测同时又可以进行控制的仪表。质量流量控制器本身除了测量部分，还带有一个电磁调节阀或者压电阀，这样质量流量控制本身构成一个闭环系统，用于控制流体的质量流量。质量流量控制器的设定值可以通过模拟电压、模拟电流，或者计算机、PLC提供。 质量流量计的工作原理和典型结构 科氏力式质量流量计一般由传感器和信号处理系成，而流量传感器又是一种基于科里奥利力效应的谐振式传感器。这种传感器的敏感元件——振动管，是处于谐振状态的空心金属管，又称测量管。科氏力式质量流量传感器的测量管有各种不同的结构形式，按照传感器测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连续管型三种结构。单管型结构简单，不存在分流问题，管路清洗方便。一般地说，它对外来振动比较敏感。双管型结构容易实现相位差的测量，可以较好地克服外来振动的影响，并对提高振动系统的Q值有利。目前大多数产品均采用这种结构。但这种结构同时带来的问题是两测量管中流过的流量不可能做到绝对相等，其中的沉积物和磨蚀也不可能绝对一致，从而引起附加误差。而且在两相流工作状态下，难以作到两测量管中流体分布的均匀一致，以致影响振动系统的稳定性。随着单管型结构中测量管系统的振动不平衡问题的解决，单管型结构仍具有一定的发展前景。连续管型是一种特殊形式的单管．它以环绕两圈的单管结构试图集单、双管型的优点于-身。根据测量管的形状，又可分为直管型和弯管型两大类。直管型一般外形尺寸小且不易于积存气体，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差为微秒级，电信号的处理就比较困难。为了不使谐振频率过高，管壁必须较薄，以致其耐磨及抗腐蚀性能较差。弯管型的振

各种流量计工作原理及优缺点讲解

各种流量计工作原理及优缺点讲解 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表．流量计是工业测量中重要的仪表之一．随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求越来越高，流量测量技术日新月异．为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过100种。 每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类。有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。 按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可 分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

一、按测量原理分类 1.力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 2.电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 3.声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。 4.热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 5.光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 6.原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表．