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。
图9.1 标准节流装置
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圆缺喷嘴等，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，
在节流件前后将产生压力和速度的变化，如刚
9.2所示。在截面1处流体未受节流件影响，流
束充满管道，管道截面为A1，流体静压力为p1，
平均流速为v1，流体密度为ρ1。截面2是经节
流件后流束收缩的最小截面，其截面积为A2，
压力为P2，平均流速为v2，流体密度为ρ2。图
9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静
压力，实线代表管壁处静压力。流体的静压力
和流速在节流件前后的变化情况，充分地反映
了能量形式的转换。在节流件前，流体向中心
图9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况 加速，至截面2处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。然后流束扩张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3处。由于涡流区的存在，导致流体能量损失，因此在截面3处的静压力P 3不等于原先静压力p 1，而产生永久的压力损失p δ。 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、2处沿管中心的流线有以下能量关系：
22220220210110
v p v p +=+ρρ （9-1） 因为是不可压缩流体，则ρρρ==
21。由于流速分布的不均匀，
截面1、2处平均流速与管中心的流速有以下关系： 22201110,v C v v C v == （9-2） 式中C 1，C 2为截面1、2处流速分布不均匀的修正系数。
考虑到实际流体有粘性，在流动时必然会产生摩擦力，其损失的能量为
2221v ε，ε为能量损失系数。
在考虑上述因素后，截面1、2处的能量关系可写成：
22222220212
110222v v C p v C p ερρ++=+ （9-3） 根据流体的连续性方程，有
ρρ2211v A v A = （9-4） 又设节流件的开孔面积为A 0 ，
定义开口截面比m=A 。／A 1 ，收缩系数μ=A 2／A 0 。联解式(9-2)-式（9-4）可得 ()201022212
2221
p p m C C v --+=ρμε （9-5）
因为流束最小截面2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
得的压力为21p p ''和，用它代替式(9-5)中管轴中心的静压力2010p p 和时，需引入一个取压系
数?，并且取
21
2010p p p p '-'-=? （9-6） 将上式代入（9-5），并根据质量流量的定义，可写出质量流量与差压21
p p p '-'=?的关系：
p m C C A A v q m ?-+=
=ρμε?μρ2222122022 （9-7）
令流量系数α为
22212
2m C C με?
μα-+= （9-8）
于是流体的质量流量可简写为
p A q m ?=ρα20 （9-9） 体积流量为
p A q ?=ρα20 （9-10） 对于可压缩性流体，考虑到气体流经节流件时，由于时间很短，流体介质与外界来不及进行热交换，可认为其状态变化是等熵过程，这样，可压缩性流体的流量公式与不可压缩性流体的流量公式就有所不同。但是，为了方便起见，可以采用和不可压缩性流体相同的公式形式和流量系数α，只是引入一个考虑到流体膨胀的校正系数ε，称可膨胀性系数，并规定节流件前的密度为ρ1，则可压缩性流体的流量与差压的关系为
p A q p
A q v m ?=?=101022ραεραε （9-11）
式中可膨胀性系数￡的取值为小于等于1，如果是不可压缩性流体，则ε=1。
式（9-11）成为流量方程，也称流量公式。
在实际应用时，流量系数α 常用流出系数C 来表示，它们之间的关系为：
41βα-=C （9-12） 式中D
d =β，称为直径比。这样，流量方程也可写成： p
A C q p A C q v m ?-=?-=
140
1402121ρβερβε （9-13） 二、标准节流装置
节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前、后直管段。
标准节流装置是指节流件和取压装置都标准化，节流件前后的测
量管道也符合有关规定。它是通过大量试验总结出来的，装置一
经设计和加工完毕便可直接投入使用，无需进行单独标定。这意
味着，在标准节流装置的设计、加工、安装和使用中必须严格按
照规定的技术要求、规程和数据进行，以保证流量测量的精
度。
下面以标准孔板为例介绍标准节流装置的结构、特性和安装
等的技术要求及规程：
图9.3 标准孔板
(1)标准节流件——孔板 标准孔板是一块具有与管道轴线同心的圆形开孔的、两面平整且平行的金属薄板，其剖面图如图9.3所示。它的结构形式和要求如下(详见标准GB ／T2624—93)：
1)标准孔板的节流孔直径d 是一个很重要的尺寸，在任何情况必须满足
75.020.05.12≤≤≥D
d m m
d 同时，节流孔直径d 值应取相互之间大致有相等角度的四个直径测量结果的平均值，并要求任一单测值与平均值之差不得超过直径平均值的士0.05％。节流孔应为圆筒形并垂直于上游端面A 。
2)孔板上游端面A 的平面度(即连接孔板表面上任意两点的直线与垂直于轴线的平面之间的斜度)应小于0.5％，在直径小于D 且与节流孔同心的圆内，上游端面A
的粗糙度必须小于或等于10-4d ；孔板的下游端面B 无需达到与上游端面A 同样的要
求，但应通过目视
进行检查。
3)节流孔厚度e 应在O.005D 与O.02D 之间，在节流孔的任意点上测得的各个e 值之间的差不得大于O.001D ；孔板厚度E 应在e 与0.05D 之间(当50mm ≤D ≤64mm 时，E 可以等于3.2mm)，在孔板的任意点上测得的各个E 值之差不超过0.001D ；如果E>e ，孔板的下游侧应有一个扩散的圆锥表面，该表面的粗糙度应达到上游端面A 的要求，圆锥面的斜角F 为45土15。
4)上游边缘G 应是尖锐的(即边缘半径不大于0.0004d)，无卷口、无毛边，无目测可见的任何异常；下游边缘H 和I 的要求可低于
上游边缘G ，允许有些小缺陷。
(2)标准取压装置 不同的节流件应采用不
同形式的取压装置。对于标准孔板，我国国家规
定，标准的取压方式有角接取压法、法兰取压法
和D 一2
D 取压法。 1)角接取压角接取压的取压口位于上、下游
孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端面
之间的间距等于取压口直径之半或取压口环隙
宽度之半。取压口可以是环隙取压口和单独钻孔
取压口，分别如图9.4中的 a.和 b.。当采用环
隙取压时，通常要求环隙在整个圆周上穿通管
道，或者每个夹持环应至少由四个开孔与管道内
部连通，每个开孔的中心线彼此互成等角度，而
每个开孔面积不小于12mm 2；当采用单独钻孔取
压时，取压口的轴线应尽可能以90°与管道轴线
相交。显然，环隙取压由于环室的均压作用，便
于测出孔板两端的平稳差压，有利于提高测量精
度，但是夹持环的加工制造和安装要求严格。当
管径D>500mm 时，一般采用单独钻孔取压。环隙
宽度或单独钻孔取压口的直径口通常取4～10mm
之间。 图9.4 角接取压口
2)法兰取压和D 一2
D 取压 法兰取压装置是没有取压口的法兰，D 一
2D 取压装置是没有取压口的管段，以及为保证取压口的轴线与节流件断面的距离而用来夹紧节流件的法兰，如图9.5所示。图中的法兰取压口的间距1l 、2l 是分别从节流件上、下游端面量起，而D 一2D 取压口的间距1l 、2l 都是从节流件上游端量起。1l 、2l 的取值见下表。取压口的最小直径可根据偶然阻塞得可能及良好的动态特性来决定，没有任何限制，但上游和下游取压口应具有相同的直径，并且取压口的轴线与管道轴线相交成直角。
表9-1 取压口间距1l 、2l 的取值
(3)直管段 节流装置应安装在符合要求的两段直管段之间。节流装置上游及下游侧的直管段(如图9.5所示)分为如下三段：节流件至上游第一个局部阻力件，其距离为1l ；上游第一与第二个局部阻力件，距离为0l 节流件至下游第一个局部阻力件，距离为2l 。标准节流 装置对直段管0l 、1l 、2l 的要求如下：
1)直管段应是有恒定横截面积的圆筒形管道，用目测检查管道应该是直的。
2)管道内表面应该清洁，无积垢和其他杂质。节流件上游10D 的内表面相对平均粗度应符合有关规定。
3)节流装置上、下游侧最短直管段长度随上游侧阻力件的形式和节流件的直径比而异最短直管段长度见表9-2。表中所列长度是最小值，实际应用时建议采用比所规定的长度更的直管段。表中的阀门应全开，调节流量的阀门应位于节流装置的下游。如果直管段长度 用表中括号内的数值时，流出系数的不确定度要算术相加±O.5％的附加不确定度。如果在流装置上游串联了几个阻力件(除全为90°弯头外)，则在第一个和第二个阻力件之间的长0l 可按第二个阻力件的形式，并取β=0.7(不论实际β值是多少)取表中数值的一半，串联几个90°弯头时0l =O 。
图9.5 节流件上、下游阻力件及直管段长度
例9.1 如图9.5所示，设阀门为全开闸阀，管道直径D=300mm ，孔板开孔直径d=120mm ，
试确定直管段0l 、1l 、2l 的长度。
解 直径比4.0300/120/===D d β
由表9-2查得
1l =14D ，2l =6D ， 0l =1/2×20D
把D=300mm ，代入，即可求得各直管段长度：
0l =3000mm 1l =4200mm 2l =1800mm
三、节流式流量计
节流式流量计是基于节流装置的
一种流量检测仪表，也称差压型流量
计。它由节流装置(节件和取压装置)、
引压导管、差压计和显示仪表组成，框图如图9.6所示。 图9.6 节流式流量计框图
节流装置把流体流量()v m q q 转换成差压21m q K p =?，通过引压导管送到差压计。
差压计进一步将差压信号转换为电流p K I ?=?2，显示仪表把接收到的电流信号通过标尺指示流量，标尺长度忙I K l ?=3。由于节流装置是一个非线性环节，因此显示仪表的流量指示标尺也必须是非线性刻度，这给尺寸设计和读数带来不便，误差也相对会增大一些。
为解决流量指示的非线性问题，需要在检测系统中增加一个非线性补偿环节(即开方器)。开方器可以依附在差压计(这种差压计称带开方器的差压计)内，
即差压计输出与差压之间的关系为p K K ?'=?22；也可以在差压计后插入一个开方器，开方器输出为I K I ?'='?2
，由开方器输出到显示仪表。增加一个开方器后，标尺长度与流量即成为线性关系
m m Kq q K K K K l ='=122
3 （9-14）
例9.2 有一台节流式流量计，满量程为10kg ／s ，当流量为满刻度的65％和30％时，试求流量值在标尺上的相应位置(距标尺起始点)，设标尺总长度为100mm 。
解 如果流量计不带开方器，则标尺长度与流量的关系为
2m Kq l =
由题意，时和当则有时s kg s kg q s kg mm K mm l s kg q m m /0.3/5.6%6510;./1,100,/101=?====-可求得
mm l mm l 0.9,25.42%30%65==
如果流量计带开方器，则标尺长度与流量为线性关系，由(9-14)式可得，当m q =6.5kg ／s 和3.0kg ／s ，标尺离起始点的距离分别为
mm l mm l 0.30,0.75%30%65==
节流式流量计具有结构简单，便于制造，工作可靠，使用寿命较长，适应性强等优点。几乎能测量各种工况下的介质流量，是一种应用很普遍的流量计。使用标准节流装置，只要严格按照有关规定和规程设计、加工和安装节流装置，流量计不需进行标定可直接使用。但是流量产生的压力损失大，流量计的刻度一般是非线性的，流量测量范围也较窄，正常情况下量程比只有3：1，不能测量直径在50mm 以下的小口径与大于1000mm 的大口径的流量，也不能测量脏污介质和粘度较大的介质的流量，同时还要求流体的雷诺数要大于某个临界值。
第二节 电磁式流量检测
电磁式流量检测方法目前应用最广泛的是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的电磁流量计，它能检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒(泥浆、矿浆等)的液体流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。
一、 检测原理
导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中便会有感应电势，其大小与磁场的磁感应强度、导体在磁场内的有效长度及导体的运动速度成正比。同理，如图9.7所示，导电的流体介质在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，也会在管道两边的电极上生感应电势。感应电势的方向由右手定则确定，其大小由下式决定：
BDv E x = （9-15）
式中E x 为感应电势；B 为磁感应强度；D 为管道直径，即导电流体垂直切割磁力线的长度；v 为垂直于磁力线方向的流体速度。
因为体积流量v q 等于流体流速v 与管道截面积A 的乘积，故
v D q v 24
1π= （9-16） 将上式代入（9-15），可得
x v E B D
q 4π= （9-17）
由上式可知，在管道直径D 已确定并维持磁感应强度B 不变时，这时体积流量与感应电势具有线性关系，而感应电势与流体的温度、压力、密度和粘度等无关。 根据上述原理制成的流量检测仪表称电磁流量计。
图9.7 电磁式流量检测原理 图9.8 电磁流量计结构
二、电磁流量计的结构
电磁流量计的结构如图9.8所示，它主要由磁路系统、测量导管、电极、衬里、外壳以
及转换器等部分组成。
(1)磁路系统 用于产生均匀的直流或交流磁场。直流磁场可以用永久磁铁来实现，其结构比较简单。但是，在电极上产生的直流电势会引起被测液体的电解，因而在电极上发生极化现象，破坏了原有的测量条件；当管道直径较大时，永久磁铁也要求很大，这样既笨重又不经济。所以，工业生产用的电磁流量计，大多采用交变磁场，且是用50Hz 工频电源激励产生的。产生交变磁场励磁线圈的结构型式因导管的口径不同而有所不同，图9.8是一种集中绕组式结构。它由两只串联或并联的马鞍形励磁组组成，上下各一只夹持在测量导管上。为形成磁路，减少干扰及保证磁场均匀，在线圈外围有若干层硅钢片叠成的磁轭。
(2)测量导管 其作用是让被测液体通过。它的两端设有法兰，以便与管道连接。为使磁力线通过测量导管时磁通不被分路并减少涡流，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，一般可选用不锈钢、玻璃钢、铝及其他高强度塑料等。
(3)电极 电极的结构如图9.9所示，它的作用是把被测介质切割磁力线时所产生的感应电势引出。为了不影响磁通分布，避免因电极引入的干扰，电极一般由非导磁的不锈钢材料制成。 电极要求与衬里齐平， 以便流体通过时不受阻碍。电极的安装位置宜在管道的水平方向，以防止沉淀物堆积在电极上而影响测量精度。
图9.9 电极的结构
(4)衬里 在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测介质，主要作用是增加测量导管的耐磨与耐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。因此，衬里必须是耐腐、耐磨以及能耐较高温度的绝缘材料。
(5)外壳 一般用铁磁材料制成，它是保护励磁线圈的外罩，并可隔离外磁场的干扰。
（6)转换器 流体流动产生的感应电势十分微弱，采用50Hz 交流电源供电，因而各种干挽因素的影响很大。转换器的目的是将感应电势放大并能抑制主要的干扰信号。
三、正交干扰信号的产生与抑制
采用交变磁场时，设磁感应强度B=B m sinmt ，则感应电势为
wt Dv B E m x sin = （9-18） 应用交变磁场可以有效地消除极化现象，但随之而来的电磁干扰信号明显增大，主要的干扰信号是所谓的正交干扰信号，它是指其相位和被测感应电势E x ，相差90°造成这种干扰的主要原因是：在电磁流量计工作时，管道内充满导电液体，这样，电极引线、被测液体和转换器的输入阻抗构成闭合回路。而交变磁通不可避免地会穿过该闭合回路，根据电磁感应定律，交变磁场在闭合回路中产生的感应电势为：
dt
dB K e t -= （9-19）
式中K 为系数，把交变磁场wt B B m sin =代入上式，得
??
? ??
--=2sin πωt KB e m t （9-20） 比较式（9-18）和式（9-20）可以看出，信号电势E x 与干扰电势e t 的频率相同，而相位上相差90°，所以习惯上称此项干扰为正交干扰(也称90°干扰)。严重时，正交干扰e t 可能 与信号电势E x 相当，甚至超过E x 。所以，必须设法消除此项影响，否则会引起测量误差，甚至造成流量计无法工作。
消除正交干扰的方法很多，目前主要采用的方法有：
(1)利用信号引出线路自动补偿，如图9.10所示，从一根电极上引出两根导线，并分别绕过磁极形成两个从一根电极上引出两根导线，并分别绕过磁极形成两个回路内产生方向相反的感应电势，通过调零电位器，使进入仪表的干扰电势相互抵消，以减小正交干扰电势进入转换器的输入电路。
图9.10 利用引出线自动补偿正交干扰
(2)在转换器的放大电路中进一步采取补偿措施，例如，在主放大器的反馈网络上设置正交干扰抑制器。
四、转换器及其构成原理
电磁流量计转换器的任务是把电极检测到的交变感应电势经放大转换成统一的直流标准信号。根据电磁流量计的检测特点，转换器应满足以下要求。
(1)要求转换器有很高的输入阻抗。由于感应电势的通道是两个电极间的液体，被测液体的导电性能往往很低，例如100mm 管径，被测介质是蒸馏水时，内阻约为20k Ω左右。另外，考虑到分布电容的影响，故一般希望转换器的输入阻抗要大于lOM Ω，最好要超过lOOM Ω。
(2)感应电势E x 比较微弱，并且伴有各种干扰信号。为此，要求转换器除对有用信号进 行放大外，还必须设法消除各种干扰。
图9.11 正交干扰自动补偿原理
对于正交干扰电势，虽然在信号引线时采取了一定的补偿措施，但是，由于正交干扰电
势在工作中是变化的，因而在转换部分还必须进一步降低它的影响。最常用的方法是利用正交干扰电压自动补偿，其原理见图9.11所示。在转换器的放大通道中，附加有消除正交干扰影响的负反馈线路，取出放大器输出信号中的正交干扰电压，深度负反馈到放大器的输入端，与输入信号中的正交干扰电压相减，从而使正交干扰电压的输出值降低到β1倍，即
t t e e β1
≈'。而信号电压E x 不进人负反馈线路，通过放大器后的信号电压输出为K E x ，K 为放大器的放大倍数。
为了减小与感应电势同相位的共模干扰信号的影响，转换器的前置放大器一般要采用差动放大形式，利用差动放大的抑制作用，消除共模干扰的影响。
(3)由(9-18)式可知，感应电势与磁场强度有关。如果励磁电源电压和频率有波动，必然要引起磁场强度的变化，从而影响测量的正确性。因此，必须在转换器部分采取措施，以 消除电源波动的影响。图9.12是根据上述要求设计的转换器原理框图。被测信号E x 与反馈信号V z 比较后得差值信号x ε，x ε经前置放大器、主放大器、相敏整流和功率放大器得到直流电流I 0。I 0通过线圈产生磁感应强度B y ，B y =K 1I 0作用于霍尔乘法器与控制电流I y 相乘，得到霍尔电势
y y H H B I K V =
其中K H 为霍尔乘法器的霍尔系数。V H 经分压后得到反馈电压V z ，H z z V K V =，K z 为分压系数。由于控制电流I y 与流量计的励磁电流取自同一电源，则B K I y 2=。因此有
BI K K K K V z H z 21=
图9.12 转换部分方框图
令正向通道的总放大倍数4321A A A A A =，反馈回路的反馈系数B K K K K I V z H z 210
==β。这样，当1>>βA 时，有 B
K K K K A A E I z H x 210111=≈+=ββ （9-21） 将式（9-17）代入（9-21），得
D
K K K K q I z H v 2104π= （9-22）
由此可见，转换器输出的电流信号，I0与体积流量成正比。在采用霍尔乘法器时，I y的引人消除了由于励磁电源电压波动对测量的影响；正交干扰抑制单元保证了对正交干扰的负反馈作用，大大减小了正交干扰的影响。
五、电磁流量计的特点
①测量导管内无可动部件或突出于管道内部的部件，因而压力损失极小；
②只要是导电的，被测流体可以是含有颗粒、悬浮物等，也可以是酸、碱、盐等腐蚀性介质；
③流量计的输出电流与体积流量成线性关系，并且不受液体的温度、压力、密度、粘度等参数的影响；
④电磁流量计的量程比一般为10：1，精度较高的量程比可达100：1；测量口径范围大，可以从lmm到2m以上，特别适用于Im以上口径的水流量测量；测量精度一般优于O.5％。
⑤电磁流量计反应迅速，可以测量脉动流量；
⑥电磁流量计的主要缺点有：被测流体必须是导电的，不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量；由于衬里材料的限制，一般使用温度为0～200℃；因电极是嵌装在测量导管上的，这也使最高工作压力受到一定限制。
第三节 容积式流量检测
容积式流量检测是让被测流体充满具有一定容积的空间，然后再把这部分流体从出口排 出，根据单位时间内排出的流体体积可直接确定体积流量，根据一定时间内排出的总体积数可确定流体的体积总量。
基于容积式检测方法的流量检测仪表一般称为容积式流量计。常见的容积式流量计有：椭圈齿轮流量计、腰轮(罗茨)流量计、刮板流量计、活塞式流量计、湿式流量计及皮囊式流计等，其中腰轮式、湿式、皮囊式可以测量气体流量。
一、检测原理
为了连续地在密闭管道中测量流体的流量，一般是采用容积分界方法，即由仪表壳体和活动壁组成流体的计量室，流体经过仪表时，在仪表的入、出口之间产生压力差，推动活动壁旋转，将流体一份一份地排出。设计量室的容积为V 0，当活动壁旋转n 次时，流体流过的体积总量为Q v =nV 。
根据计量室的容积和旋转频率可获得瞬时流量。
下面主要介绍应用椭圆齿轮和刮板的检测原理。
图9.13 应用椭圆齿轮测量流量示意图
(1)应用椭圆齿轮的检测原理 如图9.13所示，活动壁是一对互相啮合的椭圆齿轮。被测流体由左向右流动，椭圆齿轮A 在差压p ?=p1-p2作用下，产生一个顺时针转矩[如图9.13中(a)]，使齿轮A 顺时针方向旋转，并把齿轮与外壳之间的初月形容积内的介质排出，同时带动齿轮B 作逆时针方向旋转。在(b)位置时，齿轮A 、B 均受到转矩，并使它们继续沿原来方向转动。在(c)位置时，齿轮B 在差压p ?作用下产生一个逆时针转矩，使齿轮B 旋转并带动A 轮一起转动，同时又把齿轮B 与外壳之间空腔内的介质排出。这样齿轮交替地(或同时)受力矩作用，保持椭圆齿轮不断地旋转，介质以初月形空腔为单位一次又一次地经过齿轮排至出口。可以看出，椭圆齿轮每转动一周，排出四个初月形空腔的容积，所以流体总量为
04nV Q v = （9-23）
式中V 0为初月形空腔的容积，可以算得
()
δπδπδπab R ab R V -=-=
22022121 （9-24） 式中a 、b 为椭圆齿轮长、短半轴；δ为齿轮的厚度。
应用腰轮检测流量的基本原理和椭圆齿轮相同，只是活动壁形状为一对腰轮，并且腰轮上没有牙齿。
图9.14 凸轮式刮板流量计
(2)应用刮板的检测原理其活动壁为两对刮板。它有两种主要形式，凸轮式和凹线式，其中图9.14为凸轮式刮板流量计示意图。它的壳体内腔是圆形空筒，转子是一个空心圆筒，筒边开有四个槽，相互成90°角，可让刮板在槽内伸出或缩进。四个刮板由两根连杆联接，也互成90°角，在空间交叉，互不干扰。在每个刮板的一端装有一小滚柱，四个滚柱分别在一个不动的凸轮上滚动，从而使刮板时而伸出，时而缩进。转子在人口和出口压差作用下，连刮板一起产生旋转，四个刮板轮流伸出、缩进，把计量室(两块刮板和壳体内壁、圆筒外壁所形成的空间)逐一排至出口。和椭圆齿轮一样，转子每转动一周便排出四个计量室容积的流体。
二、容积式流量计的工作特性
容积式流量计的工作特性与流体的粘度、密度以及工作温度、压力等因素有关，相对来说，粘度的影响要大一些。图9.15是容积式流量计代表性的特性曲线，其中包括误差和压力损失两组曲线。
由误差曲线可以看到，多数曲线是负误差，主要原因是仪表中有活动壁，活动壁与壳体内壁问的间隙产生流体的泄漏。在小流量时，由于转子所受力矩小，而它本身又有一定的摩擦阻力，因而泄漏量相对较大，特别是在流量很小时，负误差会很大；当流量达到一定数值后，泄漏量相对较小，特性曲线比较平坦；当流量较大时，由于流量计的入、出口间压力降增大，导致泄漏量相应增大。在相同的流量下，流体的粘度越低、越容易泄漏，误差也就越大；对于高粘度流体，则泄漏相对较小，因此误差变化不大。
流体流过流量计的压力损失随流量的增加几乎线性上升，流体粘度愈高，压损也愈大。
三、信号转换
容积式流量计的信号转换的任务是把旋转运动按一定的比例关系转换成流体的实际流量信号(瞬时值或累积值)，并进行显示。显示方式有就地显示和远传显示两种。下面以椭圆齿轮流量计为例作一介绍。
(1)就地显示椭圆齿轮转动的转数通过椭圆齿轮轴输出，又经一系列齿轮减速及转速比调整机构之后，直接带动仪表的指针和机械计数器，以实现流量和总量的显示。其原理如图9.16所示。
图9.15 容积式流量计特性曲线
图9.16 椭圆齿轮流量计的显示原理
(2)远传显示远传显示是通过减速与速比调整后的齿轮带动永久磁铁旋转，使得干簧继电器的触点以永久磁铁相同的旋转频率同步地闭合或断开，从而发出一个个电脉冲远传给控制室的二次仪表。通过电子计数器可进行流量的积算，通过频率一电压(电流)转换器可变成标准电信号。
四、容积式流量计的特点
①测量精度较高，积算精度可达±O.2％～±O.5％，有的甚至能达到±O.1％；量程比一般为10：1；测量口径在10～150mm左右；
②容积式流量计适宜测量较高粘度的液体流量，在正常的工作范围内，温度和压力对测量结果的影响很小；
③安装方便，对仪表前、后直管段长度没有严格的要求；
④由于仪表的精度主要取决于壳体与活动壁之间的间隙，因此对仪表制造、装配要求高，传动机构也比较复杂；
⑤要求被测介质干净，不含固体颗粒，否则会使仪表卡住，甚至损坏仪表，为此要求在流量计前安装过滤器；
⑥不适宜测量较大的流量，当测量口径较大时，成本高，重量和体积大，维护不方便。
第四节 变面积式流量检测
变面积式流量检测是利用在下窄上宽的锥形管中的浮子所受的力平衡原理工作的。由于流量不同，浮子的高度不同，亦即环形的流通面积要随流量变化。常用的转子流量计以及冲塞式流量计、汽缸活塞式流量计等属于这种检测方法。下面主要结合转子流量计讨论变面积式流量检测方法的原理、特性和特点。
图9.17 变面积式流量检测原理
一、检测原理
如图9.17所示，在一垂直的锥形管中，放置一阻力件——浮子(也称转子)。当流体自下而上流经锥形管时，受到浮子阻挡产生一个差压，并对浮子形成一个向上作用力。同时浮子在流体中受到向上的浮力。当这两个垂直向上的合力超过浮子本身所受重力时，浮子便要向上运动。随着浮子的上升，浮子与锥形管间的环形流通面积增大，流速减低，流体作用在浮子上的阻力减小，直到作用在浮子上的各个力达到平衡，浮子停留在某一高度。当流量发生变化时，浮子将移到新的位置，继续保持平衡。将锥形管沿高度方向以流量刻度时，则从浮子最高边缘所处的位置便可以知道流量的大小。由于无论浮子处于哪个平衡高度，其前后的压力差(也即流体对浮子的阻力)总是相同的，故这种方法又称恒压降式流量检测。 浮子在锥形管中流体的作用下所受到的力有：
浮子本身垂直向下的重力1f
g V f f f ρ=1 （9-25） 流体对浮子所产生的垂直向上的浮力2f
g V f f ρ=2 （9-26） 和流体作用在浮子上垂直向上的阻力3f 223v A f f
ρξ= （9-27） 式（9-25）-（9-27）中，V f 为浮子体积；ρf 为浮子密度；ρ为流体密度；A f 为浮子的最大截面积；ξ为阻力系数；v 为流体在环形流通截面上的平均流速。
当浮子在某一位置平衡时，则
0321=--f f f （9-28）
将式（9-25）、（9-26）、（9-27）代入（9-28），整理后得流体通过环形流通面的流速为 ()ρξρρf f f A g
V v -=2 （9-29）
设环形流通面积为A 0 ，则流体的体积流量为
()ρρραf f f v A g V A v A q -==200 （9-30）
式中ξα1
=，称流量系数。式（9-30）是变面积式流量检测的基本流量方程。可以看出，
当锥形管、浮子形状和材料一定时，流过锥形管的流体的体积流量与环形流通面积A 0 成线性关系。而A 0 又与锥形管的高度h 有明确的关系，由图9.17可知
()[]220024f d htg D A -+=?π （9-31） 式中D 0为标尺零处锥形管直径；?为锥形管锥半角；d f 为浮子最大直径。
在制造时，一般使D 0≈d f 。由于锥角?很小，一般在12’～11°31’左右，所以tg ?很小，如果忽略()2
?htg 项，则 ?πtg hD A 00= （9-32） 将式（9-32）代入（9-30），有
()ρρρ?παf f f v A g
V tg hD q -=20 （9-33）
由此可见，体积流量与浮子在锥形管中的高度近似成线性关系。流量越大，则浮子所处的平衡位置越高。
二、对流量方程各参数的讨论
(1)流量系数α 实验证明：流量系数α与锥形管的锥度，浮子的几何形状以及被测流体的雷诺数等因素有关。 在锥形管和浮子的形状已经确定的情况下，流量系数随雷诺数变化。图9.18是三种不同形状的浮子流量系数与雷诺数的关系曲线。从图中可以看出，当雷诺数比较小时，α随雷诺数的增加而逐渐增大，当雷诺数达到一定值后，α基本上保持平稳。不同形状的浮子的α与雷诺数的关系曲线也不同。
(2)流体密度ρ 由于流量方程式(9-30)中包括有流体的密度ρ，因此应用变面积式流量检测仪表时应事先知道流体的密度。按国家规定，转子流量计在流量刻度时是在标准状态(20℃，760mmHg)下用水(对液体)或空气(对气体)介质进行标定的。当被测介质或工况改变时，应对仪表刻度进行修正。设被测介质的实际密度为ρ'，当流量计指示值为v q 时，实际 流体的流量'
v q 为
()()ρρρρρρ'-'-='f f v v
q q （9-34）
上式是在假设介质改变或密度改变时流体的粘度与标定用的水或空气的粘度相差不大条件下得出的。如果粘度变化比较大，会导致阻力系数ξ的变化，从而影响流量系数α。
图9.18 流量系数与雷诺数的关系
三、信号转换
变面积式流量检测仪表根据显示方式的不同可分为两类：一类是玻璃转子流量计，其锥 形管是由玻璃制成，并在管壁上标有流量刻度，因此可以直接根据转子的高度进行读数；另 一类为电远传转子流量计，如图9.19所示。它主要由金属锥形管、转子、连动杆、铁心和差动线圈等组成，当被测流体的流量变化时，转子在锥形管内上下移动。由于转子、连动杆和铁心为钢性连接，转子的运动将带动铁心一起产生位移，从而改变差动变压器的输出，通过信号放大后可使输出电压或电流与流量成一一对应关系。
因此，在电远传式转子流量计中，锥形管和转子的作用是将流量的大小转换成转子的位移，而铁心和差动变动器的作用是进一步将转子的位移转换成电信号。
图9.19 电远传转子流量计原理图
四、转子流量计的特点
①转子流量计主要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；
②流量计结构简单，使用方便，工作可靠，仪表前直管段长度要求不高；
③流量计的基本误差约为仪表量程的±2％，量程比可达10：1；
④流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影响。
第五节 其他流量的检测方法
一、漩涡式流量检测
漩涡式流量检测方法是70年代发展起来按流体振荡原理工作的。目前已经应用的有两种：一种是应用自然振荡的卡门漩涡列原理；另一种是应用强迫振荡的漩涡旋进原理。现在，卡门漩涡式流量检测方法的应用相对较多，而且发展较快，故这里只介绍这种流量检测方法。 在流体中垂直于流动方向放置一个非流线型的物体(如圆柱体、棱柱体)、，在它的下游两侧就会交替出现漩涡(如图9.20所示)，两侧漩涡的旋转方向相反，并轮流地从柱体上分离出来。这两排平行但不对称的漩涡列称为卡门涡列(有时也称涡街)。由于涡列之间的相互作用，漩涡的涡列一般是不稳定的。实验证明，只有当两列漩涡的间距h 与同列中相邻漩涡的间距l 满足为h/l =O.281条件时，卡门涡列才是稳定的。并且，单列漩涡产生的频率f 与柱体附近的流体流速v 成正比，与柱体的特征尺寸d(漩涡发生体的迎面最大宽度)成反比，即 d
v St f （9-35） 式中St 称为斯特劳哈尔数，是一个无因次数。St 主要与漩涡发生体的形状和雷诺数有关。在雷诺数为500～15000的范围内，St 基本上为一常数，如图9.21所示，
图9.20 卡门涡列形成原理 图9.21 斯特劳哈尔数与雷诺数的关系
对于圆柱体St=0.20；对于三角柱St=0.16，在此范围内可以认为频率f 只受流速v 和漩涡发生体特征尺寸d 的支配，而不受流体的温度、压力、密度、粘度等的影响。所以，当测得 频率f 后，就可得到流体的流速v ，进而可求得体积流量v q 。
漩涡发生体是流量检测的核心，它的形状和尺寸对于漩涡式流量检测仪表的性能具有决定性作用。图9.22给出了常见的几种漩涡发生体的断面，其中圆柱形、方柱形和三角柱形更为通用，称为基形漩涡发生体。圆柱体的St 较高，压损低，但漩涡强度较弱；方柱形和三角柱形漩涡强烈并且稳定，但是前者压损大，而后者St 较小。
根据卡门漩涡列原理制成的流量检测仪表称卡门漩涡流量计。除了漩涡发生体外，流量计还包括频率检测，频率一电压(电流)转换等部分。漩涡频率的检测是漩涡流量计的关键。考虑到安装的方便和减小对流体的阻力，一般把漩涡频率检测元件附在漩涡发生体上。不同形状的漩涡发生体，其漩涡的成长过程以及流体在漩涡发生体周围的流动情况有所不同，因此漩涡频率的检测方法也不一样。例如圆柱体漩涡发生体常用铂热电阻丝检测法；三角柱漩涡发生体采用热敏电阻或超声波检测法；矩形柱漩涡发生体采用电容检测法等。
图9.22 常见漩涡发生体断面 图9.23 漩涡频率检测原理
圆柱体漩涡发生体的铂热电丝在圆柱体空腔内，如图9.23(a)所示。由流体力学可知，当圆柱体右下侧有漩涡时，将产生一从下到上作用在柱体上的升力。结果有部分流体从下方导压孔吸入，从上方的导压孔吹出。如果把铂电阻丝用电流加热到比流体温度高出某一温度，流体通过铂电阻丝时，带走它的热量，从而改变它的电阻值，此电阻值的变化与放出漩涡的频率相对应，由此便可检测出与流速变化成比例的频率。
图9.23(b)是三角柱漩涡发生体的漩涡频率检测原理图。两只热敏电阻对称地嵌入在三角柱迎流面中间，并和其他两只固定电阻构成一个电桥。电桥通以恒定电流使热敏电阻的温塞升高。在流体为静止或三角柱两侧未发生漩涡时，两只热敏电阻温度一致，阻值相等，电桥无电压输出。当三角柱两侧交替发生漩涡时，由于散热条件的改变，使热敏电阻的阻值改变，引起电桥输出一系列与漩涡发生频率相对应的电压脉冲。经放大和整形后的脉冲信号即可用于流体总量的显示，同时通过频率一电压(电流)转换后输出模拟信号，作为瞬时流量显示。
二、涡轮式流量检测
涡轮式流量检测方法是以动量矩守恒原理为基础的，
如图9.24所示，流体冲击涡轮叶片，使涡轮轮旋转，涡轮
的旋转速度随流量的变化而变化，通过涡轮外的磁电转换
装置可将涡轮的旋转转换成电脉冲。
由动量矩守恒定理可知，涡轮运动方程的一般形式为
321T T T T dt
d J
---=ω （9-36） 式中，J 为涡轮的转动惯量，dt d ω为涡轮旋转的角加速 图9.24 涡轮式流量检测方法原理图 度；T 为流体作用在涡轮上的旋转力矩；T 1为由流体粘滞摩擦力引起的阻力矩；T 2为由轴这种检测方法的特点是管道内无可动部件，使用寿命长，压力损失较小；测量精度较高(约为士O.5％～1％)，量程比可达100：1；在一定的雷诺数范围内，几乎不受流体的温度、压力、密度、粘度等变化的影响，故用水或空气标定的漩涡流量计可用于其他液体和气体的流量测量而不需标定，尤其适用于大口径管道的流量测量。但是流量计安装时要求有足够的直管段长度，上游和下游的直管段分别要求不少于20D 和5D ，漩涡发生体的轴线应与管路轴线垂直。
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。
涡轮流量计的工作原理与结构
1．涡轮流量计的工作原理 涡轮流量计的原理示意图如图3—1所示．在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑．当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转．在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比．由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量． 此主题相关图片如下： 按此查看图片详细信息 涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测．当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化．传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值． 涡轮流量计总体原理框用见图3—2所示． 2．涡轮流量计的构造 流体从机壳的进口流入．通过支架将一对袖承固定在管中心轴线上，涡轮安装在轴承上．在涡轮上下游的支架上装有呈辐射形的整流板，以对流体起导向作用，以避免流体自旋而改变对涡轮叶片的作用角度．在涡轮上方机壳外部装有传感线圈，接收磁通变化信号． 下面介绍主要部件． (1)涡轮 涡轮由导磁不锈钢材料制成，装有螺旋状叶片．叶片数量根据直径变化而不同，2－24片不等．为了使
涡轮对流速有很好的响应，要求质量尽可能小． 对涡轮叶片结构参数的一般要求为：叶片倾角10°－15°(气体)，30°－45°（液体）；叶片重叠度P为1—1．2；叶片与内壳间的间隙为0．5—1mm． (2)轴承 涡轮的轴承一般采用滑动配合的硬质合金轴承，要求耐磨性能好． 由于流体通过涡轮时会对涡轮产生一个轴向推力，使铀承的摩擦转矩增大，加速铀承磨损，为了消除轴向力，需在结构上采取水力平衡措施，这方法的原理见图3—3所示．由于涡轮处直径DH略小于前后支架处直径Ds，所以，在涡轮段流通截而扩大，流速降低，使流体静压上升 P，这个 P的静压将起到抵消部分轴向推力的作用． 图3－3 水力平衡原理示意图 此主题相关图片如下： 按此查看图片详细信息 (3)前置放大器 前置放大器由磁电感应转换器与放大整形电路两部分组成，示意图见图3—4所示．
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)
涡轮流量计
涡流流量计 1、涡轮流量计类别：（1）插入式涡轮流量计（2）气体涡轮流量计（3）智 能涡轮流量计（4）液体涡轮流量计（5）卡箍式液体涡轮流量计（6）防腐型涡轮流量计 2、涡轮流量计用途：涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有精度高，重复 性好，结构简单，运动部件少，耐高压，测量范围宽，体积小，重量轻，压力损失小，维修方便等优点，用于封闭管道中测量低粘度气体的体积流量和总量。在石油，化工，冶金，城市燃气管网等行业中具有广泛的使用价值。 3、涡轮流量计安装注意事项：（1）对直管段的要求：流量计必须水平安装 在管道上（管道倾斜在5以内），安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。（2）对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。（3）对旁通管的要求：为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流体产生不稳流现象。（4）对外部环境的要求：流量计最好安装在室内，必须要安装在室外时，一定要采用防晒、防雨. 防雷措施，以免影响使用寿命。（5）对介质中含有杂质的要求：为了保证流量计的使用寿命，应在流量计的直管段前安装过滤器。（6）安装场所：流量计应安装在便于维修，无强电磁干扰与热辐射的场所。（7）对安装焊接的要求：用户另配一对标准法兰焊在前后管道上。不允许带流量计焊接！安装流量计前应严格清除管道中焊渣等脏物，最好用等径的管道（或旁通管）代替流量计进行吹扫管道。以确保在使用过程中流量计不受损坏。安装流量计时，法兰间的密封垫片不能凹入管道内。 （8）流量计接地的要求：流量计应可靠接地，不能与强电系统地线共
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。
孔板流量计安装说明
孔板流量计说明书 一、用途 标准环室孔板、法兰孔板节流装置是无刻度的流量测量装置，它与气动、电动差压变送器或双波纹管差压变送器配套使用。在冶金、化工、石油、电力工业系统连续测量介质温度≤400℃的液体、气体、蒸汽流经孔板所产生的压差，又变送器将该压差讯号转换成比例的输出信号，再有二次仪表或调节器，对被测量流量进行记录，指示或调节。 二作用原理和结构 1、基本原理 在管道内部装上孔板或喷咀等节流件，由于节流件的孔径小于管道内径，当流体流经节流件时，流束截面突然收缩，流速加快。节流件后 端流体的静压力降低，于是在节流件前后产生产生静压 力差（见图1），该静压力差与流体过的流体流量之间有 确定的数值关系、符合Q=K。△P 。用差压变送器 （或差压计）测量节流件前后的差压，实现对流量的测量。 2、节流装置的结构 节流装置的结构如图2、3所示： 图2、标准环室孔板节流装置结构示图（Pg≤25） 1、法兰 2、导管
3、前环室 4、节流件 5、后环室 6、垫 7、螺栓8、螺母 图3、标准法兰孔板节流装置示意图（Pg≥64）1、取压法兰2、孔板3、导压管4、密封垫5螺母6螺栓 三、安装要求 节流装置的安装和适用于下列管段和管件有关：节流件上游侧第一阻力件、第二阻力件，节流件下右侧第一阻力件，从节流件上游第二阻力件到下游第一阻力件之间的管段以及差压讯号管路等。
1、管道条件： （1）节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。 （2）安装节流件用得直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正稀疏。 （3）为保证流体的流动在节流件前1D出形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种分布成均匀的轴对称形，所以 1）直管段必须是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严格，并且有一定的圆度指标。具体衡量方法： （A）节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值，取平均值D。任意内径单测量值 与平均值之差不得超过±0。3% （B）在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，任意单测值与D比较，其最大偏差不得超过±2% 2）节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关，见表1（β=d/D, d为孔板开孔直径，D为管 道内径）。 （4）节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不论实际β值是多少）取表一所列数值的1/2 （5）节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时，则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D（15D）。若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其 它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的最小 直管段长1外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D（15D）。
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
涡轮流量计工作原理及技术参数.
涡轮流量计工作原理及技术参数 一、工作原理 流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢 和线圈组成的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电 脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内,脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比,流量方程为:Q=3600×f/k 式中: f——脉冲频率[Hz]; k——传感器的仪表系数[1/m],由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k Q——流体的瞬时流量(工作状态下[m3/h];https://www.wendangku.net/doc/ea14743236.html, 3600——换算系数。 每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中,k值设入配套的显示仪表中,便可显示出瞬时流量和累积总量。 二、技术参数 公称口径:管道式:DN4~DN200 插入式:DN100~DN2000 精度等级:管道式:±0.5级,±1.0级
插入式:±1.5级、±2.5级 高精度的可达0.2级 环境温度:-20℃~50℃ 介质温度:测量液体:-20℃~120℃ 测量气体:-20℃~80℃ 大气压力:86KPa~106KPa 公称压力: 1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa 防爆等级:ExdIIBT4 连接方式:螺纹连接、法兰夹装、法兰连接、插入式等 直管段要求:气体:上游直管段应≥10DN,下游直管段应≥5DN 液体:上游直管段应≥20DN,下游直管段应≥5DN 插入式:上游直管段应≥20DS,下游直管段应≥7DS(DS为管道实测内径 显示方式:(1远传显示:脉冲输出、电流输出(配显示仪表 (2现场显示:8位LCD 显示累积流量,单位(m3 4位LCD显示瞬时流量,单位(m3/h、电池电量、频率、流速 (3温度压力补偿型: A、显示标准瞬时流量及标准累计流量 B、显示当前压力、温度、电池电压 输出功能:
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）。
孔板流量计安装方法
孔板流量计安装方法 在众多流体流量的测量仪表当中，最常见的一种节流式流量计要算孔板流量计了，但很多第一次使用孔板流量计的用户对它的安装方法还很陌生，下面我公司为大家简要介绍一下孔板流量计的安装，希望对大家有所帮助： 安装孔板流量计的管道条件及步骤： 1、节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。 2、安装节流件用的直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正系数。 3、为保证流体的流动在节流件前1D处形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种分布成均匀的轴对称形，所以： (1)直管段必须是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求极为严格，并且有一定的圆度指标。具体衡量方法： A.节流件前OD，D/2，D，2D四个垂直管截面上，以大致相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值，取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0.3%。 B.在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，任意单测值与D比较，其最大偏差不得超过±2%。 (2)节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关。 (3)节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0.7（不论实际β值是多少）取所列数值的1/2。 4、节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时，则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D（15D）。若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合规定的最小直管段长1外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D（15D）。 5、根据流量计安装说明书接上信号线、电源线。 6、开启进口、出口阀门，进出口阀门开度要一致。
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
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：
流量计安装规范
转子流量计安装要求： 1、实际的系统工作压力不得超过流量计的工作压力。 2、应保证测量部分的材料、内部材料和浮子材质与测量 介质相容； 3、环境温度和过程温度不得超过流量计规定的最大使用 温度； 4、转子流量计必须垂直地安装在管道上，并且介质流向 必须由下向上； 5、流量计法兰的额定尺寸必须与管道法兰相同。 6、为避免管道引起的变形，配合的法兰必须在自由状态 对中，以消除应力； 7、为避免管道振动和最大限度减小流量计的轴向负载， 管道应有牢固的支架支撑； 8、截流阀和控制流量都必须在流量计的下游。 9、支管段要求在上游侧5DN，下游侧3DN（DN是管道的通 径）； 质量流量计安装 1、传感器的刚性和无应力支撑 2、避免把传感器安装在管道的最高位置，因为气泡会集 结和滞留，在测试系统中引起测量误差；
3、如果不能避免过长的下游管道（一般不大于3M），应多 装一个通流阀； 4、与输送泵的距离至少要大于传感器本身长度的4倍（两 法兰之间距离），如果泵引起多余的振动，必须用绕性管或连接管进行隔离。 5、调节阀、检查观察窗等附加装置都应安装在离传感器 至少1X“L”远处（L为传感器安装法兰之间距离） 6、支架不能安装在法兰或外壳上，一般离法兰的距离为 20~200mm; 电磁流量计安装 1、电磁流量计，特别是小于DN100mm(4”)的小流量计， 在搬运时受力部位切不可在信号变送器的任何地方，应在流量计的本体。 2、按要求选择安装位置，但不管位置如何变化，电机轴 必须保持基本水平。 3、电磁流量计的测量管必须在任何时候都是完全注满介 质的； 4、安装时，要注意流量计的正负方向或箭头方向应于介 质流方向一致。
涡轮流量计说明书
LWGY涡轮流量计 使用说明书 一、概述 LWGY系列涡轮流量计是本厂采用国外先进技术生产制造的，是液体计量最理想的流量计之一。它具有结构简单、精确度高、安装维修使用方便等特点。该产品广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸、环保、食品等领域，可靠测量水、纯水、自来水、无杂质的污水、柴油、汽油和低粘度的原油等液体的体积流量。与具有定量功能的显示仪表配套使用，可以进行自动定量控制、上下限报警等用途。 二、产品特点： 1．传感器为硬质合金轴承止推式，不仅保证精度，并且提高耐磨性能。2．结构简单、牢固以及拆装方便。 3．测量范围宽，下限流速低。 4．压力损失小，重复性好，精确度高。 5．具有较高的抗电磁干扰和抗振动能力。 三、工作原理： 流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导
磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电 脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内，脉冲频率f 与流经传感器的流体的瞬时流量Q 成正比，流量方程为： k f Q ? =3600 式中： f ——脉冲频率[Hz]； k ——传感器的仪表系数[1/m 3]，由校验单给出。若以[1/L]为单位k f Q ?=6.3 Q ——流体的瞬时流量（工作状态下）[m 3/h]； 3600——换算系数。 每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中，k 值设入配套的显示仪表中，便可显示出瞬时流量和累积总量。 四．主要技术性能： 1.公称通径：（4～200）mm ，DN-200以上选用插入式； 2.介质温度：常温型（-20～80）℃、高温型（-20～150）℃； 3.环境温度：（-20～55）℃； 4.准 确 度：±0.2%、±0.5%、±1％； 5.检出器信号传输线制：三线制电压脉冲（三芯屏蔽电缆）； 6.供电电源：电压：12V ±0.144V, 电流：≤10mA ； 7.输出电压幅值：高电平≥8V ，低电平≤0.8V ； 8.脉冲输出型：传感器至显示仪表的距离可达250米； 9.4～20mA 输出型：变送器至显示仪表的距离可达500米；
电磁流量计安装及接线方法
电磁流量计安装及接线方法 电磁流量计安装点的选择 为了使流量计工作可靠稳定，在选择安装点时应注意以下要求： ⑴尽量避开铁磁性物体，高射频，强震动干扰源及具有强电磁场设备（如大功率电机、大型变压器等），以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号 ⑵应尽量安装在干燥通风之处，不宜在潮湿、易积水的地方安装 ⑶应尽量避免日晒雨淋，环境温度应在-20--60℃及相对湿度小于95% ⑷选择便于维修，活动方便的地方 ⑸流量计应安装在水泵后端，决不能在抽吸侧安装；阀门应安装在流量下游侧 电磁流量计安装注意事项 ⑴传感器既可在直管道上安装，也可以在水平或倾斜管道上安装，但要求a二电极的中心连线处于水平状态。
⑵介质在安装位置应该满管流动，避免不满管及气泡附着在电极上 正确位置错误位置 ⑶对于液固两相流体，最好采用垂直安装，使被传感器衬里磨损均匀，延长使用命。 垂直上升 ⑷流量计安装位置介质不满管时，可采取抬高流量管后端管路的方法,使其满管，严禁在管道最高点和出水口安装流量计。 略微上升 ⑸修改管道的安装方法：当介质流速达不到要求时，应当选用较小口径的流量计，
这时应使用异径锥形管或修改部分管道，使其与传感器同口径，但前后直管段至少须满足：前直管段≥5D,后直管道≥2D(D为管径) ⑹前后直管段为流量计前≥5D，后端≥2D (7)不把流量计安装在被测流体电导率极不均匀的地方。在上游有化学物质注入的情况下，极易导致电导率的不均匀性，从而对流量指示产生严重干扰。在这种情况下，建议将注入口移到下游管道。如果必须从流量计上游注入化学物质，则流量计应尽量远离注入口（一般在20D以上）,以保证液体充分混合均匀。 注入化学物质 (8)自由落差式流量计的安装示意图如下： (9)大口径流量计（DN200以上）安装时建议在安装管线上加接弹性管件
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
涡轮流量计说明书
安装使用说明书
目录 一、概述 (1) 二、LWGY基本型涡轮流量传感器 (1) 1、结构特征与工作原理 (1) 2、基本参数与技术性能 (2) 3、安装、使用和调整 (2) 三、LWGYA型涡轮流量传感器 (6) 四、LWGYB型涡轮流量传感器 (6) 五、LWGYC型涡轮流量传感器 (7) 六、维修和常见故障 (8) 七、运输、贮存 (9) 八、开箱注意事项 (9) 九、订货须知 (9)
本产品依据GB/T 9246—1999机械行业 标准设计制造 一、概述 LWGY系列涡轮流量传感器（以下简称传感器）基于力矩平衡原理，属于速度式流量仪表。传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点，广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸等行业，是流量计量和节能的理想仪表。 传感器与显示仪表配套使用，适用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用，且无纤维、颗粒等杂质的液体。若与具有特殊功能的显示仪表配套，还可以进行定量控制、超量报警等。选用本产品的防爆型式(ExmIIT6),可在有爆炸危险的环境中使用。 传感器适用于在工作温度下粘度小于5×10-6m2/s的介质，对于粘度大于5×10-6m2/s的液体，要对传感器进行实液标定后使用。 如用户需用特殊形式的传感器，可协商订货，需防爆型传感器时，在订货中加以说明。 二、LWGY基本型涡轮流量传感器
2．1 结构特征与工作原理 2．1．1 结构特征 传感器为硬质合金轴承止推式，不仅保证精度，耐磨性能提高，而且具有结构简单、牢固以及拆装方便等特点。 2．1．2 工作原理 流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量或总量。在一定的流量范围内，脉冲频率f 与流经传感器的流体的瞬时流量Q 成正比，流量方程为： k f Q ?=3600 式中： f —— 脉冲频率[Hz] k —— 传感器的仪表系数[1/m 3]，由校验单给出。若 以[1/L]为单位 Q —— 流体的瞬时流量（工作状态下）[m 3/h] 3600 —— 换算系数 每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中，k 值设
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
【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）.