測(cè)量不同的(de)介質選擇(ze)不同的流(liu)量計
廣州(zhōu)迪川儀器(qì)儀表有限(xiàn)公司爲了(le)保證流量(liàng)儀表在生(shēng)産現場過(guò)程中發揮(huī)好、精确的(de)使用，流量(liàng)計的選擇(ze)，必須要根(gen)據生産現(xian)場需要計(jì)量的介質(zhì)而定。
一、氣(qì)體介質，應(yīng)選擇的流(liu)量計品種(zhong)是：1、超聲波(bo)氣體流量(liàng)計。2、渦街🈲流(liu)量計。如氣(qi)體溫度超(chāo)過300℃,可選氣(qi)壓式流量(liàng)計。
二、石油(yóu)、柴油等油(yóu)品介質，應(ying)選擇的流(liú)量計品種(zhong)是：超聲波(bō)流量計。
三(sān)、砂漿、電粉(fěn)漿等大濃(nong)度、固體顆(ke)粒含量大(dà)的介質，應(yīng)選☂️擇的流(liu)量計品種(zhong)是：電磁流(liu)量計。 四、自(zì)來水大✨流(liu)量的介質(zhi)，應✊選擇的(de)流💰量計品(pǐn)種是：适用(yòng)選型爲智(zhì)能電磁流(liu)量計、超聲(shēng)波流量計(jì)。其他☔諸如(rú)渦街流量(liàng)計、孔闆流(liú)量計等也(yě)可以。
五、污(wu)水、紙漿等(děng)渾濁液體(tǐ)介質，應選(xuan)擇的流量(liang)計品種是(shi)：1、超🔴聲⁉️波🚶流(liú)量計及智(zhi)能電磁流(liu)量計。但在(zài)選用電磁(ci)🧑🏽🤝🧑🏻流量計時(shi)要考㊙️慮液(yè)體中不含(han)較多空氣(qì)或氣🐪泡。 六(liù)、帶⛹🏻♀️有較多(duō)氣泡的❤️液(yè)體介質，應(yīng)選擇的流(liu)量計品種(zhong)是：超🈲聲波(bo)流量計，使(shi)用該類型(xing)的流🔞量計(jì)測量🔞帶有(yǒu)氣泡的流(liú)體，效果十(shi)分好。 七、純(chún)淨水、除鹽(yán)水等🍓電導(dao)率低的介(jiè)質，應選擇(ze)的流量計(jì)品種是：超(chao)聲波☁️流量(liàng)計非常适(shi)合⁉️測量這(zhè)類流體。 八(bā)、酸、堿液等(deng)強腐蝕性(xìng)介質，應選(xuǎn)擇的流量(liang)計品種是(shì)：1、抗酸堿内(nei)襯的電磁(cí)流量計。2、外(wài)夾式超🈚聲(sheng)波流量計(jì)。
用以測量(liàng)管路中流(liu)體流量(單(dan)位時間内(nèi)通過的流(liú)體體積)的(de)儀表。有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節流式流(liú)量計、細縫(féng)流量計、容(rong)積流量計(ji)、電磁👄流量(liàng)計、超聲波(bō)流量計和(hé)堰等。
流量(liang)測量方法(fǎ)和儀表的(de)種類繁多(duo),分類方法(fǎ)也很㊙️多。至(zhi)✏️今爲止,可(kě)供工業用(yong)的流量儀(yí)表種類達(dá)60種之多。品(pǐn)😘種如此之(zhi)多的原因(yin)就在于至(zhì)今還沒找(zhao)到一種對(dui)任何流體(tǐ)、任何量程(cheng)、任何📐流動(dòng)狀态以及(ji)任何使用(yong)條件都适(shi)用的流量(liang)儀表。
這60多(duo)種流量儀(yí)表,每種産(chǎn)品都有它(tā)特定的适(shì)用性🈲,也都(dou)有它的局(ju)限性。按測(ce)量對象劃(hua)分就有封(fēng)閉管🌈道和(hé)明渠兩大(da)類;按測量(liàng)目的又可(ke)分爲總量(liang)測量和流(liú)量測量,其(qí)儀表分别(bie)稱作總量(liàng)表和流量(liang)計。
總量表(biǎo)測量一段(duan)時間内流(liu)過管道的(de)流量,是以(yi)短⭐暫時間(jiān)🌈内流過的(de)總量除以(yi)該時間的(de)商來表示(shi),實際上流(liú)量計通常(cháng)亦備有累(lèi)積流量裝(zhuang)置,做總量(liàng)表✉️使用,而(ér)總量表亦(yì)備有流量(liang)發🐇訊裝置(zhì)🔆。因此,以嚴(yan)格💰意義來(lái)分流量計(jì)和總量表(biao)已無實際(ji)意義。
按測(cè)量原理分(fen)有力學原(yuán)理、熱學原(yuán)理、聲學原(yuan)理、電學原(yuán)理、光🌐學原(yuan)理、原子物(wu)理學原理(li)等。
按照目(mù)前流行、廣(guang)泛的分類(lei)法,即分爲(wèi):容積式流(liú)量計、差壓(yā)式流量計(ji)、浮子流量(liàng)計、渦輪流(liú)量計、電磁(ci)流量計、流(liú)體🧡振蕩流(liu)量計中的(de)渦街流量(liàng)計、質量流(liu)量😍計和插(cha)入式流量(liang)計、探針式(shì)流⛱️量計，來(lái)分别闡述(shu)各種流量(liàng)計的原理(li)、特點、應用(yong)概況及國(guó)内外的發(fā)展情況。
差(cha)壓式流量(liang)計是根據(jù)安裝于管(guǎn)道中流量(liàng)檢測件産(chǎn)生的🔞差壓(yā),已知的流(liú)體條件和(he)檢測件與(yǔ)管道的幾(ji)何尺寸來(lái)計算流量(liàng)的㊙️儀表。
差(cha)壓式流量(liàng)計由一次(cì)裝置(檢測(ce)件)和二次(cì)裝置(差壓(yā)轉🌈換和流(liú)量顯示儀(yí)表)組成。通(tōng)常以檢測(ce)件形式對(dui)差壓式流(liu)量💔計分類(lèi),如孔闆流(liu)量計、文丘(qiu)裏流量計(ji)、均速管流(liú)量計等。
二(èr)次裝置爲(wèi)各種機械(xie)、電子、機電(diàn)一體式差(chà)壓計,差壓(ya)變送器及(jí)流量顯示(shi)儀表。它已(yǐ)發展爲三(san)化(系列化(hua)、通用化及(ji)标準化)程(chéng)度🈲很高的(de)、種類規格(gé)龐雜的一(yi)大類儀表(biǎo),它🔴既可測(ce)量流量㊙️參(can)數,也可測(ce)量其它參(cān)數(如壓👉力(lì)、物位、密度(du)等)。
差壓式(shi)流量計的(de)檢測件按(an)其作用原(yuán)理可分爲(wei):節流裝置(zhì)、水👣力❗阻力(lì)式、離心式(shi)、動壓頭式(shì)、動壓頭增(zeng)益式及📱射(shè)流式幾✍️大(dà)類。
檢測件(jian)又可按其(qi)标準化程(cheng)度分爲二(er)大類:标準(zhǔn)的和非♈标(biao)準的。
所謂(wei)标準檢測(ce)件是隻要(yào)按照标準(zhun)文件設計(jì)、制造、安裝(zhuang)🌈和使用㊙️,無(wu)須經實流(liú)标定即可(ke)确定其流(liú)量值和估(gū)🈲算測量誤(wu)差。
非标準(zhun)檢測件是(shì)成熟程度(dù)較差的,尚(shang)未列入标(biāo)準中💚的檢(jiǎn)測📞件。
差壓(yā)式流量計(jì)是一類應(ying)用廣泛的(de)流量計,在(zai)各類🌐流量(liàng)儀♋表🏃中其(qi)使用量占(zhàn)居*。近年來(lai),由于各種(zhong)新型⭐流量(liàng)計的🤩問世(shi),它的使用(yong)量百分數(shu)逐漸下降(jiang),但目♈前仍(reng)是重要的(de)一類流✔️量(liang)計。
優點:
(1)應(yīng)用多的孔(kong)闆式流量(liàng)計結構牢(lao)固,性能穩(wěn)定可靠,使(shǐ)♍用壽命長(zhǎng);
(2)應用範圍(wéi)廣泛,至今(jin)尚無任何(he)一類流量(liàng)計可與之(zhī)相比拟;
(3)檢(jian)測件與變(biàn)送器、顯示(shì)儀表分别(bie)由不同廠(chǎng)家生産,便(biàn)于♊規模經(jīng)濟生産。
缺(que)點:
(1)測量精(jīng)度普遍偏(piān)低;
(2)範圍度(du)窄,一般僅(jǐn)3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuāng)條件要求(qiu)高;
(4)壓損大(dà)(指孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注：一(yi)種新型産(chǎn)品：引進美(mei)國航天*而(ér)開發的平(píng)衡流量計(jì)，這種流量(liang)計的測量(liang)精度是傳(chuan)統節流裝(zhuang)置的5-10倍，永(yong)9壓力損失(shi)1/3。壓力恢複(fú)快2倍，小直(zhi)管段可以(yǐ)小至1.5D，安裝(zhuang)和🈲使用方(fāng)📐便，大大減(jiǎn)少流體運(yùn)行的能力(li)消耗。
應用(yong)概況:
差壓(yā)式流量計(ji)應用範圍(wei)特别廣泛(fàn),在封閉管(guǎn)道的♈流♻️量(liang)測🤩量中各(ge)種對象都(dōu)有應用,如(ru)流體方面(miàn):單相、混相(xiàng)🈲、潔淨、髒污(wū)、粘性🍓流等(deng);工作狀态(tài)方面:常壓(yā)、高壓、真空(kong)、常溫、高溫(wēn)、低溫等☂️;管(guǎn)徑方面:從(cong)幾mm到幾m;流(liú)動條件方(fang)面:亞音速(sù)、音速🧑🏽🤝🧑🏻、脈動(dong)流等。它在(zai)各工業部(bù)門的🔱用量(liang)約占流量(liàng)計全部用(yòng)量的1/4~1/3。
3.2 浮子(zi)流量計
浮(fú)子流量計(ji),又稱轉子(zǐ)流量計,是(shi)變面積式(shi)流量計的(de)一種,在一(yī)根由下向(xiang)上擴大的(de)垂直錐管(guan)中,圓形橫(heng)截面的❓浮(fú)子的重力(li)是由液體(tǐ)動力承受(shou)的,從而🔞使(shǐ)浮子可以(yǐ)在錐管内(nèi)自由地🐕上(shàng)升和下降(jiang)。
浮子流量(liang)計是僅次(ci)于差壓式(shì)流量計應(ying)用範圍寬(kuān)廣的一類(lèi)流🌂量計,特(tè)别在小、微(wei)流量方面(mian)有舉足輕(qīng)重的作用(yòng)。
80年代中期(qi),日本、西歐(ou)、美國的銷(xiāo)售金額占(zhan)流量儀表(biao)的15%~20%。中🍓國産(chan)量1990年估計(jì)在12~14萬台,其(qí)中95%以上爲(wèi)玻璃錐管(guǎn)💜浮子流量(liang)計。
特點:
(1)玻(bo)璃錐管浮(fu)子流量計(ji)結構簡單(dān),使用方便(bian),缺點是耐(nai)壓力低,有(yǒu)玻璃管易(yì)碎的較大(dà)風險;
(2)适用(yong)于小管徑(jìng)和低流速(su);
(3)壓力損失(shi)較低。
3.3容積(ji)式流量計(ji)
容積式流(liú)量計,又稱(chēng)定排量流(liu)量計,簡稱(chēng)PD流量計,在(zai)流量儀表(biǎo)中是精度(dù)高的一類(lei)。它利用機(ji)械測量元(yuan)件把流體(tǐ)連續不斷(duan)地分割成(chéng)單個已知(zhi)的體積部(bù)分,根據測(cè)量室逐次(cì)重複地充(chōng)滿和排放(fang)該體積部(bù)分流體的(de)次數來測(ce)量流體體(tǐ)積總量。
容(róng)積式流量(liàng)計按其測(cè)量元件分(fèn)類,可分爲(wèi)橢圓齒輪(lun)流量計、刮(guā)闆流量計(jì)、雙轉子流(liu)量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量(liang)計、往複活(huó)塞流量計(jì)、圓盤流量(liang)計、液封轉(zhuan)筒式流量(liàng)計、濕式氣(qì)量計及膜(mo)式氣量計(jì)等。
優點:
(1)計(ji)量精度高(gāo);
(2)安裝管道(dao)條件對計(jì)量精度沒(méi)有影響;
(3)可(kě)用于高粘(zhan)度液體的(de)測量;
(4)範圍(wéi)度寬;
(5)直讀(dú)式儀表無(wú)需外部能(néng)源可直接(jiē)獲得累計(jì),總量,清🔴晰(xi)明了,操⛱️作(zuò)簡便。
缺點(diǎn):
(1)結果複雜(za),體積龐大(da);
(2)被測介質(zhì)種類、口徑(jing)、介質工作(zuo)狀态局限(xiàn)性較大;
(3)不(bu)适用于高(gāo)、低溫場合(hé);
(4)大部分儀(yi)表隻适用(yòng)于潔淨單(dān)相流體;
(5)産(chan)生噪聲及(ji)振動。
應用(yòng)概況:
容積(ji)式流量計(ji)與差壓式(shi)流量計、浮(fu)子流量計(ji)并列爲三(san)類使用量(liang)大的流量(liang)計,常應用(yòng)于昂貴介(jie)質(油品、天(tian)☎️然氣等)的(de)總量測量(liang)。
工業發達(da)國家近年(nian)PD流量計(不(bu)包括家用(yòng)煤氣表和(hé)💰家用🔞水表(biao))的銷售金(jin)額占流量(liàng)儀表的13%~23%;我(wǒ)國約占20%,1990年(nian)産量(不包(bāo)括家用煤(mei)氣表)估計(jì)爲34萬台,其(qí)中橢圓齒(chǐ)輪式和腰(yāo)輪式分别(bie)約占70%和20%。
3.4 渦(wō)輪流量計(jì)
渦輪流量(liàng)計,是速度(dù)式流量計(ji)中的主要(yao)種類,它采(cai)🌈用多葉🤩片(piàn)的轉子(渦(wo)輪)感受流(liu)體平均流(liu)速,從而且(qiě)推導出流(liu)💰量或總量(liàng)的儀🏃🏻♂️表。
一(yī)般它由傳(chuan)感器和顯(xian)示儀兩部(bù)分組成,也(yě)可做成整(zhěng)體式。
渦輪(lún)流量計和(he)容積式流(liú)量計、科裏(lǐ)奧利質量(liàng)流量計稱(cheng)爲✍️流量計(ji)中三類重(zhong)複性、精度(dù)佳的産品(pǐn),作爲類型(xíng)流量計之(zhī)一,其産品(pǐn)已發展爲(wei)多品種、多(duo)系列💁批量(liang)生産的規(gui)模。
優點:
(1)高(gao)精度,在所(suo)有流量計(ji)中,屬于精(jīng)确的流量(liang)計;
(2)重複性(xìng)好;
(3)元零點(dian)漂移,抗幹(gàn)擾能力好(hao);
(4)範圍度寬(kuān);
(5)結構緊湊(cou)。
缺點:
(1)不能(neng)長期保持(chi)校準特性(xing);
(2)流體物性(xing)對流量特(te)性有較大(dà)影響。
應用(yong)概況:
渦輪(lún)流量計在(zai)以下一些(xie)測量對象(xiang)獲得廣泛(fan)應用:石油(yóu)、有機液體(ti)、無機液、液(ye)化氣、天然(ran)氣和低溫(wen)流體統在(zài)歐洲和美(měi)國,渦❤️輪流(liu)量計在用(yong)量上是僅(jin)次于孔闆(pǎn)流量計的(de)天然計量(liàng)儀表,僅荷(hé)蘭在天然(ran)氣管線上(shàng)就采用了(le)2600多台🈲各種(zhǒng)尺寸,壓力(li)從0.8~6.5MPa的氣體(ti)渦輪流量(liàng)計,它們已(yǐ)成爲優良(liáng)㊙️的天然氣(qi)計量儀表(biao)。
3.5電磁流量(liang)計
電磁流(liu)量計是根(gen)據法拉弟(di)電磁感應(yīng)定律制成(cheng)的🎯一種測(cè)量導電性(xing)液體的儀(yí)表。
電磁流(liu)量計有一(yī)系列優良(liáng)特性,可以(yǐ)解決其它(ta)流量計不(bu)易應用的(de)問題,如髒(zāng)污流、腐蝕(shi)流的測量(liàng)。
70、80年代電磁(ci)流量在技(ji)術上有重(zhong)大突破,使(shi)它成爲應(yīng)用廣泛的(de)一類流量(liàng)計,在流量(liàng)儀表中其(qí)使用量百(bǎi)分數不斷(duan)上升。
優點(dian):
(1)測量通道(dao)是段光滑(hua)直管,不會(huì)阻塞,适用(yong)于測量含(hán)固體顆粒(li)🔞的液固二(er)相流體,如(rú)紙漿、泥漿(jiang)、污水等;
(2)不(bu)産生流量(liang)檢測所造(zao)成的壓力(li)損失,節能(néng)效果好;
(3)所(suǒ)測得體積(ji)流量實際(ji)上不受流(liú)體密度、粘(zhan)度、溫度、壓(yā)🚶♀️力和🤟電導(dao)㊙️率變化的(de)明顯影響(xiang);
(4)流量範圍(wéi)大,口徑範(fan)圍寬;
(5)可應(ying)用腐蝕性(xing)流體。
缺點(dian):
(1)不能測量(liàng)電導率很(hen)低的液體(tǐ),如石油制(zhi)品;
(2)不能測(cè)量氣體、蒸(zheng)汽和含有(yǒu)較大氣泡(pào)的液體;
(3)不(bú)能用于較(jiao)高溫度。
應(yīng)用概況:
電(dian)磁流量計(ji)應用領域(yù)廣泛,大口(kǒu)徑儀表較(jiào)多應用于(yú)給排水工(gōng)程;中小口(kou)徑常用于(yú)高要求或(huo)難測場合(hé),如鋼鐵工(gōng)業高爐🔞風(fēng)口冷卻水(shuǐ)控制,造紙(zhǐ)工業測量(liàng)紙漿液和(hé)黑液,化學(xué)工業的強(qiang)腐蝕液,有(you)色冶金工(gōng)業的礦漿(jiang);小口徑、微(wei)小口徑常(chang)用于醫藥(yào)工業、食🧑🏽🤝🧑🏻品(pin)工業、生物(wù)化學等有(you)衛生要求(qiu)的場所。
3.6 渦(wō)街流量計(ji)
渦街流量(liàng)計是在流(liu)體中安放(fang)一根非流(liu)線型遊渦(wo)發生體,流(liu)體在發生(shēng)體兩側交(jiao)替地分離(li)釋放出兩(liǎng)串規則地(dì)交錯排列(liè)的遊渦的(de)儀表。
渦街(jie)流量計按(àn)頻率檢出(chū)方式可分(fen)爲:應力式(shì)、應變☎️式✏️、電(dian)容式、熱敏(mǐn)式、振動體(ti)式、光電式(shi)及超聲式(shi)等。
渦街流(liu)量計是屬(shu)于年輕的(de)一類流量(liang)計,但其發(fa)展迅速,目(mu)前已成爲(wèi)通用的一(yi)類流量計(jì)。
優點:
(1)結構(gòu)簡單牢固(gu);
(2)适用流體(tǐ)種類多;
(3)精(jīng)度較高;
(4)範(fan)圍度寬;
(5)壓(ya)損小。
缺點(dian):
(1)不适用于(yu)低雷諾數(shu)測量;
(2)需較(jiao)長直管段(duàn);
(3)儀表系數(shu)較低(與渦(wō)輪流量計(jì)相比);
(4)儀表(biǎo)在脈動流(liú)、多相流中(zhong)尚缺乏應(yīng)用經驗。
3.7 超(chāo)聲波流量(liàng)計
超聲波(bō)流量計是(shi)通過檢測(ce)流體流動(dong)對超聲束(shu)(或超聲脈(mò)沖)的作用(yòng)以測量流(liú)量的儀表(biǎo)。
根據對信(xìn)号檢測的(de)原理超聲(shēng)流量計可(kě)分爲傳播(bo)速🐅度差法(fa)(直接時差(chà)法、時差法(fa)、相位差法(fǎ)和頻差法(fǎ)🌈)、波束偏移(yi)法、多普勒(lè)🔱法、互相關(guan)法、空間濾(lǜ)法及噪聲(shēng)法等。
超聲(sheng)流量計和(he)電磁流量(liàng)計一樣,因(yīn)儀表流通(tong)通道未設(shè)置任何阻(zu)礙件,均屬(shu)*流量計,是(shi)适于解決(jué)流量測量(liàng)困難問題(tí)的一類流(liú)♈量計,特别(bié)在大口徑(jing)流量測量(liàng)方面有較(jiào)❗突出的❤️優(you)點,近🈲年來(lai)它💜是發展(zhan)迅速的一(yī)類流量計(ji)之一。
優點(dian):
(1)可做非接(jie)觸式測量(liàng);
(2)爲無流動(dòng)阻撓測量(liang),無壓力損(sun)失;
(3)可測量(liàng)非導電性(xing)液體,對無(wú)阻撓測量(liang)的電磁流(liu)量計🏃是一(yī)種補充。
缺(quē)點:
(1)傳播時(shi)間法隻能(néng)用于清潔(jié)液體和氣(qì)體;而多普(pǔ)勒法🈲隻能(néng)用⭕于測量(liàng)含有一定(dìng)量懸浮顆(kē)粒和氣泡(pao)的液體🔱;
(2)多(duo)普勒法測(ce)量精度不(bu)高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時(shi)間法應用(yòng)于清潔、單(dan)相液體和(hé)氣體。典型(xíng)應👨❤️👨用有工(gōng)💞廠排放液(yè)、:怪液、液化(huà)天然氣等(deng);
(2)氣體應用(yong)方面在高(gāo)壓天然氣(qi)領域已有(you)使用良好(hǎo)的經㊙️驗❤️;
(3)多(duo)普勒法适(shi)用于異相(xiàng)含量不太(tài)高的雙相(xiang)流體,例👣如(ru)♻️:未🐅處理污(wū)水、工廠排(pai)放液、髒流(liú)程液;通常(cháng)不适用于(yu)非常清潔(jie)的液體。
[編(bian)輯本段]3.8 科(ke)裏奧利質(zhì)量流量計(jì)
科裏奧利(lì)質量流量(liàng)計(以下簡(jian)稱CMF)是利用(yong)流體在振(zhèn)動🆚管中流(liú)動時,産生(sheng)與質量流(liú)量成正比(bi)的科裏奧(ao)利力⚽原理(lǐ)制成的一(yi)種直接式(shi)質量流量(liàng)儀表。
我國(guo)CMF的應用起(qi)步較晚,近(jìn)年已有幾(ji)家制造廠(chang)(如太行儀(yí)表廠)自行(háng)開發供應(ying)市場;還有(you)幾家制造(zào)廠組建合(hé)資企業或(huò)引用生産(chan)系列儀表(biǎo)。
熱式氣體(tǐ)質量流量(liang)計
熱式流(liu)量計傳感(gǎn)器包含兩(liǎng)個傳感元(yuán)件，一個速(su)度傳感🌍器(qi)和一個溫(wēn)度傳感器(qì)。它們自動(dòng)地補償和(he)校🔆正氣體(ti)溫㊙️度變化(hua)。儀🛀🏻表的電(diàn)加熱部分(fèn)将速度傳(chuan)感器加熱(re)到高于工(gong)況溫度的(de)某一個定(dìng)值，使速度(du)傳感器和(he)測量工況(kuàng)溫度的傳(chuán)感✍️器之間(jian)形成恒定(dìng)溫差。當保(bǎo)持溫差不(bú)變時，電加(jiā)熱消耗的(de)能量，也可(ke)以💋說熱消(xiāo)散值，與流(liú)過氣體的(de)質🛀🏻量流量(liàng)成正比。
熱(rè)式氣體質(zhi)量流量計(jì)即Mass Flow Meter(縮寫爲(wèi)MFM)，它是氣體(tǐ)流量計量(liang)中新型儀(yi)🥵表，區别于(yú)其它氣體(tǐ)流量計不(bu)需要進行(háng)壓✔️力和溫(wen)度🌏修正，直(zhi)接測量氣(qì)體的質量(liàng)流量，一支(zhī)傳感器可(ke)以做到量(liang)程從極低(di)到高✨量程(cheng)。它适合單(dān)一氣體和(he)固定比例(li)多組份氣(qì)體的測量(liàng)。
熱式氣體(tǐ)質量流量(liàng)計是用于(yu)測量和控(kòng)制氣體質(zhì)量流量的(de)新型儀表(biǎo)。可用于石(shi)油、化工、鋼(gāng)鐵、冶金、電(diàn)❓力、輕工、醫(yi)藥、環💚保等(deng)工業部門(men)的空氣、烴(ting)類氣體、可(ke)燃性氣體(tǐ)、煙道✂️氣體(ti)的📞監測。
特(tè) 點
可靠性(xìng)高 重複性(xing)好 測量精(jīng)度高 壓損(sǔn)小
無活動(dòng)部件 量程(cheng)比寬 響應(yīng)速度快 無(wú)須溫壓補(bu)償
應 用
•工(gōng)業管道中(zhong)氣體質量(liàng)流量測量(liàng) •煙囪排出(chū)的煙氣流(liú)速測量
•煅(duàn)燒爐煙道(dào)氣流量測(ce)量 •燃氣過(guo)程中空氣(qi)流量測量(liàng)
•壓縮空氣(qi)流量測量(liàng) •半道體芯(xin)片制造過(guò)程中氣體(tǐ)流量測量(liàng)
•污水處理(lǐ)中氣體流(liú)量測量 •加(jiā)熱通風和(hé)空調系統(tǒng)中的氣體(tǐ)🏃流量測量(liàng)
•熔劑回收(shou)系統氣體(tǐ)流量測量(liàng) •燃燒鍋爐(lu)中燃燒氣(qi)體流量測(ce)量
•天然氣(qì)、火炬氣、氫(qing)氣等氣體(ti)流量測量(liang)
•啤酒生産(chan)過程中二(èr)氧化碳氣(qì)體流量測(cè)量
•水泥、卷(juan)煙、玻璃廠(chǎng)生産過程(chéng)中氣體質(zhi)量流量測(ce)量
如：美國(guo)SIERRA
中國DSN
3.9 明渠(qú)流量計
與(yu)前述幾種(zhong)不同,它是(shi)在非滿管(guan)狀敞開渠(qú)道測量自(zi)由表⛹🏻♀️面自(zì)然流的流(liu)量儀表。
非(fēi)滿管态流(liu)動的水路(lù)稱作明渠(qú),測量明渠(qú)中水流💋流(liú)量🍓的稱作(zuo)明渠流量(liang)計(open channel flowmeter)。
明渠流(liu)量計除圓(yuán)形外,還有(yǒu)U字形、梯形(xíng)、矩形等多(duō)種形狀。
明(míng)渠流量計(ji)應用場所(suǒ)有城市供(gòng)水引水渠(qú);火電廠引(yin)水和排水(shuǐ)渠、污水治(zhi)理流入和(hé)排放渠;工(gong)礦企業水(shui)排放以及(ji)水利工程(cheng)和農業灌(guàn)溉用渠道(dao)。有人估計(ji)1995台,約占流(liú)量儀表整(zhěng)體的1.6%,但⚽是(shi)國内🚶應用(yong)尚無估計(jì)數據。
4, 新工(gong)作原理流(liú)量儀表的(de)研究和開(kāi)發
4.1 靜電流(liú)量計
(electrostatic flowmeter)
日本(ben)東京技術(shù)學院研制(zhi)适用于石(shí)油輸送管(guan)線低💃導電(dian)液體流量(liang)測量的靜(jing)電流量計(ji)。
靜電流量(liàng)計的金屬(shu)測量管絕(jue)緣地與管(guan)系連接,測(cè)🌂量電容😄器(qi)上靜電荷(he)便可知道(dào)測量管内(nei)的電荷。他(ta)們分别作(zuo)了内徑4~8mm銅(tóng)、不鏽鋼等(děng)金屬和塑(su)料測量管(guan)🏃🏻儀表的實(shi)流試☀️驗,試(shì)驗表明流(liu)量與電荷(he)之間接近(jìn)于線性。
4.2 複(fu)合效應流(liu)量儀表
(combined effects meter)
該(gāi)儀表的工(gōng)作原理是(shì)基于流體(ti)的動量和(hé)壓力作用(yòng)于儀表腔(qiang)體産生的(de)變形,測量(liang)複合效應(yīng)的變形🍉求(qiú)取流量。本(ben)儀表由美(mei)國❌GMI工程和(he)管理學院(yuàn)開發,已申(shēn)請兩項專(zhuān)力☎️。
4.3 轉速表(biao)式流量傳(chuán)感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是(shì)由俄羅斯(si)科學工程(chéng)中心工業(yè)儀表公司(sī)開發，是基(jī)于🙇🏻懸浮效(xiào)應理論研(yan)制的。該儀(yí)表已在若(ruo)幹現場成(chéng)功的應用(yong)🤞(例如在核(hé)電站安裝(zhuāng)2000餘台測量(liang)熱水🚶流量(liàng)，連續使用(yòng)8年),且還在(zai)改進以擴(kuo)大應用領(ling)域。
5, 幾種流(liú)量儀表應(yīng)用和發展(zhǎn)動向
5.1 科裏(lǐ)奧利質量(liàng)流量計(CMF)
5.2 電磁流量(liang)計(EMF)
EMF從50年代(dai)初進入工(gōng)業應用以(yǐ)來,使用領(lǐng)域日益擴(kuo)展,80年✂️代後(hòu)期🐕起在各(gè)國流量儀(yí)表銷售金(jīn)額中已占(zhàn)16%~20%。
我國近年(nián)發展迅速(su),1994年銷售估(gu)計爲6500~7500台。國(guo)内已生産(chǎn)大口🛀🏻徑爲(wèi)2~6m的ENF,并有實(shí)流校驗口(kǒu)徑3m的設備(bèi)能力。
5.3 渦街(jie)流量計(USF)
USF在(zai)60年代後期(qī)進入工業(yè)應用,80年代(dai)後期起在(zai)各國流量(liang)儀表銷售(shou)金額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世界(jiè)範圍估計(ji)銷售量爲(wei)3.54.8萬台,同期(qi)國内産品(pin)估計在8000~9000台(tái)。
5.4威力巴流(liú)量計
威立(li)巴流量計(jì)計采用了(le)*符合空氣(qi)動力學原(yuán)理的工❌程(chéng)結構👉設計(jì)，是一種在(zài)精度、功效(xiào)及可靠方(fāng)面達到了(le)無比🍉卓yue程(cheng)✊度的傳感(gǎn)🆚元件。
6, 結論(lun)
由上述可(kě)知,流量計(jì)發展到今(jin)天雖然已(yǐ)日趨成熟(shú),但其種🐪類(lèi)仍然極其(qi)繁多,至今(jin)尚無一種(zhǒng)對于任何(he)場合都适(shi)用的流量(liang)計。
每種流(liú)量計都有(you)其适用範(fàn)圍,也都有(yǒu)局限性。這(zhè)就✨要求我(wǒ)們:
(1)在選擇(ze)儀表時,一(yī)定要熟悉(xī)儀表和被(bèi)測對象兩(liang)方面的情(qing)況,并要兼(jiān)顧考慮其(qí)它因素,這(zhè)樣測量才(cai)會準确;
(2)努(nǔ)力研制新(xīn)型儀表,使(shi)其在現有(yǒu)的基礎上(shang)更加完善(shan)。
差壓式流(liu)量計
差壓(yā)式流量計(jì)(以下簡稱(cheng)DPF或流量計(jì))是根據安(an)裝于管道(dao)中流量檢(jian)測件産生(shēng)的差壓、已(yi)知的流體(ti)條件☁️和檢(jian)測件與管(guǎn)道的幾何(hé)尺寸來測(ce)量流量的(de)儀表💛。DPF由一(yī)次裝置(檢(jian)測件)和二(èr)次裝置(差(cha)壓轉換和(hé)流量顯示(shi)儀表)組成(cheng)。通常以檢(jiǎn)測件☀️的型(xíng)式對DPF分類(lei)，如孔扳流(liú)量計、文丘(qiū)裏管流量(liang)計及均速(sù)管流量計(ji)等。二♉次裝(zhuang)置爲各種(zhǒng)機械、電子(zǐ)、機電一體(ti)式差壓計(jì)🔴，差壓變送(song)器和🈲流量(liàng)顯示及計(jì)算儀表，它(ta)已發展爲(wèi)三化(系列(lie)化、通用化(hua)及标🙇🏻準化(hua))程度很高(gāo)的種類規(gui)格龐🌏雜的(de)一大類儀(yí)表。差壓計(jì)既可用于(yu)測量流量(liàng)參數，也可(kě)測量其他(tā)參數(如壓(yā)力、物位、密(mi)度等)。
DPF按其(qi)檢測件的(de)作用原理(li)可分爲節(jie)流式、動壓(yā)頭式、水力(lì)阻力式、離(li)心式、動壓(yā)增益式和(hé)射流式等(deng)幾大🏃🏻♂️類，其(qi)中以節流(liú)式和📐動壓(yā)頭式應用(yòng)爲廣泛。
節(jiē)流式DPF的檢(jiǎn)測件按其(qi)标準化程(chéng)度分爲标(biao)準型和非(fei)标準🌈型🥰兩(liǎng)大類。所謂(wèi)标準節流(liu)裝置是指(zhǐ)按照标🆚準(zhǔn)文👌件設計(ji)、制💞造、安❓裝(zhuāng)和使用，無(wu)須經實流(liu)校準即📱可(kě)确定其流(liú)量值并估(gu)算流量測(cè)量誤差，非(fēi)标準節流(liu)裝置是成(cheng)熟程度較(jiao)差，尚未☁️列(liè)入标準文(wen)件中的檢(jian)測件。
标準(zhǔn)型節流式(shi)DPF的發展經(jīng)過漫長的(de)過程，早在(zai)20世紀20年代(dài)，美國和歐(ou)洲即開始(shǐ)進行大規(gui)模的節流(liú)裝置試驗(yan)🎯研究。用得(de)普遍的節(jie)流裝置--孔(kong)闆和噴嘴(zui)開始📧标準(zhǔn)化。現在标(biāo)準噴嘴的(de)一種型式(shi)ISA l932噴嘴，其幾(jǐ)何形💁狀就(jiu)是30年代标(biao)準化的，而(ér)标準孔闆(pan)亦曾稱爲(wèi)ISA l932孔闆。節流(liu)裝置結構(gou)形式的标(biāo)準化有很(hen)深遠的意(yì)義，因爲隻(zhi)有節流裝(zhuāng)置結構形(xíng)式标準化(hua)了，才有可(ke)🌈能把👉上衆(zhōng)多研究成(chéng)果彙集到(dao)一起，它促(cu)進檢測件(jiàn)的理論和(hé)實踐向深(shēn)度和廣度(du)拓展，這是(shì)其他🈲流量(liang)計所不及(ji)的。1980年ISO(标準(zhǔn)化組織)正(zheng)式通過标(biāo)準ISO 5167，至此流(liu)量測🤩量節(jie)流裝置*個(ge)标準誕生(shēng)了。ISO 5167總結了(le)幾十年來(lái)上對爲數(shù)有限的幾(ji)種節流裝(zhuāng)置(孔闆、噴(pen)嘴和文丘(qiū)裏管🤞)的理(li)論與試驗(yàn)的研究成(chéng)果，反映🥵了(le)此類檢測(ce)件的🔞當代(dai)科學與生(sheng)産的技術(shu)水平。但是(shì)從ISO 5167正式頒(ban)布之日起(qǐ)，它就暴露(lu)出許多亟(jí)待解決的(de)問題，這些(xie)問題主要(yào)有以下幾(jǐ)個方面。
1)ISO 5167試(shi)驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中(zhōng)采用的數(shù)據大多是(shi)30年代的試(shì)驗結果🌐，今(jin)天無論節(jie)流裝置制(zhì)造技術，流(liu)量試驗設(she)備及實驗(yàn)技術都有(yǒu)巨大的進(jin)步，重新進(jìn)行系統地(di)試驗以獲(huo)得‼️更高精(jīng)确度及更(geng)可靠的數(shù)據是必📧要(yao)的。進入80年(nian)代美國和(hé)歐洲都進(jìn)行大規模(mó)的試驗，爲(wèi)修訂ISO 5167打下(xia)基礎。
2) ISO 5167中關(guan)于直管段(duàn)長度規定(dìng)的問題 在(zài)ISO投票通過(guò)ISO 5167時，美國投(tóu)了🈚反對票(piào)，其主要原(yuán)因是對直(zhí)管段長度(du)的規定有(you)不同意見(jiàn)，這個問題(ti)應是ISO 5167修訂(dìng)的主要問(wèn)題之一。
3) ISO 5167中(zhōng)各項規定(dìng)的科學性(xing)問題 影響(xiang)節流裝置(zhì)流出系數(shu)的因素特(tè)别多，主要(yào)有孔徑與(yu)管徑的比(bi)值β、取壓裝(zhuang)置、雷諾🌐數(shù)、節流件安(ān)裝偏心度(du)、前後阻流(liú)件類型及(jí)直管段長(zhang)度、孔闆入(rù)口邊緣尖(jian)銳度、管壁(bi)粗糙度、流(liú)體流動湍(tuan)流度等，衆(zhong)多因素影(yǐng)響錯綜複(fu)雜，有的參(cān)數難以直(zhí)接測量，因(yīn)此标準中(zhōng)有些規定(dìng)并非科☂️學(xue)地确定，而(er)是💃🏻爲了取(qǔ)得一緻，不(bu)得不人爲(wei)地💁确定。*流(liu)量專家❗斯(si)賓塞(E.A.Spencer)提出(chu)一系列應(ying)重新檢讨(tao)的問題，如(ru)孔闆平直(zhí)度、同心💚度(dù)、直角邊緣(yuan)尖銳度、管(guǎn)道粗糙度(du)、上遊流速(su)分布及流(liu)動調整⁉️器(qì)的作用等(deng)。
4)關于節流(liú)式DPF測量精(jīng)确度提高(gāo)的問題 鑒(jiàn)于節流式(shi)DPF在流量計(ji)中🔞占有重(zhòng)要地位，提(ti)高其測量(liàng)精确度意(yi)☀️義重🈲大。曆(li)次學術會(hui)議認🌈爲必(bi)須使流量(liang)測量工作(zuo)者、流體力(li)學與計算(suàn)機🧡技術工(gōng)作者緊密(mì)合作共同(tong)攻關才能(néng)解決此問(wèn)題。
20世紀80年(nián)代美國和(hé)歐洲開始(shi)進行大規(gui)模的孔闆(pǎn)流量計📐試(shi)❄️驗研究，歐(ou)洲爲歐共(gong)體實驗計(ji)劃(EEC Experimental Program)，美國爲(wei)API實驗計劃(huà)(API Experimental Program)。試🧑🏽🤝🧑🏻驗的目(mù)的是用現(xiàn)代新測試(shì)設備及試(shì)驗數據的(de)統計處理(lǐ)技術進行(hang)新一輪的(de)範圍廣泛(fàn)的試驗研(yán)究，爲修訂(dìng)ISO 5167打🔞下技術(shù)基礎。1999年ISO發(fa)出ISO 5167的修訂(ding)稿(ISO/CD 5167-1-4)，該文件(jian)爲委員會(hui)草案，它🙇🏻在(zài)技術内容(rong)🏃與編輯上(shàng)都有很大(da)改動🌍，是一(yī)份全新的(de)标🐕準。本來(lai)預定于2025年(nián)12月在美國(guó)丹😘佛舉行(háng)的ISO/TC30/SC2會議上(shàng)審查通📧過(guò)爲DIS(标準草(cao)案📐)，但是會(huì)議認爲尚(shang)有細節問(wèn)題應再商(shāng)榷而未能(néng)通過。新的(de)ISO 5167标🈲準何時(shi)正式頒布(bu)尚不得而(er)知。ISO 5167新标準(zhun)在✌️标準的(de)兩個核心(xin)内容皆有(you)實質性變(bian)化，一是孔(kong)闆的流出(chū)系數公式(shì)，用Reader-Harris/Gallagher計算式(shi)🆚(R-G式)代替Stolz計(jì)算式，另一(yī)爲節流裝(zhuāng)置上遊側(cè)直管段長(zhǎng)度的規定(ding)以及流動(dòng)調整器的(de)使用等。
我(wo)們通常稱(chēng)ISO 5167(GB/T2624)中所列節(jiē)流裝置爲(wèi)标準節流(liú)裝置，其他(tā)的都⛷️稱爲(wei)非标準節(jie)流裝置，應(ying)該指出，非(fēi)标準節流(liú)裝置不僅(jin)是指那⛱️些(xie)節流裝置(zhì)結構與标(biao)難節流裝(zhuang)置相異的(de)，如果标準(zhun)節流裝置(zhi)在偏⭕離标(biāo)準條件下(xia)工作亦應(yīng)稱爲非标(biāo)準節流裝(zhuāng)置，例如，标(biao)準孔闆在(zai)混相流或(huò)标準文丘(qiu)裏噴嘴在(zai)臨界流下(xia)工作的都(dōu)是。
目前非(fei)标準節流(liu)裝置大緻(zhì)有以下一(yī)些種類：
1)低(dī)雷諾數用(yong) 1/4圓孔闆，錐(zhui)形入口孔(kong)闆，雙重孔(kong)闆，雙斜💛孔(kǒng)闆，半圓孔(kong)闆等；
2)髒污(wū)介質用 圓(yuán)缺孔闆，偏(pian)心孔闆，環(huan)狀孔闆，楔(xiē)形孔闆🥰，彎(wan)管節流件(jian)等；
3)低壓損(sun)用 羅洛斯(si)管，道爾管(guan)，道爾孔闆(pǎn)，雙重文丘(qiu)裏噴🛀🏻嘴，通(tōng)用✏️文丘裏(li)管，Vasy管等；
4)小(xiǎo)管徑用 整(zheng)體(内藏)孔(kǒng)闆；
5)端頭節(jie)流裝置 端(duan)頭孔闆，端(duān)頭噴嘴，Borda管(guan)等；
6)寬範圍(wéi)度節流裝(zhuāng)置 彈性加(jiā)載可變面(mian)積可變壓(yā)頭🛀🏻流量計(ji)🌐(線性孔闆(pan))；
7)毛細管節(jiē)流件 層流(liu)流量計；
8)脈(mò)動流節流(liú)裝置；
9)臨界(jiè)流節流裝(zhuang)置 音速文(wén)丘裏噴嘴(zui)；
10)混相流節(jiē)流裝置。
節(jiē)流式DPF現場(chang)應用的不(bu)斷拓展必(bi)然提出發(fā)展非标準(zhǔn)節流裝置(zhì)😍的要求，十(shí)餘年來ISO亦(yi)在不斷制(zhì)訂有關非(fei)标準節流(liu)裝置的🏒技(ji)術文件，在(zai)它們不能(neng)成爲正💰式(shi)标準之前(qian)作爲技術(shu)報告發表(biǎo)。可以預見(jian)，今後有可(ke)能若幹⚽較(jiào)爲成熟的(de)非标準節(jiē)流裝置會(hui)晉升爲💰标(biāo)準型的。
20世(shi)紀90年代中(zhōng)後期世界(jie)範圍内各(gè)式DPF銷售量(liàng)在流量📧儀(yí)表總量中(zhong)台數占50%-60%(每(měi)年約百萬(wàn)台)，金額占(zhan)30%左右。我💜國(guó)銷售台數(shù)約占流👈量(liàng)儀表總量(liàng)(不包括*表(biao)和家用水(shui)表及玻璃(li)管浮子流(liu)👣量計)的35%-42%(每(mei)年6萬-7萬台(tai))。
2 工作原理(li)
2.1 基本原理(lǐ)
充滿管道(dao)的流體，當(dāng)它流經管(guan)道内的節(jiē)流件時，如(rú)✉️圖4.1所⛹🏻♀️示❌，流(liu)速👉将在節(jiē)流件處形(xíng)成局部收(shou)縮，因而流(liu)速增加，靜(jìng)壓力降低(di)，于是在節(jiē)流件前後(hou)便産生了(le)壓差。流體(tǐ)流量愈大(dà)，産生的壓(yā)差愈大，這(zhe)樣可依據(jù)壓差來衡(heng)量流量的(de)🍓大小。這種(zhong)測量方法(fa)是以流動(dòng)💯連續性方(fāng)程(質量守(shǒu)恒定律)和(hé)伯努利方(fāng)程(能量守(shou)恒定律)爲(wei)基礎的。壓(ya)差的大小(xiǎo)不僅與流(liu)量還與其(qi)♋他許多因(yīn)素有關，例(lì)如當節流(liu)裝置形式(shi)或管道内(nei)流💛體的物(wù)理性質(密(mì)度、粘度)不(bú)同時，在同(tong)樣大小的(de)流量下産(chan)生的壓差(cha)也🈲是不同(tong)的。
圖4.1 孔闆(pan)附近的流(liú)速和壓力(li)分布
2.2 流量(liang)方程
式中(zhōng) qm--質量流量(liàng)，kg/s;
qv--體積流量(liàng)，m3/s;
C--流出系數(shu)；
ε--可膨脹性(xìng)系數；
β--直徑(jìng)比，β=d/D;
d--工作條(tiáo)件下節流(liu)件的孔徑(jing)，m；
D--工作條件(jian)下上遊管(guǎn)道内徑，m；
P--差(cha)壓，Pa；
ρl--上遊流(liu)體密度，kg/m3。
由(yóu)上式可見(jian)，流量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個(gè)參數的函(han)數，此6個參(can)數可分✊爲(wèi)實測🏃♀️量🏃♀️[d，ρ，P，β(D)]和(hé)統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量(liang)
1)d、D 式(4.1)中d與流(liu)量爲平方(fāng)關系，其精(jīng)确度對流(liú)量總精度(du)影響較大(da)💋，誤差值一(yi)般應控制(zhì)在±0.05%左右，還(hái)應計及工(gong)作溫㊙️度對(dui)材料熱膨(péng)脹的影響(xiǎng)。标準規定(ding)管道内徑(jìng)D必須實📧測(ce)，需在上遊(yóu)管🏃♀️段的幾(jǐ)個截面上(shang)進行多次(cì)測量求其(qí)平均值，誤(wu)差不應大(dà)♻️于±0.3%。除對數(shù)值測量精(jing)度要求較(jiao)高外，還應(ying)考慮内徑(jìng)偏差會🌂對(duì)節流件上(shang)遊通道造(zào)成🚶不正常(chang)節流現象(xiang)所帶來的(de)嚴重🔅影響(xiǎng)。因此，當不(bú)是成套供(gòng)應節流裝(zhuang)置時，在現(xiàn)場配管應(ying)充👉分注意(yì)這個問題(ti)⛹🏻♀️。
2)ρ ρ在流量方(fang)程中與P是(shì)處于同等(děng)位置，亦就(jiù)是說，當追(zhuī)求差壓變(biàn)送器高精(jing)度等級時(shí)，絕不要忘(wàng)記ρ的測量(liàng)精度亦應(ying)與之相匹(pi)配。否則P的(de)提高将會(huì)被ρ的降低(di)🐉所抵消。
3)P 差(chà)壓P的精确(que)測量不應(ying)隻限于選(xuǎn)用一台高(gāo)精度差壓(ya)變送器。實(shi)際上差壓(ya)變送器能(neng)否接受到(dào)真實的差(chà)壓值還決(jue)定于一❌系(xì)列因素，其(qí)中正确的(de)取壓孔✂️及(jí)引壓管線(xian)的制造、安(an)✏️裝及使用(yong)是保🧑🏽🤝🧑🏻證獲(huo)得真實差(cha)壓值的關(guan)鍵，這些影(ying)響因素很(hěn)多是難以(yǐ)定量或♈定(dìng)性确定的(de)，隻有加強(qiáng)制造及安(ān)裝的✏️規範(fàn)化工作才(cái)能達到目(mù)的。
(2)統計量(liang)
1)C 統計量C是(shi)無法實測(ce)的量(指按(àn)标準設計(ji)制造安裝(zhuāng)，不經校準(zhun)使用)，在現(xiàn)場使用時(shi)複雜的情(qíng)況出現在(zai)實際的C值(zhi)與标準确(que)定的🙇🏻C值不(bú)相符合。它(tā)們的偏離(li)🚶是由設計(jì)、制造、安裝(zhuāng)及使用一(yi)系列因素(sù)造成的。應(ying)該明确，上(shang)🤩述各環節(jiē)全部嚴格(gé)遵循标準(zhun)的規定，其(qí)實際值才(cai)會與标準(zhun)确定的值(zhí)相符合，現(xian)場是難以(yi)*這種要求(qiú)的。
應該指(zhi)出，與标準(zhun)條件的偏(pian)離，有的可(kě)定量估算(suàn)(可進行修(xiu)正)，有的隻(zhi)能定性估(gū)計(不确定(ding)度的幅值(zhi)與🌈方向)。但(dan)是在現實(shí)中🔴，有時不(bú)僅是一個(ge)條件偏離(lí)，這就帶來(lai)非常複雜(zá)的情況，因(yin)爲一般資(zi)料中隻介(jie)紹某一條(tiáo)件偏離引(yin)起的誤差(chà)。如果許多(duo)條件同時(shí)偏🈲離，則缺(que)少相關的(de)資料可查(chá)。
2)ε 可膨脹性(xing)系數ε是對(duì)流體通過(guò)節流件時(shí)密度發生(sheng)變化而🌈引(yin)起👄的流出(chu)系數變化(huà)的修正，它(tā)的誤差由(you)兩部分組(zu)成：其一爲(wei)常用流量(liàng)下ε的誤差(cha)，即标準确(que)定值的💋誤(wu)差；其二爲(wèi)由于流量(liang)變化ε值将(jiāng)随之波動(dòng)帶來的誤(wu)差。一般在(zài)低靜壓高(gāo)差壓情況(kuang)，ε值有不可(ke)🚩忽略的誤(wu)差。當P/P≤0.04時，ε的(de)誤差可忽(hū)略不計。
3 分(fen) 類
差壓式(shi)流量計分(fèn)類如表4.1所(suo)示。
表4.1 差壓(ya)式流量計(jì)分類表
分(fen)類原則 分(fen) 類 類 型
按(àn)産生差壓(ya)的作用原(yuán)理分類 1)節(jie)流式；2)動壓(yā)頭式；3)水力(lì)阻力式🎯；4)離(lí)心式；5)動壓(yā)增益式；6)射(she)流式
按結(jié)構形式分(fèn)類 1)标準孔(kong)闆；2)标準噴(pen)嘴；3)經典文(wen)丘裏管；4)文(wen)丘裏噴嘴(zui)；5)錐形入口(kǒu)孔闆；6)1/4圓孔(kǒng)闆；7)圓缺孔(kong)闆；8)偏心孔(kong)闆；9)楔形孔(kǒng)💁闆；10)整🙇♀️體(内(nèi)藏)孔闆；11)線(xian)性孔闆；12)環(huan)形孔♌闆；13)道(dào)爾管；14)羅洛(luo)斯管；15)彎管(guǎn)；16)可換孔闆(pǎn)節流裝置(zhi)；17)臨界流節(jie)流裝置
按(àn)用途分類(lei) 1)标準節流(liú)裝置；2)低雷(léi)諾數節流(liu)裝置；3)髒污(wu)流節流裝(zhuāng)置；4)低壓損(sun)節流裝置(zhì)；5)小管徑節(jiē)流裝置；6)寬(kuān)範圍度節(jie)流裝置；7)臨(lín)界流節流(liú)裝置；
3.1 按産(chan)生差壓的(de)作用原理(lǐ)分類
1)節流(liú)式 依據流(liú)體通過節(jie)流件使部(bu)分壓力能(néng)轉變爲動(dong)能以🥵産生(shēng)差壓的原(yuán)理工作，其(qi)檢測件稱(cheng)
之爲節流(liú)裝置，是DPF的(de)主要品種(zhong)。
2)動壓頭式(shi) 依據動壓(ya)轉變爲靜(jìng)壓的原理(lǐ)工作，如均(jun1)速管流量(liàng)計。
3)水力阻(zu)力式 依據(jù)流體阻力(lì)産生的壓(yā)差原理工(gōng)作，檢測件(jiàn)🌂爲毛細管(guǎn)束，又稱層(céng)流流量計(jì)，一
般用于(yú)微小流量(liang)測量。
4)離心(xīn)式 依據彎(wān)曲管或環(huán)狀管産生(shēng)離心力原(yuán)理形⛷️成的(de)壓差工作(zuò)，如彎管流(liú)量計，環形(xing)管流量
計(ji)等。
5)動壓增(zeng)益式 依據(ju)動壓放大(da)原理工作(zuo)，如皮托-文(wén)丘😍裏管。
6)射(shè)流式 依據(jù)流體射流(liu)撞擊産生(sheng)原理工作(zuò)，如射流式(shi)差壓流量(liàng)計。
3.2 按結構(gou)形式分類(lèi)
1) 标準孔闆(pan) 又稱同心(xīn)直角邊緣(yuán)孔闆，其軸(zhou)向截面如(ru)🐇圖4.2所示。孔(kong)⛷️闆是一塊(kuài)加工成圓(yuan)形同心的(de)具有銳利(li)直角🤟邊緣(yuan)的薄闆。孔(kong)闆開孔的(de)上遊側邊(biān)緣應是銳(ruì)利的直🚩角(jiao)。标準孔闆(pan)有三種取(qu)壓方式：角(jiǎo)接、法蘭及(jí)D-D/2取壓；如圖(tú)4.3所示。爲從(cong)兩個方向(xiang)的任一個(gè)方向測量(liang)⛷️流量，可采(cǎi)用對稱孔(kǒng)闆，節流孔(kong)的兩個邊(bian)緣均符合(he)直角邊緣(yuan)孔闆上遊(you)邊緣的特(tè)性，且孔闆(pan)全部厚度(dù)☎️不超過節(jie)流孔的厚(hou)度。
圖4.2 标準(zhun)孔闆
圖4.3 孔(kǒng)闆的三種(zhǒng)取壓方式(shi)
2) 标準噴嘴(zui) 有兩種結(jie)構形式：ISA 1932噴(pēn)嘴和長徑(jing)噴嘴。
a. ISA 1932噴嘴(zuǐ)(圖4.4) 上遊面(miàn)由垂直于(yu)軸的平面(miàn)、廓形爲圓(yuán)周的兩段(duàn)♉弧線所🏃🏻♂️确(que)定的收縮(suō)段、圓筒形(xing)喉部和凹(ao)槽組🌈成的(de)噴嘴。ISA 1932噴嘴(zuǐ)的取壓方(fāng)式僅角接(jie)取壓一種(zhǒng)。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長(zhǎng)徑噴嘴(圖(tú)4.5) 上遊面由(yóu)垂直于軸(zhóu)的平面、廓(kuò)形爲1/4橢🍓圓(yuán)的收✔️縮段(duan)、圓筒形喉(hou)部和可能(neng)有的凹槽(cáo)或斜角組(zu)成♋的噴嘴(zui)。長徑噴☁️嘴(zui)的取壓方(fāng)式僅D-D/2取壓(yā)一種。
3) 經典(diǎn)文丘裏管(guan) 由入口圓(yuán)筒段A、圓錐(zhui)收縮段B、圓(yuan)筒形💃喉部(bù)🏃🏻♂️C和圓錐擴(kuo)散段E組成(cheng)，如圖4.6 所示(shi)。根據不同(tóng)的加工方(fang)法，有以下(xia)結構形式(shi)：①具有粗鑄(zhu)收縮段的(de)；②具有機械(xie)加工收縮(suō)段的；③具🚶有(yǒu)鐵闆焊接(jiē)收縮段的(de)。不同結構(gou)形式的L1、L2、R1、R2與(yu)D、d的關🈲系如(rú)表4.2所🔴示。
4)文(wen)丘裏噴嘴(zui) 由進口噴(pen)嘴、圓筒形(xíng)喉部及擴(kuo)散段組成(cheng)，如圖4.7所示(shi)。
5)錐形入口(kǒu)孔闆 錐形(xíng)入口孔闆(pǎn)與标準孔(kong)闆相似，相(xiàng)當于💋一塊(kuài)倒裝的标(biāo)準孔闆，其(qí)結構如圖(tu)4 . 8所示，取壓(yā)方式爲角(jiao)接取壓。表(biǎo)4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關系
注(zhu) 粗 鑄 入 口(kou) 機械加工(gōng)的入口 粗(cū)焊的鐵闆(pǎn)入口
1 ±0.25D(100mm
L1=0.5D±0.05D L1=0.5D±0.05D
2 L2=1D或0.25D+250mm兩(liǎng)個量中的(de)小者 L2≥D(入口(kou)直徑) L2≥D(入口(kǒu)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊縫(feng)除外
4 R2=3.625d至3.8d R2<0.25D R2=0,焊(hàn)縫除外
圖(tú)4.6 經典文丘(qiu)裏管
圖4.7 文(wen)丘裏噴嘴(zuǐ)
圖4.8 錐形入(ru)口孔闆
1一(yi)環隙；2-夾持(chí)環；3一上遊(yóu)端面A；4-下遊(you)端面B；
5-軸線(xiàn)；6-流向；7-取壓(yā)口；8-孔闆；
X-帶(dài)環隙的夾(jiá)持環；Y-單獨(dú)取壓口
超(chāo)聲波流量(liàng)計的基本(běn)原理及類(lèi)型
超聲波(bo)在流動的(de)流體中傳(chuan)播時就載(zai)上流體流(liú)速的信息(xī)。因此通過(guo)接收到的(de)超聲波就(jiù)可以檢測(ce)出流體的(de)流🔞速，從而(er)換算成流(liú)量。根據檢(jian)測的方式(shi)，可分爲傳(chuán)播速度差(cha)法、多普勒(le)法、波束偏(pian)🔅移法、噪聲(sheng)法及相關(guan)法等不同(tóng)類型的超(chāo)聲⛱️波流量(liàng)計🔴。起聲波(bo)流量計是(shì)近十幾年(nian)來随着集(jí)成電路技(ji)術迅速發(fā)展🐕才開始(shǐ)應用的💯一(yī)種
非接觸(chu)式儀表，适(shi)于測量不(bú)易接觸和(he)觀察的流(liú)體以及🐕大(da)管☁️徑流量(liang)。它與水位(wèi)計聯動可(ke)進行敞開(kai)水流的🐆流(liu)量測量。使(shi)用超聲波(bō)流量比不(bú)用在流體(tǐ)中安裝測(cè)量元件故(gù)不會改變(biàn)流體的流(liú)動狀态，不(bu)産🏃♀️生附加(jiā)阻力，儀表(biao)的安裝及(jí)檢修均可(kě)不影響生(sheng)産管線運(yùn)行因而是(shì)一種理想(xiang)的節能型(xing)流量計。
*，目(mu)前的工業(ye)流量測量(liàng)普遍存在(zai)着大管徑(jing)、大流量💋測(ce)量📱困🏒難的(de)問題，這是(shì)因爲一般(bān)流量計随(suí)着測量管(guǎn)徑的增大(dà)會帶來制(zhì)造💔和運輸(shū)上的困難(nan)，造價提高(gao)、能損加大(dà)、安💘裝不僅(jǐn)這些缺點(diǎn)，超聲波流(liu)量計均可(ke)避免。因🈲爲(wèi)各類超聲(sheng)波流量計(jì)均可管外(wài)安裝、非🌈接(jiē)觸測流，儀(yi)表造價基(jī)本🌈上與被(bèi)測管道口(kǒu)徑大小🐪無(wú)關，而其它(tā)類🌈型的流(liú)量計随着(zhe)口徑增加(jia)，造價大幅(fu)度增加，故(gù)口徑越大(da)超聲波流(liu)量🤩計比相(xiang)同功能其(qi)它類型流(liu)量計的🔞功(gōng)能價格比(bǐ)越*。被📞認爲(wèi)是較好的(de)大管徑流(liú)量測量儀(yí)🏃表，多普勒(lè)法超聲波(bō)流量計可(ke)測雙相介(jie)質的流量(liang)，故🏃♀️可用于(yu)下水道及(jí)排污水🔴等(deng)髒污流的(de)測量。在發(fā)電廠中，用(yòng)便攜式超(chāo)聲波流量(liang)計🌈測量水(shui)輪機進水(shui)量、汽輪機(jī)循環水量(liàng)等大管徑(jing)流量，比🐆過(guo)去的皮脫(tuo)管流速計(jì)方便得多(duō)。超聲被⭐流(liú)量汁也可(ke)用🔅于氣體(ti)測量。管徑(jing)的适用範(fàn)圍從2cm到5m，從(cong)幾米寬的(de)明渠、暗渠(qu)到500m寬的河(he)流都可适(shì)用。
另外，超(chāo)聲測量儀(yí)表的流量(liàng)測量準确(que)度幾乎不(bú)受🈲被測流(liu)體溫度、壓(ya)力、粘度、密(mì)度等參數(shù)的影響，又(yòu)可制成非(fēi)接觸及☀️便(bian)攜😘式測量(liang)儀表，故可(kě)解決其它(tā)類型儀表(biǎo)所難以測(ce)量的強腐(fu)蝕性、非導(dǎo)電性、放射(shè)性及易燃(ran)易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問題。另(lìng)外，鑒于非(fēi)接⚽觸測量(liàng)特點，再配(pèi)以合理的(de)電子線路(lù)，一台儀表(biao)可适應多(duo)種管徑測(ce)量和多種(zhong)流量範圍(wéi)測量。超聲(shēng)波流量計(jì)的适應能(neng)力也是其(qí)它儀表不(bú)可比拟的(de)。超聲波流(liú)量計具有(yǒu)上述一些(xie)優點因此(cǐ)它越來越(yue)受到重視(shi)并且向産(chan)品系列化(huà)、通用化發(fā)展，現已制(zhi)成不同聲(sheng)道的标準(zhun)💚型、高溫👄型(xíng)、防爆型、濕(shī)式型儀表(biǎo)以🏃🏻♂️适應不(bu)同介質，不(bu)同場合和(he)不同管道(dào)條件的流(liú)量測量。
超(chao)聲波流量(liang)計目前所(suo)存在的缺(quē)點主要是(shì)可測流體(tǐ)的溫度範(fàn)圍受超聲(sheng)波換能鋁(lü)及換能器(qi)與管道之(zhī)間的耦合(he)材㊙️料耐溫(wen)程度的限(xiàn)制，以及高(gao)溫下被🐅測(ce)流體傳聲(shēng)速度的原(yuan)✏️始數據不(bú)全。目前我(wǒ)國隻能用(yong)于測量☂️200℃以(yi)下的流體(ti)。另外，超聲(sheng)波流量計(ji)的測量線(xiàn)路比一般(ban)流量計複(fú)雜。這是因(yīn)爲，一般工(gong)業計量中(zhōng)液體的流(liu)速常常是(shi)每秒幾米(mǐ)，而聲波在(zai)液體中的(de)傳播速度(dù)約爲1500m/s左右(you)，被☁️測流體(ti)流速(流量(liàng))變化帶給(gei)聲速的變(bian)化量大🔱也(yě)是10-3數量級(ji).若要求測(ce)量流速的(de)準确度爲(wèi)1%，則對聲速(su)的測量♊準(zhǔn)确度需爲(wei)10-5～10-6數量級，因(yin)此必須有(you)完善♈的測(ce)量線路才(cai)能實現，這(zhè)也正是超(chao)聲波流量(liang)計隻有在(zai)集成✂️電路(lu)技術迅速(sù)發展的前(qian)題下才能(neng)得到實際(jì)應用的原(yuán)因。
超聲波(bo)流量計由(you)超聲波換(huàn)能器、電子(zǐ)線路及流(liu)量顯示和(he)累積系統(tǒng)三部分組(zu)成。超聲波(bō)發射換能(néng)器将電能(néng)轉換爲超(chāo)聲波能量(liang)，并将其發(fā)射到被測(cè)流體中，接(jie)👣收器接收(shou)到的超聲(shēng)波信号，經(jīng)☂️電子線路(lù)放✂️大并轉(zhuǎn)換爲代表(biao)流🈲量的電(diàn)信号供給(gěi)顯示和積(jī)算儀表進(jìn)行顯示和(he)積算。這樣(yang)就實現了(le)流量的檢(jian)測和顯示(shi)。
超聲波流(liú)量計常用(yòng)壓電換能(néng)器。它利用(yòng)壓電材料(liào)⚽的壓電效(xiao)😄應🈚，采用适(shi)出的發射(shè)電路把電(diàn)能加到發(fa)✔️射換能器(qi)🙇🏻的壓電元(yuan)件上，使其(qí)産生超聲(shēng)波振勸。超(chāo)聲波以某(mou)一角度射(she)入流體中(zhong)傳播，然💋後(hou)由接收換(huan)能器接收(shou)，并經壓電(dian)元件變爲(wèi)😄電能，以便(bian)檢測。發射(she)換能器利(lì)用壓電元(yuán)件的逆壓(yā)電效應💯，而(ér)接收換能(néng)🔞器則是利(li)用壓電效(xiào)應。
超聲波(bō)流量計換(huan)能器的壓(yā)電元件常(cháng)做成圓形(xing)薄片，沿厚(hou)度振動。薄(bao)片直徑超(chāo)過厚度的(de)10倍，以保證(zheng)振動的方(fang)向性。壓☀️電(diàn)元件材料(liào)多采用锆(gao)钛酸鉛。爲(wèi)固定壓電(dian)元件，使♊超(chao)聲波以合(hé)适的角度(du)‼️射入到流(liú)體🐅中，需把(ba)元👌件故人(ren)聲楔中，構(gou)成換能器(qi)整體(又稱(chēng)探頭)。聲楔(xie)的材料不(bu)僅要求強(qiáng)度高、耐老(lao)化，而且要(yào)求超聲波(bō)經聲楔後(hou)能量損失(shī)小即透射(shè)系數接👄近(jìn)1。常用的聲(shēng)楔材料是(shì)有機玻璃(li)，因爲它透(tòu)明，可以觀(guān)察☔到聲楔(xiē)中壓電元(yuan)件🔞的組裝(zhuāng)情況。另外(wai)，某些橡膠(jiao)、塑🔞料及膠(jiao)木也可作(zuo)聲楔🤩材料(liào)。
超聲波流(liu)量計的電(dian)子線路包(bao)括發射、接(jiē)收、信号處(chu)理和顯示(shi)電㊙️路。測得(dé)的瞬時流(liú)量和累積(jī)流量值用(yong)數字量或(huo)模拟量顯(xian)示。
根據對(dui)信号檢測(cè)的原理，目(mu)前超聲波(bō)流量計大(da)緻可分傳(chuan)播⭕速度差(chà)法(包括：直(zhí)接時差法(fǎ)、時差法、相(xiàng)位差法、頻(pín)差法)波束(shu)偏移法、多(duo)普勒法、相(xiàng)關法、空間(jiān)濾波法及(ji)噪聲法等(deng)類型，如圖(tú)所示。其中(zhōng)㊙️以噪聲法(fa)原理及結(jie)構簡單，便(biàn)于測量和(hé)攜帶，價格(ge)便宜但準(zhun)确度較低(dī)，适于在流(liú)量測量準(zhun)确度要求(qiu)不高的場(chǎng)合使用。由(yóu)于直✔️接時(shi)差法、時差(chà)法、頻差法(fa)和相位差(cha)法的基本(ben)原🐉理都是(shi)通過測量(liàng)超聲波🏒脈(mò)沖順流和(hé)逆流傳報(bào)時速度之(zhi)差來反映(ying)流體的流(liu)速的，故又(you)統稱爲傳(chuán)播速度差(cha)法。其中頻(pín)差法和時(shi)差法克服(fu)了聲速随(sui)流體溫度(du)變化帶來(lai)的誤差，準(zhǔn)确度較高(gāo)，所☎️以被廣(guang)泛采用。按(àn)照換能🌈器(qì)的配置方(fang)法不同，傳(chuán)播速度差(chà)撥又分爲(wèi)：Z法(透過法(fǎ))、V法(反射法(fǎ))、X法(交叉法(fa))等。波束偏(pian)移法是利(lì)用超聲波(bō)束在流體(tǐ)中的傳播(bo)方向随流(liu)體流速變(bian)化而産生(shēng)偏移來反(fan)映流體流(liú)🌈速的，低流(liú)速時，靈敏(min)度很低适(shì)用性不大(dà).多普勒法(fǎ)是⛷️利用聲(shēng)學多普勒(le)原理，通過(guo)測量不均(jun)勻😍流體中(zhong)散射體散(san)射的♊超聲(sheng)波多普
勒(le)頻移來确(què)定流體流(liú)量的，适用(yòng)于含懸浮(fu)顆粒、氣👌泡(pào)等流體♋流(liú)量測量。相(xiang)關法是利(li)用相關技(ji)術測量流(liu)量，原理上(shang)，此法的測(cè)量準确度(du)與流體中(zhong)的聲速無(wu)關，因而與(yu)流體溫度(du)👣，濃度等無(wu)關，因而測(ce)量準确度(du)高，适用範(fàn)圍廣。但相(xiang)關器價格(gé)貴，線路比(bi)較複雜。在(zai)微處理機(jī)普及應用(yong)後💘，這個缺(que)點可以克(ke)服。噪聲法(fǎ)(聽音法)是(shi)利用管道(dào)内流體流(liú)動時産生(shēng)的噪聲與(yu)流體的流(liú)速有😘關的(de)原理，通過(guò)檢測噪聲(shēng)表示流速(su)或流量值(zhí)。其方法簡(jiǎn)單，設備價(jià)格便宜，但(dan)準确度低(dī)。
以上幾種(zhong)方法各有(yǒu)特點，應根(gen)據被測流(liu)體性質.流(liu)速分布情(qing)🤩況、管路安(ān)裝地點以(yǐ)及對測量(liàng)準确度的(de)要求等因(yin)素進行選(xuan)擇。一般說(shuo)來由于工(gōng)業生産中(zhong)工質的溫(wēn)度常不能(neng)保持恒定(dìng)，故多采用(yòng)頻差法及(ji)時差法。隻(zhī)❄️有在管徑(jing)很大時才(cái)采用直接(jie)時差法。對(duì)換能器安(ān)裝方法的(de)選擇原則(ze)一般是：當(dang)流體沿管(guan)軸平行流(liu)動時🈲，選用(yòng)Z法；當流動(dong)方向與管(guǎn)鈾不平行(hang)或管路安(an)裝地點使(shǐ)換能🎯器安(ān)裝間🔴隔受(shòu)到限制時(shí)，采用V法或(huo)X法。當流場(chǎng)♌分布不均(jun)勻而表前(qian)直管段又(you)較短時，也(ye)可采用多(duo)聲道(例如(rú)雙聲道或(huò)四聲道)來(lai)克服流速(sù)擾動帶來(lai)的流量測(cè)量誤差。多(duo)普勒法适(shi)于測量兩(liang)相流，可避(bi)免常規💋儀(yí)表由懸浮(fú)粒或氣泡(pào)造成的堵(du)塞、磨損、附(fu)着而不能(neng)運行的弊(bì)病，因而得(dé)以迅速發(fā)展。随着工(gōng)業的發展(zhǎn)及節能工(gong)💃🏻作的開展(zhan)，煤油混合(hé)(COM)、煤水泥合(he)(CWM)燃料的輸(shū)送和⚽應用(yong)以及燃㊙️料(liao)油加水助(zhu)燃等節能(néng)方法的發(fa)展，都爲多(duō)普勒超聲(shēng)波流量計(ji)應用開辟(pì)廣闊前景(jǐng)。
流量計的(de)種類很多(duō)，一般市場(chang)上用得比(bi)較廣泛的(de)有：電磁👄流(liú)量🈲計、渦街(jie)流量計、渦(wō)輪流量計(ji)、孔闆流量(liàng)計、V錐流量(liang)計、金屬轉(zhuǎn)子流量計(ji)、玻璃轉子(zi)流量計、旋(xuán)進旋渦流(liú)量計、橢圓(yuán)齒輪流量(liàng)計、均速管(guǎn)流量計、超(chāo)聲波流量(liang)計等。它們(men)🏒的安裝條(tiáo)件對直管(guan)段的要求(qiu)V錐流量計(jì)是低，而電(diàn)磁、渦📞街、孔(kong)闆等對直(zhí)管段要求(qiú)就較高，一(yī)般是前5D後(hou)3D,對于流量(liàng)計前端有(yǒu)彎頭♊、閥門(men)🌈電磁流量(liàng)計等的直(zhi)管段要求(qiú)就更高，高(gāo)要求直管(guǎn)段是前50D後(hou)5D,因此在選(xuan)購流量計(jì)時一定要(yào)考慮流量(liang)計現場安(ān)裝的環境(jing)、位置等因(yin)素，從而選(xuǎn)擇更加适(shi)合現場工(gong)礦的流量(liang)計。
現在流(liu)量計所需(xū)要的參數(shu)：
1、被測量的(de)介質
2、被測(cè)量介質的(de)溫度
3、被測(cè)量介質的(de)壓力
4、被測(ce)量介質的(de)流量
5、要求(qiu)的測量精(jing)度
6、現場工(gong)礦情況
