測(cè)量不同的(de)介質選擇(zé)不同的流(liu)量計
廣州(zhou)迪川儀器(qì)儀表有限(xian)公司爲了(le)保證流量(liàng)儀表㊙️在生(shēng)産現場過(guo)程中發揮(huī)好、精确的(de)使用，流量(liang)計的選擇(zé)♈，必須要根(gēn)據生産現(xiàn)場需要計(ji)量的介質(zhì)而定。
一、氣(qi)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(liú)量計。如氣(qi)體溫度超(chao)過300℃,可選氣(qi)壓式流量(liang)計。
二、石油(yóu)、柴油等油(you)品介質，應(yīng)選擇的流(liú)量計品種(zhǒng)是：超🍓聲波(bō)流量計。
三(sān)、砂漿、電粉(fen)漿等大濃(nóng)度、固體顆(ke)粒含量大(dà)的介質，應(ying)選擇的流(liú)量計品種(zhǒng)是：電磁流(liu)量計。 四、自(zì)來水大流(liú)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(liú)量計、超聲(sheng)💚波流量計(jì)。其他㊙️諸如(rú)渦街流🐕量(liang)計、孔闆流(liu)量計等也(yě)可以。
五、污(wū)水、紙漿等(děng)渾濁液體(ti)介質，應選(xuǎn)擇的流量(liàng)計品種🌈是(shì)：1、超聲波♍流(liú)量計及智(zhì)能電磁流(liu)量計。但在(zai)選用電磁(ci)流量計時(shí)要考慮液(ye)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(ying)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(ji)測量帶有(yǒu)氣泡的流(liú)體，效果十(shi)❌分好。 七、純(chún)淨水、除鹽(yan)水等🥵電導(dao)率低的介(jie)👅質，應選擇(zé)的流量計(ji)品種是：超(chao)聲波流量(liàng)計非常适(shì)合測量這(zhe)❗類流體。 八(bā)、酸、堿液等(děng)強腐✉️蝕性(xìng)介質，應選(xuan)擇的😍流量(liàng)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(liang)管路中流(liu)體流量(單(dān)位時間内(nei)通過的流(liu)體體積)的(de)儀表。有轉(zhuǎn)子流量計(ji)、節流式流(liú)量計、細縫(feng)流量計、容(róng)積流💞量計(jì)♉、電磁📧流量(liang)計、超聲波(bo)流量計和(he)堰等。
流量(liang)測量方法(fa)和儀表的(de)種類繁多(duo),分類方法(fa)也很多。至(zhì)今爲止,可(ke)供工業用(yong)的流量儀(yi)表種類達(dá)60種之🌈多。品(pin)❤️種如🌈此之(zhī)多的原因(yin)就在于至(zhì)今還沒找(zhǎo)到一種對(duì)任何流體(tǐ)、任何量程(chéng)、任何流動(dòng)狀态以及(jí)任何使用(yong)條件都适(shì)用的流量(liang)儀表💘。
這60多(duō)種流量儀(yi)表,每種産(chǎn)品都有它(ta)特定的适(shì)用性,也都(dou)有它的❓局(jú)限性。按測(cè)量對象劃(hua)分就有封(feng)閉管道和(hé)明渠兩大(dà)類;按測量(liang)目的又可(ke)分爲總量(liàng)測量和流(liu)量測量,其(qi)儀表分别(bie)稱作👄總量(liang)表和流量(liàng)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(jian)内流🌈過的(de)總量除以(yǐ)該時間的(de)商來表示(shì),實際上流(liú)量🈲計通常(chang)亦☀️備有🤩累(lei)積流量裝(zhuāng)置,做總量(liàng)表使用,而(er)總量表亦(yi)備有流量(liàng)發😄訊裝置(zhì)。因此,以嚴(yan)格意義來(lai)分流量計(jì)和總量表(biǎo)已無實際(jì)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(yuan)理、光🔞學原(yuán)理、原子物(wù)理學原理(lǐ)等。
按照目(mù)前流行、廣(guǎng)泛的分類(lèi)法,即分爲(wei):容積式流(liú)量💜計、差壓(yā)式流量計(jì)、浮子流量(liang)計、渦輪流(liú)量計、電磁(ci)流量計、流(liu)體振蕩流(liú)量計中的(de)渦街流量(liàng)計、質量流(liú)量計和插(cha)入式流量(liàng)計、探針式(shì)流量計，來(lai)分别闡述(shù)各種流量(liang)計的原理(lǐ)、特👌點、應用(yong)概況及國(guo)内外的發(fa)展情況。
差(chà)壓式流量(liàng)計是根據(jù)安裝于管(guan)道中流量(liàng)檢測件産(chan)生的差壓(yā),已知的流(liú)體條件和(hé)檢測件與(yu)管道的幾(jǐ)何💜尺寸🐉來(lai)計算流量(liang)的儀表。
差(cha)壓式流量(liang)計由一次(ci)裝置(檢測(cè)件)和二次(ci)裝置(差壓(yā)轉換和流(liú)量顯示儀(yí)表)組成。通(tōng)常以檢測(cè)件形式對(dui)差❌壓式流(liu)量計分類(lèi),如🐇孔闆流(liú)量計、文丘(qiū)裏流量計(ji)、均速管流(liú)量💔計等。
二(er)次裝置爲(wèi)各種機械(xiè)、電子、機電(dian)一體式差(cha)壓計,差壓(ya)變送器及(ji)流量顯示(shi)儀表。它已(yi)發展爲三(sān)化(系列化(huà)、通用化㊙️及(jí)标準化)程(cheng)度很高的(de)、種類規格(ge)龐雜的一(yī)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(li)、物位、密度(dù)等)。
差壓式(shi)流量計的(de)檢測件按(àn)其作用原(yuan)理可分爲(wèi):節流裝置(zhì)📧、水力🚩阻力(lì)式、離心式(shì)、動壓頭式(shi)、動壓頭增(zeng)益式及射(shè)流式幾大(da)類🛀。
檢測件(jian)又可按其(qí)标準化程(chéng)度分爲二(er)大類:标準(zhun)的和非标(biāo)準的。
所謂(wei)标準檢測(cè)件是隻要(yao)按照标準(zhǔn)文件設計(ji)、制造、安✔️裝(zhuāng)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(zhǔn)檢測件是(shi)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(yīng)用廣泛的(de)流量計,在(zài)各類流☀️量(liàng)儀表中其(qi)使用量占(zhàn)居*。近年來(lái),由于各種(zhong)新型流量(liàng)計的📱問世(shì),它的🍓使用(yòng)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(ying)用多的孔(kong)闆式流量(liang)計結構牢(láo)固,性能穩(wěn)定可靠,使(shi)用壽命長(zhang);
(2)應用範圍(wéi)廣泛,至今(jīn)尚無任何(he)一類流量(liang)計可與之(zhi)相比☀️拟;
(3)檢(jian)測件與變(bian)送器、顯示(shi)儀表分别(bié)由不同廠(chǎng)家生産,便(bian)于規模經(jīng)濟生産。
缺(que)點:
(1)測量精(jing)度普遍偏(pian)低;
(2)範圍度(dù)窄,一般僅(jǐn)3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuang)條件要求(qiú)高;
(4)壓損大(da)(指孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注：一(yī)種新型産(chǎn)品：引進美(měi)國航天*而(ér)開發的平(píng)衡流量計(jì)，這種流🔞量(liàng)計的測量(liang)精度是傳(chuán)統節流裝(zhuāng)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(zhí)管段可以(yǐ)小至1.5D，安裝(zhuāng)和使用方(fāng)便，大大減(jian)少流體運(yun)行的能力(lì)消耗。
應用(yong)概況:
差壓(ya)式流量計(ji)應用範圍(wei)特别廣泛(fàn),在封閉管(guan)道的流量(liang)測🌈量中各(gè)種對象都(dou)有應用,如(ru)流體方面(mian):單相、混相(xiàng)、潔淨🧑🏽🤝🧑🏻、髒污(wū)、粘性流等(děng);工作狀态(tai)方面:常壓(yā)、高壓、真空(kong)、常溫、高溫(wen)、低溫等;管(guǎn)徑方面:從(cóng)幾mm到幾m;流(liú)動條件方(fang)面:亞音速(su)、音速、脈動(dong)流等。它在(zài)各工業部(bu)門的用量(liàng)約占流量(liàng)計全部用(yòng)量的1/4~1/3。
3.2 浮子(zǐ)流量計
浮(fu)子流量計(ji),又稱轉子(zi)流量計,是(shì)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(guǎn)中,圓形橫(héng)截面的浮(fú)子的重力(lì)是由液體(ti)動力承受(shòu)的,從而使(shi)浮子可以(yi)在錐管内(nèi)自由地上(shàng)升和下降(jiàng)。
浮子流量(liàng)計是僅次(cì)于差壓式(shi)流量計應(yīng)用範圍寬(kuān)廣的一類(lèi)流量計,特(te)别在小、微(wēi)流量方面(mian)有舉足輕(qīng)重的作用(yong)。
80年代中期(qī),日本、西歐(ōu)、美國的銷(xiāo)售金額占(zhàn)流量儀表(biǎo)的15%~20%。中😄國産(chǎn)量🏒1990年估計(ji)在12~14萬台,其(qí)中95%以上爲(wei)玻璃錐管(guan)浮子流量(liàng)計。
特點:
(1)玻(bo)璃錐管浮(fu)子流量計(jì)結構簡單(dān),使用方便(bian),缺點是耐(nai)壓力低,有(yǒu)玻璃管易(yi)碎的較大(dà)風險;
(2)适用(yong)于小管徑(jing)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(liú)量計,簡稱(chēng)PD流量計,在(zài)流量儀表(biao)🈲中是精度(dù)高的一類(lei)。它利用機(jī)械測量元(yuán)件把流體(tǐ)㊙️連續不斷(duàn)地分🐆割成(chéng)單個已知(zhi)的體積部(bù)🆚分,根據測(ce)量室逐次(ci)重複地充(chōng)滿和排放(fàng)該體積部(bu)分流體的(de)次數來測(cè)🈲量流體體(tǐ)積總量。
容(róng)積式流量(liang)計按其測(ce)量元件分(fen)類,可分爲(wei)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(liàng)計、液封轉(zhuǎn)筒式流量(liang)計、濕式氣(qi)量計及膜(mó)✌️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(ji)量精度沒(méi)有影響;
(3)可(ke)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(neng)源可直接(jie)獲得累計(ji),總量,清晰(xī)明了,操作(zuò)簡便。
缺點(dian):
(1)結果複雜(za),體積龐大(dà);
(2)被測介質(zhì)種類、口徑(jìng)、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(he);
(4)大部分儀(yí)表隻适用(yong)于潔淨單(dan)相流體;
(5)産(chǎn)生噪聲及(jí)振動。
應用(yong)概況:
容積(jī)式流量計(ji)與差壓式(shi)流量計、浮(fu)子流量計(ji)并列🔞爲三(sān)類使用量(liang)大的流量(liang)計,常應用(yong)于昂貴介(jiè)質(油品、天(tiān)然氣🔞等)的(de)📧總量測量(liang)。
工業發達(dá)國家近年(nián)PD流量計(不(bú)包括家用(yong)煤氣表和(he)♻️家☂️用水表(biao))的💯銷售金(jīn)額占流量(liang)儀表的13%~23%;我(wǒ)國約占20%,1990年(nian)産量(不包(bāo)括家用煤(méi)氣表)估計(jì)爲34萬台,其(qí)中橢圓齒(chi)輪式和腰(yao)輪式分别(bié)約占70%和20%。
3.4 渦(wō)輪流量計(ji)
渦輪流量(liàng)計,是速度(dù)式流量計(jì)中的主要(yào)種類,它采(cai)用👄多葉片(pian)的轉子(渦(wō)輪)感受流(liú)體平均流(liú)速,從而且(qie)推導出流(liu)🥰量或總量(liàng)的儀表。
一(yī)般它由傳(chuán)感器和顯(xian)示儀兩部(bù)分組成,也(ye)可做成整(zhěng)體式。
渦輪(lun)流量計和(he)容積式流(liú)量計、科裏(lǐ)奧利質量(liang)流量計😄稱(chēng)爲📞流量計(ji)中三類重(zhòng)複性、精度(du)佳的産品(pǐn),作爲類型(xing)流量💞計之(zhī)一,其産品(pǐn)已發展爲(wèi)多品種、多(duo)系列批量(liàng)生産的規(gui)☎️模。
優點:
(1)高(gāo)精度,在所(suo)有流量計(jì)中,屬于精(jing)确的流量(liàng)計;
(2)重複性(xìng)好;
(3)元零點(dian)漂移,抗幹(gan)擾能力好(hao);
(4)範圍度寬(kuān);
(5)結構緊湊(còu)。
缺點:
(1)不能(neng)長期保持(chí)校準特性(xìng);
(2)流體物性(xing)對流量特(tè)性有較大(dà)影響。
應用(yòng)概況:
渦輪(lún)流量計在(zài)以下一些(xiē)測量對象(xiang)獲得廣泛(fàn)應用:石油(you)🛀、有機液☁️體(ti)、無機液、液(yè)化氣、天然(ran)氣和低溫(wēn)流體統在(zai)歐洲♻️和美(měi)國,渦輪流(liú)量計在用(yong)量上是僅(jǐn)次于孔闆(pan)流量計的(de)天然計量(liang)儀表,僅荷(he)蘭在天然(rán)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(yi)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(liú)量計是根(gēn)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(liú)量計有一(yi)系列優良(liang)特性,可以(yi)解決其它(ta)流量計不(bú)易應用的(de)問題,如髒(zang)污流、腐蝕(shi)流的測量(liàng)。
70、80年代電磁(ci)流量在技(jì)術上有重(zhong)大突破,使(shǐ)它成爲應(ying)用廣泛☂️的(de)一類流量(liang)計,在流量(liang)儀表中其(qi)使用量百(bai)👅分數不斷(duan)上升。
優點(dian):
(1)測量通道(dao)是段光滑(huá)直管,不會(hui)阻塞,适用(yòng)于測量含(han)固體✔️顆📞粒(lì)的液固二(èr)相流體,如(ru)紙漿、泥漿(jiāng)、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(neng)效果好;
(3)所(suo)測得體積(ji)流量實際(ji)上不受流(liu)體密度、粘(zhān)度、溫度☁️、壓(yā)力和電導(dao)率變化的(de)明顯影響(xiǎng);
(4)流量範圍(wéi)大,口徑範(fan)圍寬;
(5)可應(ying)用腐蝕性(xìng)流體。
缺點(dian):
(1)不能測量(liàng)電導率很(hěn)低的液體(tǐ),如石油制(zhi)品;
(2)不能測(cè)量氣體、蒸(zhēng)汽和含有(yǒu)較大氣泡(pao)的液體;
(3)不(bú)能用于較(jiào)高溫度。
應(yīng)用概況:
電(diàn)磁流量計(jì)應用領域(yu)廣泛,大口(kou)徑儀表較(jiào)多應用于(yu)給排水工(gong)程;中小口(kǒu)徑常用于(yú)高要求或(huo)難測場合(hé),如鋼鐵工(gong)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(xue)工業的強(qiáng)腐蝕液,有(you)色冶金工(gōng)業的礦漿(jiang);小口徑、微(wēi)小口徑常(cháng)用于醫藥(yào)工業、食品(pǐn)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(liang)計是在流(liu)體中安放(fang)一根非流(liu)線型遊渦(wō)發生🈲體,流(liú)體在發生(shēng)體兩側交(jiāo)替地分離(li)釋放出兩(liang)串規則地(dì)交錯排列(lie)的遊渦的(de)儀表。
渦街(jiē)流量計按(an)頻率檢出(chū)方式可分(fen)爲:應力式(shì)、應變式、電(dian)容式、熱敏(min)式、振動體(tǐ)式、光電式(shi)及超聲式(shi)等。
渦街流(liú)量計是屬(shǔ)于年輕的(de)一類流量(liàng)計,但其發(fa)展迅速🛀,目(mù)前已成爲(wèi)通用的一(yī)類流量計(jì)。
優點:
(1)結構(gou)簡單牢固(gù);
(2)适用流體(ti)種類多;
(3)精(jīng)度較高;
(4)範(fàn)圍度寬;
(5)壓(ya)損小。
缺點(dian):
(1)不适用于(yú)低雷諾數(shu)測量;
(2)需較(jiào)長直管段(duan);
(3)儀表系數(shu)較低(與渦(wō)輪流量計(ji)相比);
(4)儀表(biao)在脈動流(liú)、多相流中(zhōng)尚缺乏應(ying)用經驗。
3.7 超(chao)聲波流量(liàng)計
超聲波(bo)流量計是(shi)通過檢測(ce)流體流動(dòng)對超聲束(shù)(或超聲脈(mò)沖)的作用(yong)以測量流(liú)量的儀表(biǎo)。
根據對信(xin)号檢測的(de)原理超聲(shēng)流量計可(kě)分爲傳播(bo)速度差法(fǎ)(直接時差(cha)法、時差法(fa)、相位差法(fǎ)和頻差法(fǎ))、波束偏移(yí)法、多普勒(le)法、互相關(guan)法、空間濾(lǜ)法及噪聲(shēng)法等。
超聲(shēng)流量計和(he)電磁流量(liàng)計一樣,因(yin)儀表流通(tōng)通道未設(shè)置🔱任🌍何🐆阻(zu)礙件,均屬(shǔ)*流量計,是(shì)适于解決(jué)流量測量(liàng)💃困難問題(ti)的一類流(liu)🔴量計,特别(bie)在大口徑(jìng)流量測量(liang)方💋面有較(jiào)突出的🌈優(you)點,近年來(lai)它是發展(zhǎn)迅速的一(yi)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(liang)非導電性(xìng)液體,對無(wú)阻撓測量(liang)的電磁流(liu)量計是一(yi)種補充。
缺(que)點:
(1)傳播時(shí)間法隻能(neng)用于清潔(jie)液體和氣(qi)體;而多普(pu)勒法隻⛹🏻♀️能(neng)用于測量(liang)含有一定(dìng)量懸浮顆(ke)粒和氣泡(pao)的液體;
(2)多(duo)普勒法測(cè)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(he)氣體。典型(xíng)應用有工(gong)廠排👄放液(ye)、:怪液、液化(hua)天然氣等(deng);
(2)氣體應用(yòng)方面在高(gāo)壓天然氣(qì)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(xiàng)流體,例如(ru):未處理污(wu)水、工廠排(pái)放液、髒流(liú)程液;通常(chang)不适用于(yu)非常清潔(jie)的液體。
[編(bian)輯本段]3.8 科(kē)裏奧利質(zhì)量流量計(ji)
科裏奧利(li)質量流量(liang)計(以下簡(jiǎn)稱CMF)是利用(yòng)流體在振(zhèn)💜動管中流(liú)動時,産生(shēng)與質量流(liu)量成正比(bǐ)的科裏奧(ào)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(jin)年已有幾(ji)家制造廠(chǎng)(如太行儀(yi)表廠)自⁉️行(háng)開發供應(ying)市場;還有(you)幾家制造(zao)廠組建合(he)㊙️資企業或(huo)引用🌂生産(chǎn)系列儀表(biao)。
熱式氣體(ti)質量流量(liang)計
熱式流(liú)量計傳感(gǎn)器包含兩(liǎng)個傳感元(yuán)件，一個速(su)度傳感💁器(qì)🤟和一個溫(wen)度傳感器(qi)。它們自動(dòng)地補償和(he)校正氣體(tǐ)溫度變化(huà)。儀表的電(diàn)加熱部分(fen)将速度傳(chuan)感器加熱(rè)到高于工(gong)況溫🔴度的(de)某一個定(ding)值，使速度(dù)傳🚶♀️感器和(he)測量工況(kuang)溫度的傳(chuán)感器之間(jiān)形📞成恒定(ding)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(liang)成正比。
熱(re)式氣體質(zhì)量流量計(ji)即Mass Flow Meter(縮寫爲(wei)MFM)，它是氣體(ti)流量計量(liàng)中☁️新型儀(yi)表，區别于(yú)其它氣體(tǐ)流量計不(bú)需要進行(hang)壓力和溫(wēn)度☔修正，直(zhí)接測量氣(qì)體的質量(liang)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(lì)多組份氣(qì)體的測量(liang)。
熱式氣體(ti)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(shí)油、化工、鋼(gang)鐵、冶金、電(diàn)力、輕🔴工、醫(yi)藥、環保等(deng)工業🤩部門(men)的空氣、烴(tīng)類氣體、可(kě)⚽燃性氣體(tǐ)、煙道氣體(tǐ)的監測。
特(te) 點
可靠性(xing)高 重複性(xing)好 測量精(jīng)度高 壓損(sǔn)小
無活動(dong)部件 量程(chéng)比寬 響應(ying)速度快 無(wu)須溫壓補(bǔ)償
應 用
•工(gōng)業管道中(zhong)氣體質量(liàng)流量測量(liàng) •煙囪排出(chu)的煙氣流(liu)速測量
•煅(duàn)燒爐煙道(dào)氣流量測(ce)量 •燃氣過(guò)程中空氣(qi)流量測🛀🏻量(liang)
•壓縮空氣(qì)流量測量(liang) •半道體芯(xīn)片制造過(guo)程中氣體(tǐ)流量測🤞量(liàng)
•污水處理(li)中氣體流(liú)量測量 •加(jia)熱通風和(hé)空調系統(tong)🈲中的氣體(tǐ)流量測量(liàng)
•熔劑回收(shōu)系統氣體(ti)流量測量(liàng) •燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣(qi)體⭐流量測(cè)量
•天然氣(qi)、火炬氣、氫(qīng)氣等氣體(ti)流量測量(liang)
•啤酒生産(chan)過程中二(er)氧化碳氣(qi)體流量測(ce)量
•水泥、卷(juan)煙、玻璃廠(chǎng)生産過程(chéng)中氣體質(zhì)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(zhǒng)不同,它是(shì)在非滿管(guan)狀敞開渠(qu)道測量自(zì)💁由表面自(zì)然流的流(liu)量儀表。
非(fēi)滿管态流(liú)動的水路(lu)稱作明渠(qú),測量明渠(qú)中水流流(liu)🌈量⭐的稱⛷️作(zuo)明渠流量(liàng)計(open channel flowmeter)。
明渠流(liú)量計除圓(yuan)形外,還有(yǒu)U字形、梯形(xing)、矩形等多(duo)種💔形狀。
明(ming)渠流量計(jì)應用場所(suǒ)有城市供(gong)水引水渠(qu);火電廠引(yin)水和排水(shuǐ)渠、污水治(zhi)理流入和(he)排放渠;工(gōng)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(zheng)體的1.6%,但是(shi)國内🏃🏻♂️應用(yòng)尚無估計(ji)數據。
4, 新工(gong)作原理流(liu)量儀表的(de)研究和開(kai)發
4.1 靜電流(liu)量計
(electrostatic flowmeter)
日本(běn)東京技術(shù)學院研制(zhi)适用于石(shi)油輸送管(guan)線低導電(dian)液體流🌈量(liang)測量的靜(jìng)電流量計(jì)。
靜電流量(liang)計的金屬(shu)測量管絕(jué)緣地與管(guǎn)系連接,測(cè)量電容器(qi)🐆上靜電荷(he)便可知道(dào)測量管内(nèi)的電荷。他(ta)們分🆚别作(zuo)了内徑4~8mm銅(tóng)、不鏽鋼等(deng)金屬和塑(sù)料測量管(guan)儀表的實(shí)流試驗,試(shì)驗表明流(liú)量與電荷(hé)之間接近(jin)于線性。
4.2 複(fú)合效應流(liú)量儀表
(combined effects meter)
該(gāi)儀表的工(gong)作原理是(shi)基于流體(tǐ)的動量和(hé)壓力作⛱️用(yong)于儀表腔(qiang)體産生的(de)變形,測量(liàng)複合效應(yīng)的變形求(qiu)取流量😘。本(běn)儀表由美(mei)國♌GMI工程和(hé)管理學院(yuàn)開發,已申(shēn)請兩項專(zhuan)力。
4.3 轉速表(biao)式流量傳(chuan)感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是(shi)由俄羅斯(sī)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(yán)制的。該儀(yí)表已在若(ruo)幹現場成(chéng)功的應用(yong)😄(例如在核(he)電站安裝(zhuāng)2000餘台測量(liàng)熱水流量(liang)，連續使用(yong)8年),且還♉在(zai)改進✊以擴(kuò)大應用領(lǐng)域。
5, 幾種流(liú)量儀表應(ying)用和發展(zhan)動向
5.1 科裏(li)奧利質量(liàng)流量計(CMF)
5.2 電磁流量(liàng)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(ge)國流量儀(yí)表銷售金(jīn)額中已占(zhàn)16%~20%。
我國近年(nian)發展迅速(sù),1994年銷售估(gū)計爲6500~7500台。國(guo)内已生産(chan)大口徑爲(wei)2~6m的ENF,并有實(shi)流校驗口(kou)徑3m的設備(bei)能力。
5.3 渦街(jie)流量計(USF)
USF在(zài)60年代後期(qī)進入工業(yè)應用,80年代(dài)後期起在(zai)各國流量(liàng)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(qī)國内産品(pin)估計在8000~9000台(tai)。
5.4威力巴流(liú)量計
威立(lì)巴流量計(ji)計采用了(le)*符合空氣(qì)動力學原(yuan)理的工程(cheng)結構設計(ji)，是一種在(zai)精度、功效(xiào)及可靠方(fang)面達到了(le)無比卓yue程(chéng)度的傳感(gǎn)元件。
6, 結論(lùn)
由上述可(ke)知,流量計(ji)發展到今(jīn)天雖然已(yǐ)日趨成熟(shú),但🏃♂️其種類(lei)仍然極其(qí)繁多,至今(jin)尚無一種(zhong)對于任何(he)場合都适(shì)用的👄流量(liang)計。
每種流(liú)量計都有(you)其适用範(fan)圍,也都有(you)局限性。這(zhe)就💛要求👣我(wǒ)們:
(1)在選擇(zé)儀表時,一(yī)定要熟悉(xī)儀表和被(bei)測對象兩(liǎng)方面的情(qing)況,并要兼(jian)顧考慮其(qí)它因素,這(zhè)樣測量才(cái)會準确;
(2)努(nǔ)力研制新(xin)型儀表,使(shǐ)其在現有(you)的基礎上(shàng)更加完善(shàn)。
差壓式流(liu)量計
差壓(yā)式流量計(jì)(以下簡稱(chēng)DPF或流量計(ji))是根據安(an)裝于🌈管🐅道(dào)中流量檢(jiǎn)測件産生(shēng)的差壓、已(yi)知的流體(ti)條件和檢(jiǎn)測件與管(guǎn)道的幾何(he)尺寸來測(ce)量流量的(de)儀表。DPF由一(yī)次裝置(檢(jiǎn)測件)和二(èr)次裝🌈置(差(chà)壓轉換和(he)流量顯示(shì)儀表👄)組成(chéng)。通常以檢(jian)測件的型(xing)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(su)管流量計(jì)等。二次裝(zhuang)置爲各種(zhǒng)⛷️機械、電子(zǐ)、機電一體(ti)式差壓計(ji)⁉️，差壓㊙️變送(song)器和流量(liang)顯示及計(jì)算儀表，它(tā)✏️已發展爲(wei)三化(系列(liè)化、通用化(huà)及标準化(hua))程度很高(gao)的種類規(gui)格龐雜的(de)一大類儀(yi)表。差壓計(ji)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(mì)度等)。
DPF按其(qí)檢測件的(de)作用原理(li)可分爲節(jie)流式、動壓(yā)頭式♉、水力(li)阻力式、離(li)心式、動壓(ya)增益式和(hé)射流式等(deng)幾大類，其(qi)中以節流(liu)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(qí)标準化程(chéng)度分爲标(biāo)準型和非(fēi)标準型兩(liǎng)大類。所謂(wei)标準節流(liu)裝置是指(zhi)按照标準(zhǔn)文件設計(jì)、制造、安裝(zhuāng)和使用，無(wú)須經實流(liú)校準即可(kě)确定其流(liu)量值并估(gu)算流量🔴測(cè)量誤差，非(fei)标準節流(liú)裝置是🏃♂️成(cheng)熟程度較(jiào)差，尚未列(lie)入标準文(wen)件中的檢(jiǎn)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(zài)20世紀‼️20年代(dai)🆚，美⛹🏻♀️國🔞和歐(ōu)洲即開始(shi)進行大規(guī)模的節流(liu)裝置試驗(yàn)研究。用得(dé)普遍的節(jie)🍓流裝置--孔(kǒng)闆和噴嘴(zuǐ)開始标準(zhun)化🈲。現在标(biāo)準噴嘴的(de)一種型式(shì)ISA l932噴嘴，其幾(jǐ)何形狀就(jiù)是30年代标(biao)準化的，而(ér)标準🌈孔闆(pǎn)亦曾稱爲(wei)ISA l932孔闆。節流(liu)裝置結📧構(gou)形式的标(biao)準化有很(hen)深遠的意(yi)義，因爲隻(zhī)有節流裝(zhuāng)置結構形(xing)式标準化(huà)了，才有可(ke)能把上衆(zhōng)多研究成(cheng)果彙集到(dao)一起，它促(cu)進檢測件(jian)的理論和(he)實踐向深(shen)度和廣度(dù)拓展，這是(shì)其他流量(liang)計所不及(jí)的。1980年ISO(标準(zhǔn)化組織)正(zhèng)式通🌈過标(biāo)準ISO 5167，至此流(liu)量測量節(jiē)流裝置*個(ge)标💋準誕生(sheng)了。ISO 5167總結了(le)幾十年來(lai)上對🏃🏻爲數(shu)有限的幾(ji)種節流裝(zhuang)置(孔闆、噴(pēn)嘴和文丘(qiū)裏管)的理(lǐ)🎯論與試驗(yàn)的研究成(chéng)🚶♀️果，反映了(le)此類檢測(cè)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(bān)布之日起(qi)，它就暴露(lù)出許多亟(ji)待解決的(de)問題，這些(xie)問題💔主要(yao)有以下幾(jǐ)個方面。
1)ISO 5167試(shì)驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中(zhōng)采用的數(shu)據大多是(shi)30年代的試(shi)驗結果，今(jīn)天無論節(jiē)流裝置制(zhi)造技術，流(liú)量試驗設(shè)備👉及實驗(yan)技術都有(you)巨大的進(jìn)步，重新進(jin)行系統地(di)試驗以獲(huo)得更高精(jing)确度及更(geng)可靠的數(shu)據是必‼️要(yao)的。進入80年(nian)代美國和(he)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(guān)于直管段(duàn)長度規定(dìng)的問題 在(zai)ISO投票通過(guo)ISO 5167時，美國🏃♀️投(tóu)了反對票(piào)，其主要原(yuán)因是對直(zhi)管段長度(du)的規定有(yǒu)不同意見(jiàn)🔆，這個問題(ti)應是ISO 5167修訂(ding)的主要問(wèn)題之一。
3) ISO 5167中(zhōng)各項規定(dìng)的科學性(xìng)問題 影響(xiǎng)節流裝置(zhi)流出系數(shu)的🔴因素特(te)别多，主要(yào)有孔徑與(yu)管徑的比(bǐ)值β、取壓裝(zhuang)置、雷諾數(shu)、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(ru)口邊緣尖(jiān)銳度、管壁(bi)粗糙度、流(liú)體流動湍(tuan)流度等，衆(zhōng)多因素影(yǐng)響錯綜複(fú)雜，有的參(can)數難以直(zhí)✏️接測量，因(yīn)此标準中(zhong)有些規定(dìng)并非科學(xue)地确定，而(er)是爲了取(qu)得一緻，不(bú)得不人爲(wèi)地确定。*流(liú)量專家⛹🏻♀️斯(si)賓塞(E.A.Spencer)提出(chū)一系列應(yīng)重新檢讨(tao)的問題，如(rú)⭐孔闆平直(zhi)度、同心度(du)、直角邊緣(yuan)尖銳度、管(guan)道粗糙度(dù)、上遊流速(sù)分布及流(liu)動調整器(qi)的作用等(deng)。
4)關于節流(liu)式DPF測量精(jing)确度提高(gao)的問題 鑒(jiàn)于節流式(shì)DPF在流量計(jì)‼️中占有重(zhòng)要地位，提(ti)高其測量(liàng)精确度意(yì)💚義重大。曆(lì)次學術會(huì)㊙️議認爲必(bì)須使流量(liàng)測量工作(zuò)者、流體力(lì)學與計算(suan)機技術工(gōng)作者緊🔞密(mi)合作共同(tong)攻關才能(neng)解決此問(wen)題。
20世紀80年(nián)代美國和(hé)歐洲開始(shǐ)進行大規(gui)模的孔闆(pǎn)流量♋計試(shì)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(hua)(API Experimental Program)。試驗的🌈目(mu)的是用現(xiàn)代新測試(shi)設備及試(shì)驗數據的(de)統計處理(li)技術進行(hang)新一輪的(de)範圍廣泛(fan)的試驗研(yan)究🙇🏻，爲修訂(ding)ISO 5167打下技術(shu)基礎。1999年ISO發(fā)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(yi)份全新的(de)标準。本來(lái)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(guo)爲DIS(标準草(cǎo)案)，但是會(huì)議認爲尚(shàng)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(shí)正式頒布(bù)尚不得而(ér)知。ISO 5167新标準(zhǔn)在标準的(de)兩個核心(xin)内容皆有(yǒu)實質性變(biàn)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(zhuang)置上遊側(cè)直管段長(zhang)度的規定(ding)以及流動(dòng)調整器的(de)使💛用等。
我(wo)們通常稱(cheng)ISO 5167(GB/T2624)中所列節(jie)流裝置爲(wèi)标準節流(liú)裝置，其他(tā)的都🐕稱爲(wei)非标準節(jiē)流裝置，應(yīng)該指出，非(fei)标準節流(liú)裝置不僅(jǐn)是指那些(xie)節♍流裝置(zhì)結構與标(biao)難節流裝(zhuāng)置相異的(de)，如果标準(zhǔn)節流裝置(zhì)在偏離标(biāo)準條件下(xia)工作亦🤩應(ying)稱爲非标(biao)準節流裝(zhuang)置，例如，标(biāo)準孔闆在(zài)混相流或(huò)标準文丘(qiū)裏噴嘴在(zai)臨界流下(xià)工作的都(dōu)是。
目前非(fei)标準節流(liú)裝置大緻(zhi)有以下一(yī)些種類：
1)低(dī)雷諾數用(yong) 1/4圓孔闆，錐(zhuī)形入口孔(kong)闆，雙重孔(kǒng)闆，雙斜孔(kǒng)闆💚，半圓孔(kong)闆等；
2)髒污(wu)介質用 圓(yuán)缺孔闆，偏(pian)心孔闆，環(huán)狀孔闆，楔(xiē)形孔🤟闆，彎(wan)管節流件(jian)等；
3)低壓損(sǔn)用 羅洛斯(sī)管，道爾管(guǎn)，道爾孔闆(pǎn)，雙重文丘(qiu)裏⭐噴嘴，通(tong)用文㊙️丘裏(li)管，Vasy管等；
4)小(xiao)管徑用 整(zheng)體(内藏)孔(kong)闆；
5)端頭節(jiē)流裝置 端(duan)頭孔闆，端(duan)頭噴嘴，Borda管(guǎn)等；
6)寬範圍(wei)度節流裝(zhuang)置 彈性加(jiā)載可變面(miàn)積可變壓(yā)頭流量計(ji)(線性👅孔闆(pǎn))；
7)毛細管節(jiē)流件 層流(liú)流量計；
8)脈(mò)動流節流(liú)裝置；
9)臨界(jiè)流節流裝(zhuāng)置 音速文(wen)丘裏噴嘴(zui)；
10)混相流節(jie)流裝置。
節(jiē)流式DPF現場(chang)應用的不(bú)斷拓展必(bì)然提出發(fa)展非标準(zhun)節🏃🏻流裝置(zhì)的要求，十(shi)餘年來ISO亦(yì)在不斷制(zhi)訂有關非(fei)标準節流(liu)裝置的㊙️技(ji)術文件，在(zài)它們不能(néng)成爲正⛱️式(shì)标準👌之前(qián)作爲技術(shu)報告發表(biǎo)。可以預見(jiàn)，今後有可(kě)能若幹較(jiào)爲成熟的(de)非标準節(jie)流裝置🐆會(huì)晉升爲标(biāo)準型的。
20世(shi)紀90年代中(zhong)後期世界(jie)範圍内各(gè)式DPF銷售量(liàng)在流量儀(yi)表總量中(zhong)台數占50%-60%(每(měi)年約百萬(wàn)台)，金額占(zhàn)30%左右。我✌️國(guo)銷售台數(shù)約占流量(liàng)儀表總量(liang)(不包括*表(biao)和家用水(shuǐ)表及玻璃(lí)管浮子流(liú)量計)的35%-42%(每(měi)年6萬-7萬台(tái))。
2 工作原理(lǐ)
2.1 基本原理(li)
充滿管道(dao)的流體，當(dāng)它流經管(guan)道内的節(jie)流件時，如(rú)圖4.1所示🍓，流(liú)速将在節(jiē)流件處形(xing)成局部收(shou)縮，因而流(liú)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(da)，産生的壓(ya)🐉差愈大，這(zhè)樣可依據(ju)壓差來衡(heng)量流量的(de)大小。這種(zhong)🤩測量方法(fǎ)💯是以流動(dòng)連續性方(fang)程🧡(質量守(shou)恒定律)和(hé)伯努利方(fāng)程(能量守(shǒu)恒定律)爲(wei)基礎的。壓(ya)差的大小(xiao)不僅與流(liú)量還與其(qí)他許多因(yīn)素有關，例(li)如當節流(liu)裝置形式(shì)或管道内(nèi)流體的物(wù)理性質(密(mì)度、粘度)不(bu)同時，在同(tóng)樣大小的(de)流量下産(chan)生的壓差(chà)也😍是不同(tóng)🥵的。
圖4.1 孔闆(pǎn)附近的流(liú)速和壓力(li)分布
2.2 流量(liàng)方程
式中(zhōng) qm--質量流量(liàng)，kg/s;
qv--體積流量(liang)，m3/s;
C--流出系數(shu)；
ε--可膨脹性(xing)系數；
β--直徑(jing)比，β=d/D;
d--工作條(tiao)件下節流(liú)件的孔徑(jìng)，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(liú)體密度，kg/m3。
由(you)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(cān)數可分爲(wèi)實測量🐪[d，ρ，P，β(D)]和(hé)統計量(C、ε)兩(liang)類。
(1)實測量(liang)
1)d、D 式(4.1)中d與流(liú)量爲平方(fang)關系，其精(jing)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(hai)應計及工(gōng)作溫度對(dui)材料熱膨(peng)脹的🌈影響(xiang)。标準規定(dìng)管道内徑(jing)D必須實測(ce)，需在上遊(yóu)管段的幾(ji)個截面上(shang)進行多次(cì)測量求其(qi)平均值，誤(wu)差不應大(dà)于±0.3%。除對數(shù)值測量精(jīng)度要求較(jiào)高外，還應(ying)考慮内徑(jìng)偏差會對(dui)節流件上(shang)遊通道造(zào)成不正常(cháng)節流現象(xiang)所帶來的(de)嚴重影響(xiǎng)㊙️。因此，當不(bu)🚩是成套供(gong)應節🌏流裝(zhuang)置時，在現(xian)場配管應(ying)充☂️分注意(yì)這個問題(ti)🌏。
2)ρ ρ在流量方(fāng)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(bian)🔴送器高精(jing)度等級時(shí)，絕不要忘(wang)記ρ的測量(liang)精度亦應(yīng)與之相匹(pǐ)配。否🚶則P的(de)提高将會(hui)被ρ的降低(dī)所抵消。
3)P 差(cha)壓P的精确(que)測量不應(yīng)隻限于選(xuan)用一台高(gāo)精度差壓(ya)變送器。實(shí)際上差壓(yā)變送器能(neng)否接受到(dào)真實的差(cha)壓值還決(jué)定于一系(xì)列因素，其(qí)中正确的(de)取壓孔及(ji)引壓管線(xian)的制造、安(ān)裝及使用(yòng)是保證獲(huò)得真實差(chà)壓值的關(guan)鍵，這些影(ying)響因素很(hen)多是難以(yi)定量或定(dìng)性确定的(de)🔞，隻有加強(qiáng)制🧑🏾🤝🧑🏼造及安(an)裝的規範(fàn)化工作才(cái)能達到目(mu)的🐅。
(2)統計量(liàng)
1)C 統計量C是(shì)無法實測(cè)的量(指按(àn)标準設計(ji)制造安裝(zhuāng)🥰，不經校準(zhǔn)使用)，在現(xiàn)場使用時(shi)複雜的情(qing)況出現在(zai)實際🎯的C值(zhi)與标準确(que)✍️定的C值不(bu)相符合。它(ta)們的偏離(lí)🥵是由設計(ji)、制造、安裝(zhuāng)及🏃使用一(yī)系列因素(sù)造成的。應(ying)該明确，上(shàng)述各環節(jiē)全部嚴格(gé)遵循标準(zhǔn)的規定，其(qí)實際值才(cai)會🌈與标準(zhun)确定的值(zhi)相符合，現(xiàn)場是難以(yǐ)*這種要求(qiu)的。
應該指(zhǐ)出，與标準(zhǔn)條件的偏(piān)離，有的可(kě)定量估算(suan)(可進行修(xiū)正)，有的隻(zhi)能定性估(gu)計(不确定(dìng)度的幅值(zhí)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(za)的情況，因(yīn)爲❄️一般資(zi)❄️料中隻介(jie)紹某一條(tiáo)件偏離引(yǐn)起的誤差(cha)。如果許多(duo)條🌈件同時(shi)偏離，則缺(que)少相關的(de)資料可✨查(cha)。
2)ε 可膨脹性(xing)系數ε是對(duì)流體通過(guò)節流件時(shi)密度發生(sheng)變化而♉引(yǐn)起的流出(chu)系數變化(hua)的修正，它(tā)的誤差由(yóu)兩部分組(zǔ)☎️成：其🙇♀️一爲(wèi)常用流量(liàng)下ε的誤差(cha)，即标準确(què)😍定值的誤(wu)差；其二爲(wèi)由于流量(liàng)變化ε值将(jiāng)随之波動(dong)帶來的誤(wù)差。一般在(zài)低靜壓高(gāo)❓差壓情況(kuàng)，ε值有不可(kě)忽略的誤(wù)差。當P/P≤0.04時，ε的(de)誤差可忽(hū)略不計。
3 分(fèn) 類
差壓式(shi)流量計分(fen)類如表4.1所(suo)示。
表4.1 差壓(ya)式流量計(ji)分類表
分(fen)類原則 分(fèn) 類 類 型
按(an)産生差壓(ya)的作用原(yuán)理分類 1)節(jiē)流式；2)動壓(yā)頭式；3)水力(lì)阻力式；4)離(li)心式；5)動壓(yā)增益式；6)射(shè)流式
按結(jie)構形式分(fèn)類 1)标準孔(kǒng)闆；2)标準噴(pen)嘴；3)經典文(wen)丘裏☀️管；4)文(wén)丘裏噴嘴(zuǐ)；5)錐形入口(kǒu)孔闆；6)1/4圓孔(kong)闆；7)圓缺孔(kong)闆；8)偏🐕心孔(kǒng)闆；9)楔形孔(kong)闆；10)整體(内(nei)🚩藏)孔闆；11)線(xiàn)性孔闆；12)環(huan)形孔☎️闆；13)道(dao)爾管；14)羅洛(luò)斯管；15)彎管(guan)；16)可換⛹🏻♀️孔闆(pan)節流裝置(zhì)；17)臨界流節(jiē)流裝置
按(an)用途分類(lèi) 1)标準節流(liu)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(jie)流裝置；6)寬(kuān)範圍度節(jiē)流裝置；7)臨(lin)界流節流(liú)裝置；
3.1 按産(chǎn)生差壓的(de)作用原理(lǐ)分類
1)節流(liu)式 依據流(liú)體通過節(jiē)流件使部(bu)分壓力能(néng)轉變爲動(dong)能以📧産生(sheng)差壓的原(yuan)理工作，其(qi)檢測件稱(chēng)
之爲節流(liu)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(jing)壓的原理(lǐ)工作，如均(jun)速管流量(liàng)計。
3)水力阻(zǔ)力式 依據(jù)流體阻力(lì)産生的壓(yā)差原理工(gong)作，檢測件(jian)😄爲毛細管(guǎn)束，又稱層(céng)流流量計(ji)，一
般用于(yu)微小流量(liàng)測量。
4)離心(xin)式 依據彎(wān)曲管或環(huan)狀管産生(shēng)離心力原(yuan)理形💚成的(de)壓差工作(zuo)，如彎管流(liu)量計，環形(xing)管流量
計(ji)等。
5)動壓增(zēng)益式 依據(jù)動壓放大(dà)原理工作(zuo)，如皮托-文(wén)丘裏管。
6)射(she)流式 依據(ju)流體射流(liú)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(gòu)形式分類(lèi)
1) 标準孔闆(pǎn) 又稱同心(xīn)直角邊緣(yuan)孔闆，其軸(zhóu)向截面如(rú)圖4.2所示。孔(kǒng)闆是一塊(kuai)加工成圓(yuan)形同心的(de)具有銳利(li)直角邊緣(yuán)的薄闆。孔(kong)闆開孔的(de)上遊側邊(biān)緣應是銳(rui)利的直🍉角(jiǎo)。标準孔闆(pan)有三種取(qu)壓方式🚶：角(jiao)接、法蘭及(ji)D-D/2取壓；如圖(tú)4.3所示。爲從(cóng)兩個方向(xiàng)的任一個(gè)方向測量(liang)流量，可采(cai)用對稱孔(kong)闆，節流孔(kǒng)的兩個邊(bian)緣均符合(hé)直角邊緣(yuán)孔闆上遊(you)邊緣的特(te)性，且孔闆(pan)全部厚度(du)✌️不超過節(jie)流孔的厚(hou)度。
圖4.2 标準(zhǔn)孔闆
圖4.3 孔(kong)闆的三種(zhǒng)取壓方式(shì)
2) 标準噴嘴(zuǐ) 有兩種結(jie)構形式：ISA 1932噴(pēn)嘴和長徑(jing)噴嘴。
a. ISA 1932噴嘴(zui)(圖4.4) 上遊面(miàn)由垂直于(yu)軸的平面(mian)、廓形爲圓(yuan)周的♋兩段(duan)弧線所确(què)定的收縮(suō)段、圓筒形(xíng)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(jiē)取壓一種(zhong)。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長(zhang)徑噴嘴(圖(tú)4.5) 上遊面由(yóu)垂直于軸(zhou)的平面、廓(kuo)形爲1/4橢圓(yuan)⭐的📞收縮⁉️段(duan)、圓筒形喉(hou)部和可能(néng)有的凹槽(cao)或斜角組(zu)成的噴嘴(zui)。長🔴徑噴嘴(zuǐ)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(yuan)筒段A、圓錐(zhui)收縮段B、圓(yuán)筒形喉部(bù)C和圓錐擴(kuo)散段E組成(chéng)，如圖4.6 所示(shì)。根據不同(tóng)的加🤟工方(fang)法，有以下(xià)結構🌈形式(shì)：①具有粗鑄(zhù)收縮段的(de)；②具有☁️機械(xiè)加工收縮(suō)段的；③具有(you)鐵闆焊接(jie)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(wén)丘裏噴嘴(zui) 由進口噴(pēn)嘴、圓筒形(xíng)喉部及擴(kuo)散段組成(chéng)，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(kuai)倒💜裝的标(biao)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(biao)4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關✔️系
注(zhù) 粗 鑄 入 口(kǒu) 機械加工(gōng)的入口 粗(cu)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(liang)個量中的(de)小者 L2≥D(入口(kou)直徑) L2≥D(入口(kou)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(han)縫除外
圖(tú)4.6 經典文丘(qiū)裏管
圖4.7 文(wen)丘裏噴嘴(zuǐ)
圖4.8 錐形入(ru)口孔闆
1一(yī)環隙；2-夾持(chi)環；3一上遊(yóu)端面A；4-下遊(yóu)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(du)取壓口
超(chāo)聲波流量(liang)計的基本(běn)原理及類(lei)型
超聲波(bo)在流動的(de)流體中傳(chuán)播時就載(zǎi)上流體流(liu)速的信息(xi)。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(ér)換算成流(liú)量。根據檢(jiǎn)測的方式(shì)，可分爲傳(chuan)播速度差(cha)法、多普勒(lè)法、波束偏(piān)⚽移法、噪聲(shēng)法💞及相關(guān)法等不同(tóng)類型的超(chāo)聲波流量(liang)計🍉。起聲波(bo)流量計是(shi)近十幾年(nián)來随着集(ji)成電路技(jì)術迅速發(fā)展♈才開始(shi)應用的一(yī)種
非接觸(chu)式儀表，适(shì)于測量不(bu)易接觸和(hé)觀察的流(liu)體以及大(da)管徑流量(liàng)。它與水位(wei)計聯動可(kě)進行敞開(kāi)水流的流(liu)量測量🔴。使(shǐ)用🚶超聲波(bō)流量比不(bú)用在流體(tǐ)中安裝測(ce)量元件📱故(gù)不會改變(bian)流體的流(liu)動狀态，不(bu)産🌂生附加(jiā)阻力，儀表(biǎo)的安裝及(ji)檢修均可(ke)不影響生(sheng)産管線運(yùn)行因而是(shì)一種理想(xiǎng)的節能型(xíng)流量計。
*，目(mù)前的工業(yè)流量測量(liàng)普遍存在(zài)着大管徑(jìng)、大流量⛹🏻♀️測(ce)量困難的(de)問題，這是(shì)因爲一般(bān)流量計随(sui)着測量管(guan)徑的增大(dà)會帶來制(zhi)造和運輸(shu)上的困難(nán)，造價提高(gāo)、能損加大(da)、安裝不僅(jin)☀️這些缺👨❤️👨點(dian)，超聲♈波流(liu)量計均可(kě)避免。因爲(wei)各類超聲(shēng)波流量計(jì)均可管外(wài)安裝、非接(jiē)觸測流，儀(yi)🔞表造價基(ji)本上與被(bèi)測管道口(kou)徑大小無(wu)關，而其它(ta)類型的流(liú)量計随着(zhe)口徑增加(jiā)，造價大幅(fú)度增加👌，故(gù)口徑越大(dà)超聲波流(liu)量計比相(xiàng)同功能其(qí)它類型流(liú)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(le)法超聲波(bō)流量計可(ke)測雙相介(jiè)質的流量(liang)，故👄可用于(yu)下水道及(jí)排污水等(děng)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(shuǐ)輪機進水(shui)量、汽輪機(jī)💜循環水量(liang)等大管徑(jing)流量，比過(guo)去的皮脫(tuo)管流速計(jì)💋方便得多(duo)。超聲被流(liu)量汁也可(ke)用于氣體(tǐ)測量。管徑(jìng)的☎️适用範(fan)圍從2cm到⛷️5m，從(cong)幾米寬的(de)明渠、暗渠(qu)到500m寬的河(hé)流都✏️可适(shi)用。
另外，超(chāo)聲測量儀(yi)表的流量(liàng)測量準确(què)度幾乎不(bu)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(fei)接觸及🈲便(bian)攜式測量(liàng)儀表，故可(kě)解決其它(ta)類🐉型儀表(biao)所難以👈測(ce)量的強腐(fu)蝕性、非導(dao)電性、放射(shè)性及易燃(rán)易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問題。另(ling)外，鑒于非(fei)接觸測量(liang)特點🔞，再配(pèi)以合理的(de)電子線路(lù)，一台儀表(biao)可适應多(duō)種管徑測(ce)量和多種(zhong)流量範圍(wei)測量。超聲(shēng)波流量計(jì)的适應能(néng)力也是其(qi)它儀表不(bu)可比拟的(de)。超聲波流(liu)量計具有(you)上述一些(xie)優點因此(ci)它越來越(yue)受到重視(shi)并且向産(chǎn)品系列化(huà)、通用化發(fa)展，現已制(zhì)成不同聲(sheng)道的标準(zhǔn)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(hé)不同管道(dao)條件的流(liú)量🈚測量🍉。
超(chāo)聲波流量(liàng)計目前所(suǒ)存在的缺(quē)點主要是(shì)可測流體(ti)🛀🏻的溫💯度範(fàn)圍受超聲(shēng)波換能鋁(lǚ)及換能器(qi)與管道之(zhī)間的耦合(hé)材料耐溫(wēn)程😄度的限(xian)制，以及高(gāo)溫下被測(cè)流體傳聲(sheng)速度的原(yuan)始數據不(bú)全。目前我(wo)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(jì)的測量線(xiàn)路比一般(bān)流量計複(fu)雜。這是因(yīn)爲，一㊙️般工(gōng)業計量中(zhōng)液體的流(liú)速常常是(shì)每秒幾米(mǐ)，而聲波在(zài)液體中🈲的(de)傳播速度(du)約爲1500m/s左右(yòu)，被測流體(ti)流速(流量(liàng))變化帶給(gěi)聲速的變(biàn)化量大也(ye)是10-3數量級(ji).若要求測(ce)量流速的(de)準确度⛷️爲(wei)1%，則對聲速(sù)的測量準(zhǔn)确度需爲(wèi)10-5～10-6數量級，因(yīn)此必須有(yǒu)完善的測(cè)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(lù)技術迅速(sù)發展的前(qian)題下才能(neng)得到實際(ji)應用的原(yuán)因。
超聲波(bo)流量計由(yóu)超聲波換(huàn)能器、電子(zi)線路及流(liu)量顯示和(hé)累積系統(tong)三部分組(zǔ)成。超聲波(bo)發射換能(neng)器将電能(néng)轉換爲超(chāo)聲波能量(liàng)，并将其發(fa)射到被測(ce)流體中，接(jie)收器接收(shou)到的超聲(sheng)波❄️信号，經(jing)電子線路(lù)放大并轉(zhuan)換爲代表(biao)流量的電(diàn)信☂️号供給(gěi)顯示和積(jī)算儀表進(jin)行顯示和(hé)積算。這樣(yàng)就實現了(le)流量的檢(jian)測和顯示(shi)。
超聲波流(liu)量計常用(yong)壓電換能(néng)器。它利用(yòng)壓電材料(liào)🌈的壓👄電效(xiao)應，采用适(shì)出的發射(she)電路把電(dian)能加到發(fā)✊射換能器(qì)的壓電元(yuan)件上，使其(qi)産生超聲(sheng)波振勸。超(chāo)🈲聲波以某(mǒu)一角🌍度射(she)入☀️流體中(zhong)傳播，然🏒後(hou)由接收換(huàn)能器接收(shou)♌，并經壓電(diàn)元件變爲(wei)電能，以便(bian)檢測。發射(she)換能器利(lì)用壓電元(yuán)件的逆壓(ya)電效應，而(er)接收換能(néng)😘器則是利(li)用壓電效(xiào)應。
超聲波(bō)流量計換(huàn)能器的壓(ya)電元件常(cháng)做成圓形(xing)薄片，沿厚(hòu)🤟度振😄動。薄(báo)片直徑超(chao)過厚度的(de)10倍，以保證(zheng)振🏃動的方(fang)向性。壓電(dian)元件材料(liào)多采用锆(gào)钛酸鉛。爲(wei)固定壓電(dian)元件，使♻️超(chao)聲波以合(he)适的角度(dù)射入到流(liú)體中，需把(bǎ)元件故人(rén)聲楔中，構(gòu)成☀️換能器(qì)整體(又稱(cheng)探頭)。聲楔(xie)的材料不(bu)僅要求強(qiang)度高、耐老(lǎo)化，而且要(yào)求超聲波(bo)經聲楔後(hòu)能量損失(shi)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(tou)明，可以觀(guān)察到聲楔(xiē)中壓電元(yuán)件的組裝(zhuang)情況。另外(wai)，某些橡膠(jiao)、塑料及膠(jiao)木🌈也可作(zuò)聲楔材料(liao)。
超聲波流(liú)量計的電(dian)子線路包(bao)括發射、接(jiē)收、信号處(chù)理和顯示(shì)電路。測得(dé)的瞬時流(liú)量和累積(jī)流量值用(yong)數字量或(huò)模拟🈲量顯(xian)示。
根據對(dui)信号檢測(ce)的原理，目(mù)前超聲波(bo)流量計大(da)緻可分傳(chuán)播速度差(cha)法(包括：直(zhi)接時差法(fǎ)、時差法、相(xiang)位👣差法、頻(pin)差法)波🛀🏻束(shù)偏🏃🏻移法、多(duo)普勒法、相(xiang)關法、空間(jiān)濾⭐波法及(ji)🐉噪聲法等(deng)類型，如圖(tú)所示。其中(zhong)以噪聲法(fǎ)原理及結(jié)構簡單，便(biàn)于測量和(he)攜帶，價格(ge)便宜但準(zhǔn)确度較低(di)，适于在流(liú)量測量準(zhǔn)确度要求(qiu)不高的場(chǎng)合使用。由(yóu)于直接時(shi)差法、時差(cha)法、頻差法(fǎ)和相位差(chà)法♉的基本(běn)原理都是(shi)通過測量(liàng)超聲波脈(mò)沖順流和(he)逆流傳報(bào)時速度之(zhi)差來反映(yìng)流體的流(liú)速♈的，故又(yòu)統稱爲傳(chuan)播速度差(cha)法。其中頻(pín)差法和時(shi)差法克服(fu)了聲速随(suí)流體溫度(dù)變化帶來(lái)的誤差，準(zhun)确度較高(gāo)，所以被廣(guǎng)泛采用。按(an)照換能器(qì)的配置方(fāng)法不同，傳(chuán)播❗速度差(chà)撥又分爲(wèi)：Z法(透過法(fa))、V法(反射法(fa))、X法(交叉法(fa))等。波束偏(piān)移法是利(li)用超聲波(bō)束在流體(ti)中的傳播(bō)方向随流(liu)體流速變(bian)化而産生(shēng)偏移來反(fǎn)映流體流(liu)速的，低流(liú)速時，靈敏(mǐn)度很低适(shì)用😍性不大(da).多普勒法(fǎ)是利用💯聲(shēng)學多普勒(le)原理，通過(guò)測量不均(jun)勻📐流體中(zhong)散射體散(san)射的超聲(shēng)波多普
勒(lè)頻移來确(que)定流體流(liu)量的，适用(yong)于含懸浮(fu)顆粒、氣🌍泡(pào)等流體流(liú)量測量。相(xiàng)關法是利(lì)用相關技(jì)術測量流(liú)量，原理上(shàng)，此法的測(ce)量👨❤️👨準确度(dù)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(dù)高，适用範(fàn)圍廣。但相(xiàng)關器價格(ge)貴，線路☀️比(bǐ)較複雜🙇🏻。在(zài)微處理機(ji)普及應用(yong)後，這個缺(quē)點可以克(ke)服。噪聲法(fǎ)(聽音法)是(shi)利用管道(dao)内流體流(liu)動時産生(sheng)的噪聲與(yǔ)流體的流(liu)速有關的(de)原理，通過(guò)檢測噪聲(sheng)表示流速(sù)或流量值(zhí)。其方法❤️簡(jian)單，設備價(jia)格便🚶♀️宜🧡，但(dàn)準确度低(di)。
以上幾種(zhong)方法各有(you)特點，應根(gen)據被測流(liu)體性質.流(liu)速分布情(qing)☀️況、管路安(an)裝地點以(yǐ)及對測量(liang)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(zhōng)工質的溫(wen)度常不能(neng)保持恒定(ding)，故多采用(yong)頻差法及(ji)🏃♂️時差法。隻(zhi)有在管徑(jing)⭕很大時才(cái)采用直接(jiē)時差法。對(dui)換能器安(ān)裝方法的(de)選擇原則(zé)一般是☂️：當(dāng)流體沿管(guan)💃軸平行流(liú)動時🌈，選用(yong)Z法；當流動(dong)方向與管(guan)鈾不❗平行(hang)或管路安(ān)裝地點使(shi)換能器安(an)裝間隔受(shou)到限制時(shi)，采用V法或(huò)X法。當流場(chǎng)分布不均(jun1)勻而表前(qián)直管段又(you)較短時，也(yě)可采用多(duō)聲道(例如(ru)雙聲道或(huo)四聲道)來(lái)克服流速(sù)擾動帶來(lai)的流🐉量測(ce)量誤差。多(duo)普勒法适(shì)于測量兩(liang)相流，可避(bi)免常規儀(yi)表由懸浮(fu)粒或氣泡(pào)🏃造成的堵(dǔ)塞、磨損、附(fu)着而💋不能(neng)運行的弊(bì)病，因而得(de)以迅速發(fa)🏃🏻展。随着工(gōng)業的發展(zhǎn)及節能工(gong)☎️作的開展(zhǎn)，煤油混合(hé)(COM)、煤水🍉泥合(he)(CWM)燃料的輸(shū)送和應用(yòng)以及燃料(liao)油加水助(zhù)燃等節能(neng)方法的發(fā)展，都爲多(duo)普勒超聲(shēng)❗波流量計(ji)應用開辟(pi)廣闊🥰前景(jǐng)。
流量計的(de)種類很多(duo)，一般市場(chǎng)上用得比(bi)較廣泛的(de)有：電磁流(liu)量計、渦街(jiē)流量計、渦(wō)輪流量計(ji)、孔闆流量(liang)計、V錐流量(liàng)計、金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)、玻璃轉子(zǐ)流量計、旋(xuan)進旋渦流(liu)量計、橢圓(yuan)齒輪流量(liang)計、均速管(guǎn)流量計、超(chāo)聲波流量(liang)❄️計等。它們(men)的安裝條(tiao)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(kǒng)闆等對直(zhí)管段要求(qiu)就較高，一(yī)般是前5D後(hòu)3D,對于流量(liàng)計前端有(yǒu)彎頭、閥門(mén)🔅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(xuǎn)⁉️購流量計(ji)時一定🔴要(yào)考慮流量(liang)計現場安(an)裝的環境(jing)、位置等因(yīn)素，從而選(xuan)擇更♊加适(shì)💁合現場工(gong)礦的流量(liang)計。
現在流(liú)量計所需(xu)要的參數(shù)：
1、被測量的(de)介質
2、被測(ce)量介質的(de)溫度
3、被測(ce)量介質的(de)壓力
4、被測(ce)量介質的(de)流量
5、要求(qiú)的測量精(jing)度
6、現場工(gōng)礦情況
