专题一温度压力流量仪表.ppt

《专题一温度压力流量仪表.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题一温度压力流量仪表.ppt（58页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节第一节 温度仪表温度仪表温度参数 温温度度是是个个很很重重要要的的物物理理量量，它它是是国国际际单单位位制制(SI)(SI)中中7 7个个基基本本物物理理量量之之一一，也也是是工工业业生生产产中中的的主主要要工工艺艺参参数数。物物体体的的许许多多物物理理现现象象和和化化学学性性质质都都与与温温度度有有关关，大大多多数数生生产产过过程程均均是是在在一一定定温温度度范范围围内内进进行行的的。因因此此，温温度度的的测测量量是是保保证证生生产产正正常常进进行行，确确保保产产品品质质量量和和安安全全生生产产的的关关键键环环节。节。1 1、温标、温标 温标是表示物体冷热程度的物理量。用来度量物体温温

2、标是表示物体冷热程度的物理量。用来度量物体温度高低的标尺叫做温度标尺，简称温标。它规定了温度的度高低的标尺叫做温度标尺，简称温标。它规定了温度的起点和测量温度的基本电位。各种温度计的分度值都是由起点和测量温度的基本电位。各种温度计的分度值都是由温标决定的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标和国温标决定的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标和国际实用温标，我国法定计量单位现已采用了这两种温标。际实用温标，我国法定计量单位现已采用了这两种温标。温度参数1)1)、摄氏温标、摄氏温标 摄氏温标是根据物体受热后体积膨胀的性质建立起来的，摄氏温标是根据物体受热后体积膨胀的性质建立起来的，一般用符号一般用符

3、号t t表示，单位是度，记作表示，单位是度，记作。规定在标准大气压下。规定在标准大气压下冰的融点为零度冰的融点为零度(0)(0)，将水的沸点定为，将水的沸点定为100100，在，在0 0一一100100之间划分一百等份，每一等份为摄氏之间划分一百等份，每一等份为摄氏1 1度度(1)(1)。摄氏温标是。摄氏温标是工程上通用的温度标尺。工程上通用的温度标尺。2)2)、国际实用温标、国际实用温标 国际温标是一个国际协议性温标。选择了一些纯物质的国际温标是一个国际协议性温标。选择了一些纯物质的平衡态温度作为温标的基准点，规定了不同温度范围内的标平衡态温度作为温标的基准点，规定了不同温度范围内的标准仪器

4、如铂电阻、铂锗准仪器如铂电阻、铂锗铂热电偶和光学温度汁等。建立铂热电偶和光学温度汁等。建立了标准仪器的示值与国际温标关系的补插公式，应用这些公了标准仪器的示值与国际温标关系的补插公式，应用这些公式可以求出任何两个相邻基准点温度之间的温度值式可以求出任何两个相邻基准点温度之间的温度值。温度测量仪表的分类 温度测量范围广，测温仪表的种类也很温度测量范围广，测温仪表的种类也很多。按工作原理分：有膨胀式、热电阻、热电偶多。按工作原理分：有膨胀式、热电阻、热电偶以及辐射式等；按测量方式分，有接触式和非接以及辐射式等；按测量方式分，有接触式和非接触式两类。触式两类。玻璃管液体温度计 基基于于物物体体受受热

5、热体体积积膨膨胀胀的的性性质质而而制制成成的的温温度度计计叫叫做做膨膨胀胀式式温度计。它又分为液体膨胀、气体膨胀和固体膨胀三大类。温度计。它又分为液体膨胀、气体膨胀和固体膨胀三大类。1)1)、测温原理、测温原理 当破璃温包插入被测介质中，由于被测介质的温度变化，当破璃温包插入被测介质中，由于被测介质的温度变化，使感温液体膨胀或收缩，因而沿毛细管上升或下降，出刻度标使感温液体膨胀或收缩，因而沿毛细管上升或下降，出刻度标尺显示出温度的数值。尺显示出温度的数值。2)2)、结构与分类、结构与分类 玻璃管温度计按其结构可分为三种；棒状温度计、内标尺玻璃管温度计按其结构可分为三种；棒状温度计、内标尺式温度

6、计和外标尺式温度计。棒状温度计的标尺直接刻在玻璃式温度计和外标尺式温度计。棒状温度计的标尺直接刻在玻璃管的外表面上。内标尺式温度计有乳白色的玻璃片温度标尺，管的外表面上。内标尺式温度计有乳白色的玻璃片温度标尺，该标尺放置在连通玻璃温包的毛细管后面，将毛细管和标尺一该标尺放置在连通玻璃温包的毛细管后面，将毛细管和标尺一起变在玻璃管内，此温度计热惰性较大，起变在玻璃管内，此温度计热惰性较大，压力式温度计 压压力力式式温温度度计计的的基基本本结结构构是是由由充充有有感感温温介介质质的的温温包包、传传压压元元件件(毛毛细细管管)及及压压力力敏敏感感元元件件(弹弹笑笑管管)构构成成的的合合金金同同组组件

7、件。温温包包内内充充填填的的感感温温介介质质有有气气体体、液液体体及及蒸蒸发发液液体体等等。测测温温时时将将温温包包置置于于被被测测介介质质中中，温温包包内内的的工工作作物物质质因因温温度度升升高高体体积积膨膨胀胀而而导导致致压压力力增增大大。该该压压力力变变化化经经毛毛细细管管传传给给弹弹簧簧管管并并使使其其产产生生一一定定的的形形变变然然后后借借助助齿齿轮轮或或杠杠杆杆等等传传动动机机构构，带带动动指指针针转转动动，指指示示出出相相应应的的温温度度。由由此此可可见见，温温包包、毛毛细细管管及及弹弹簧簧管管是是压压力力式式温温度度计计的的三三个个主主要要部部分分，其性能对该温度计的精度影响极

8、大。其性能对该温度计的精度影响极大。温度不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体间热交换以温度不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体间热交换以及物体的某些物理性质随温度变化的特性间接测量，现场温度仪及物体的某些物理性质随温度变化的特性间接测量，现场温度仪表大部分均为接触式测温仪表，主要有双金属温度计，热电阻，表大部分均为接触式测温仪表，主要有双金属温度计，热电阻，热电偶三种测温方法。热电偶三种测温方法。1 1、双金属温度计、双金属温度计 利用两种膨胀系数不同的金属元件来测量温度的温度计称双利用两种膨胀系数不同的金属元件来测量温度的温度计称双金属温度计。它是一种固体膨胀式温度计。其结构简单、牢固，

9、金属温度计。它是一种固体膨胀式温度计。其结构简单、牢固，可部分取代水银温度计，用于气、液体及蒸汽的温度测量。采用可部分取代水银温度计，用于气、液体及蒸汽的温度测量。采用双金属温度计是解决汞害的一条途径，因而近几年发展很快。双金属温度计是解决汞害的一条途径，因而近几年发展很快。双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片叠焊在一起双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片叠焊在一起制成的。双金属片受热后由于两种金属片的膨胀系数不同而产生制成的。双金属片受热后由于两种金属片的膨胀系数不同而产生弯曲变形弯曲的程度与温度高低成比例。弯曲变形弯曲的程度与温度高低成比例。双金属温度计热电偶温度计 热电偶温度

10、计是以热电效应为基础的测温仪热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。它的测量范围广，结构简单，使用方便，测表。它的测量范围广，结构简单，使用方便，测温准确可靠，便于信号的远传、自动记录和集中温准确可靠，便于信号的远传、自动记录和集中控制，因而在工业生产和科研领域中应用极为普控制，因而在工业生产和科研领域中应用极为普遍。遍。1 1、热电偶的测温原理、热电偶的测温原理 热电偶温度计由热电偶、连接导线及显示仪热电偶温度计由热电偶、连接导线及显示仪表三部分组成。下图是最简单的热电偶温度计示表三部分组成。下图是最简单的热电偶温度计示意图。意图。热电偶温度计测温原理测温原理 按上图组成的热电偶温度计，如

11、果将热电偶的热端按上图组成的热电偶温度计，如果将热电偶的热端加热，使得冷、热两端的温度不同，则在该热电偶回路加热，使得冷、热两端的温度不同，则在该热电偶回路中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象(即热即热电效应电效应)。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和相接。在热电偶回路中产生的电势由温差电势和相接触电势两部分组成触电势两部分组成热电偶温度计热电偶温度计1热电偶；热电偶；2导线（或补偿导线）；导线（或补偿导线）；3显示仪表显示仪表热电偶温度计 温温差差电电势势：它它是是在在同同一一导导体体材材料料的的两两端端因因其其温温度度不不同同而而产产生

12、生的的一一种种热热电电势势。当当同同一一导导体体两两端端温温度度不不同同时时，由由于于高高温温端端的的电电子子能能量量比比低低温温端端的的电电子子能能量量大大，因因而而从从高高温温端端跑跑到到低低温温端端的的电电子子比比从从低低温温端端跑跑到到高高温温端端的的电电于于数数量量要要多多，结结果果高高温温端端因因失失去去电电子子而而显显正正电电，低低温温端端由由于于得得到到电电子子而而显显负负电电，从从而而在在高高、低低温温两两端端会会形形成成一一个个由由高高温温端端指指向向低低温温端端的的静静电电场场。该该电电场场将将阻阻止止电电于于从从高高温温端端跑跑向向低低温温端端，同同时时加加速速电电子子

13、从从低低温温端端向向高高温温端端移移动动，最最后后达达到到动动态态平平衡衡，即即从从高高温温端端跑跑向向低低温温端端的的电电子子数数等等于于从从低低温温端端他他向向高高温温端端的的电电子子数数，则则高高、低低温温两两端端之之间间便便形形成成一一个个电电位位差差，会会在在导导体体内内部部产产生生电电势势此此电电势势称称为为温温差差电电势势，此此电电势势只只与与导导体体性性质质和和导导体体两两端端的的温温度度有有关关，而而与与导导体体长长度度、截截面面大大小小及及沿沿导导体体长长度度上上的的温温度度分分布布无关。无关。热电偶温度计 接接触触电电势势：它它是是两两种种电电子子密密度度不不同同的的导导

14、体体相相互互接接触触时时产产生生的的一一种种热热电电势势。当当两两种种不不同同的的导导体体A A和和B B相相接接触触时时，假假设设导导体体A A和和B B的的电电子子密密度度分分别别为为NaNa和和NbNb并并且且NaNaNbNb，则则在在两两导导体体的的接接触触面面上上，电电子子在在两两个个方方向向的的扩扩散散率率就就不不相相同同，由由导导体体A A扩扩散散利利导导体体B B的的电电子子数数比比从从B B扩扩散散到到A A的的电电子子数数要要多多。导导体体A A失失去去电电子子而而显显正正电电，导导体体B B获获很很电电子子而而显显负负电电。因因此此，在在A A、B B两两导导体体的的接接

15、触触面面上上便便形形成成一一个个由由A A到到B B的的静静电电场场，这这个个电电场场将将阻阻碍碍扩扩散散运运动动的的继继续续进进行行，同同时时加加速速电电子子向向相相反反方方向向运运动动，使使从从B B到到4 4的的电电子子数数增增多多，最最后后达达到到动动态态平平衡衡状状态态。此此时时A A、B B之之间间也也形形成成一一电电位位差差，这这个个电电位位差差称称为为接接触触电电势势。此此电电势势只只与与两两种种导导体体的的性性质质相相接接触触点点的的温温度度有有关关，当当两两种种导导体体的的材材料料一一定定，接接触触电电势势仅仅与与其其接接点点温温度度有有关关。温温度度越越高高，导导体体中中

16、的的电电子子就就越越活活跃跃，由由A A导导体体扩扩散散到到B B导导体体的的电电子子就就越越多多，致致使使接接触触面面处处所所产生的电场强度越高，因而接触电势也就越大。产生的电场强度越高，因而接触电势也就越大。热电偶温度计工业上最常用的工业上最常用的(已标准化已标准化)几种热电偶：几种热电偶：1)1)、铂铑、铂铑3030铂铑铂铑6 6热电偶热电偶(分度号为分度号为B)B)2)2)、铂铑、铂铑1010铂热电偶铂热电偶(分度号为分度号为5)5)3)3)、镍铬、镍铬镍硅热电偶镍硅热电偶(分度号为分度号为K)K)4)4)、镍铬、镍铬康铜热电偶康铜热电偶(分度号为分度号为E)E)5)5)、铜康铜热电偶

17、、铜康铜热电偶(分度号为分度号为T)T)6)6)、铁、铁康铜热电偶康铜热电偶(分度号为分度号为J)J)铠装热电偶 铠铠装装型型热热电电偶偶的的外外径径为为0.25-12mm0.25-12mm，热热电电极极直直径径为为0.0350.035一一1.3mm1.3mm，套套管管壁壁厚厚为为0.12-0.60mm0.12-0.60mm，长长度度可可以以根根据据需需要要任任意意裁裁取取或或选选购购，最最长长可可达达100m100m。热热电电偶偶冷冷端端可可以以用用接接线盒或其它形式的接插件与外部导线连接。线盒或其它形式的接插件与外部导线连接。1接线盒；接线盒；2金属套管；金属套管；3固定装置；固定装置；4

18、绝缘材料；热电偶丝绝缘材料；热电偶丝热电偶的冷端补偿 热电偶的分度表均是在冷端温度为热电偶的分度表均是在冷端温度为00的条件下热电势与温度的条件下热电势与温度(t)(t)之之间的关系，因此要求在热电偶测温时，冷端必须保持在间的关系，因此要求在热电偶测温时，冷端必须保持在00，否则将产，否则将产生误差。但在工业上使用时，要使冷端保持在生误差。但在工业上使用时，要使冷端保持在00是比较因难的，因此是比较因难的，因此，要根据不同的使用条件及要求的测量精度对热电偶冷端采用一些不，要根据不同的使用条件及要求的测量精度对热电偶冷端采用一些不同的处理方法。同的处理方法。1)1)、补偿导线延伸法、补偿导线延伸

19、法 由于热电偶一般做得比较短由于热电偶一般做得比较短(除铠装热电偶外除铠装热电偶外)，特别是贵金属热，特别是贵金属热电偶就更短。这样热电偶的冷端离被测对象很近，使冷端温度较高电偶就更短。这样热电偶的冷端离被测对象很近，使冷端温度较高且波动较大。如果把热电偶做得很长，使冷端延伸到温度比较稳定且波动较大。如果把热电偶做得很长，使冷端延伸到温度比较稳定的地方，这种方法由于热电极不便于敷设，且对于贵金属热电偶很的地方，这种方法由于热电极不便于敷设，且对于贵金属热电偶很不经济。解决这个问题的方法是采用一种专用导线将热电偶的冷端不经济。解决这个问题的方法是采用一种专用导线将热电偶的冷端延伸出来，这种导线也

20、是由两种材料制成在一定温度范围内延伸出来，这种导线也是由两种材料制成在一定温度范围内(100(100以下以下)与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性，与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性，其材料又是廉价金属，称为补偿导线。其材料又是廉价金属，称为补偿导线。热电偶的冷端补偿2)2)、冰点法、冰点法 热电偶的分度表都是在冷端温度为热电偶的分度表都是在冷端温度为00的情况下制定的情况下制定的，如果将冷端置于能保持温度为的，如果将冷端置于能保持温度为00的冰点槽内，则测的冰点槽内，则测得的热电势就代表被测的实际温度。得的热电势就代表被测的实际温度。3)3)、仪表零点校正法、仪表零点校正法

21、 如果热电偶冷端温度比较恒定，与之配用的显示仪表如果热电偶冷端温度比较恒定，与之配用的显示仪表机械零点调整又比较方便，则可采用此种方法实现冷端机械零点调整又比较方便，则可采用此种方法实现冷端温度补偿。若冷端温度温度补偿。若冷端温度t0t0已知，可将显示仪表的机械零已知，可将显示仪表的机械零点直接调至点直接调至t0t0处，这相当于在插入热电偶热电势之前就处，这相当于在插入热电偶热电势之前就结显示仪表输入了一个电势结显示仪表输入了一个电势E(t0E(t0，0)0)，因为与热电偶配，因为与热电偶配套的显示仪表是根据分度表刻度的，这样在接入热电偶套的显示仪表是根据分度表刻度的，这样在接入热电偶之后，使

22、得输入显示仪表的电势相当于之后，使得输入显示仪表的电势相当于E(t,t0)E(t,t0)E(t0,0)E(t0,0)E(t,0)E(t,0)，因此显示仪表可显示热端的温度，因此显示仪表可显示热端的温度t t。热电偶的冷端补偿4)、补偿电桥法、补偿电桥法 补偿电桥法是采用不平衡电桥产生的电势来补补偿电桥法是采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化，又偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化，又称为冷端补偿器。称为冷端补偿器。热电阻温度计 热电阻温度计是一种较为理想的高温测量仪表，但在热电阻温度计是一种较为理想的高温测量仪表，但在测量较低温度时，由于产生的热电势较小，测

23、量精度相测量较低温度时，由于产生的热电势较小，测量精度相应降低。因此在应降低。因此在200200500500温度范围内，一般使用热温度范围内，一般使用热电阻温度计测量效果较好。电阻温度计测量效果较好。热电阻温度计是由热电阻、连接导线及显示仪表所热电阻温度计是由热电阻、连接导线及显示仪表所组成，如图所示。由于热电阻输出的是电阻信号，所以组成，如图所示。由于热电阻输出的是电阻信号，所以热电阻温度计与热电偶温度计一样，也便于远距离显示热电阻温度计与热电偶温度计一样，也便于远距离显示或传送信号。但是由于热电阻温度计的感温部件或传送信号。但是由于热电阻温度计的感温部件热热电阻的体积较大，因此热容量较大，

24、动态持性则不如热电阻的体积较大，因此热容量较大，动态持性则不如热电偶。电偶。热电阻温度计1 1、热电阻的测温原理、热电阻的测温原理 热电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与温度呈一热电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与温度呈一定函数关系的原理实现温度测量的。定函数关系的原理实现温度测量的。P Pt t100100热电阻测温原理：纯铂丝的电阻值随其外界温度变化热电阻测温原理：纯铂丝的电阻值随其外界温度变化而变化。而变化。2 2、金属热电阻、金属热电阻 作为电阻温度计感温元件的热电阻，分为金属热电阻和半作为电阻温度计感温元件的热电阻，分为金属热电阻和半导体热电阻两类，其中以金属热电阻应用较多

25、。一般对热电阻导体热电阻两类，其中以金属热电阻应用较多。一般对热电阻材料要求如下：材料要求如下：(1)(1)电阻温度系数大，即灵敏度高；电阻温度系数大，即灵敏度高；(2)(2)物理化学性能稳定，能长期适应较恶劣的测温环境；物理化学性能稳定，能长期适应较恶劣的测温环境；(3)(3)电阻串要大，以使电阻体积较小，减小测温的热惯性；电阻串要大，以使电阻体积较小，减小测温的热惯性；(4)(4)电阻与温度之间近似为线性关系；电阻与温度之间近似为线性关系；(5)(5)价格低廉，便于复制。价格低廉，便于复制。热电阻温度计结构普通热电阻结构：普通热电阻结构：金属热电阻感温元件一般由电阻体、引线、绝缘子、保金属

26、热电阻感温元件一般由电阻体、引线、绝缘子、保护套管及接线盒等组成电偶相似。热电阻通常也有普通型护套管及接线盒等组成电偶相似。热电阻通常也有普通型和铠装型等结构形式。下图为普通型热电阻的结构图：和铠装型等结构形式。下图为普通型热电阻的结构图：11电阻体；电阻体；22引线，引线，33绝缘体；绝缘体；4 4一保护套管一保护套管 55接线盒；接线盒；66固定螺固定螺 纹纹常用热电阻温度计1)1)、铂电阻、铂电阻 铂电阻由纯铂电阻丝绕制而成，其使用温度范围铂电阻由纯铂电阻丝绕制而成，其使用温度范围(按国按国际电工协会际电工协会IECIEC标准标准)为为200200850850。铂电阻的特点是精度高、性能

27、可靠、抗氧化性好、物铂电阻的特点是精度高、性能可靠、抗氧化性好、物理化学性能稳定。另外它易提纯，复制性好，有良好的工理化学性能稳定。另外它易提纯，复制性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝艺性，可以制成极细的铂丝(直径可达直径可达0.02mm0.02mm或更细或更细)或极或极薄铂箔，与其它热电阻材料相比，有较高电阻串。薄铂箔，与其它热电阻材料相比，有较高电阻串。因此，因此，它是一种较为理想的热电阻材料，除作为一般工业测温元它是一种较为理想的热电阻材料，除作为一般工业测温元件外，还可作为标准器件。但它的缺点是电阻温度系数小，件外，还可作为标准器件。但它的缺点是电阻温度系数小，电阻与温度里非线性

28、，高温下不宜在还原性介质中使用，电阻与温度里非线性，高温下不宜在还原性介质中使用，而且价格较贵。而且价格较贵。常用热电阻温度计2)2)、铜电阻、铜电阻 铜电阻一般用于铜电阻一般用于5050150150范围的温度测量。范围的温度测量。它的特点是电阻值与温度之间基本为线性关系，电它的特点是电阻值与温度之间基本为线性关系，电阻温度系数大，且材料易提纯，价格便宜，但它的阻温度系数大，且材料易提纯，价格便宜，但它的电阻率低，易氧化，所以在温度不同，测温元件体电阻率低，易氧化，所以在温度不同，测温元件体积无特殊限制时，可以使用铜电阻温度计。积无特殊限制时，可以使用铜电阻温度计。第二节第二节 流量仪表流量仪

29、表流量仪表 概述概述 石油生产过程中所需的物料大部分是流体，这石油生产过程中所需的物料大部分是流体，这些流体在某些动力设备些流体在某些动力设备(如泵、鼓风机、压缩机等如泵、鼓风机、压缩机等)的作用下沿管道密闭输送。为正确地指导生产操作，的作用下沿管道密闭输送。为正确地指导生产操作，监视设备运行状况，确保优质高产安全低耗以及进监视设备运行状况，确保优质高产安全低耗以及进行产品的成本经济核算，经常需要测量生产过程中行产品的成本经济核算，经常需要测量生产过程中各种介质各种介质(如液体、气体和蒸汽等如液体、气体和蒸汽等)的流量。它是石的流量。它是石油生产过程中一个十分重要的测量参数。随着自动油生产过程

30、中一个十分重要的测量参数。随着自动化水平的不断提高。流量测量和控制已由原来的保化水平的不断提高。流量测量和控制已由原来的保证稳定运行朝着最优化控制过渡。这样流量仪表更证稳定运行朝着最优化控制过渡。这样流量仪表更是成为不可缺少的检测仪表之一。是成为不可缺少的检测仪表之一。流量的定义 流量是指流经管道流量是指流经管道(或设备或设备)某一截面的流体数量。某一截面的流体数量。随着工艺要求不同，它的测量又可分为瞬时流量和累随着工艺要求不同，它的测量又可分为瞬时流量和累积流量的测量。积流量的测量。1)1)、瞬时流量、瞬时流量单位时间内流经某一有效截面的流体数量。单位时间内流经某一有效截面的流体数量。2)2

31、)、累积流量、累积流量(总量总量)在某段时间内流经有效截面的流体数量的总和。其总在某段时间内流经有效截面的流体数量的总和。其总和可以用体积和质量来表示和可以用体积和质量来表示流量测量的特点（）、流体的流动状态直接影响流量测量的准确度。一（）、流体的流动状态直接影响流量测量的准确度。一般介质的流动多为不稳定流，为保证仪表测量的准确度，般介质的流动多为不稳定流，为保证仪表测量的准确度，仪表的结构和管道布局的设计应能适应流态的变化，能够仪表的结构和管道布局的设计应能适应流态的变化，能够消除上游阻力件造成的流态扰动以及管道上界面上流速不消除上游阻力件造成的流态扰动以及管道上界面上流速不均匀分布带来的影

32、响。均匀分布带来的影响。（）、不同流体的物理和化学特性对流量仪表提出了不（）、不同流体的物理和化学特性对流量仪表提出了不同的要求。如温度、压力变化大、粘度高、流体有腐蚀性、同的要求。如温度、压力变化大、粘度高、流体有腐蚀性、多相流、脏污流、等等，都对仪表提出了相应的要求。多相流、脏污流、等等，都对仪表提出了相应的要求。（）、被测介质状态的变化或组分变化都会引起流量测（）、被测介质状态的变化或组分变化都会引起流量测量的误差。量的误差。（）、介质处于流动的状态，任何接触测量的敏感元件（）、介质处于流动的状态，任何接触测量的敏感元件都会干扰流动状态的变化和压力损失。都会干扰流动状态的变化和压力损失。

33、流量计的分类流量计的分类流量计的分类 流量测量的方法很多，其测量原理和所采用的仪表结流量测量的方法很多，其测量原理和所采用的仪表结构形式各不相同。构形式各不相同。）、差压式流量计：目前常用的节流元件有标准节流装）、差压式流量计：目前常用的节流元件有标准节流装置，如孔板、文丘利管、喷嘴。置，如孔板、文丘利管、喷嘴。）、容积式流量计：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮）、容积式流量计：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计。板流量计。）、速度流量计：电磁流量计、涡轮流量计、超声波流）、速度流量计：电磁流量计、涡轮流量计、超声波流量计。量计。）、流体动量式流量计：如靶式流量计、浮子流量计、）、流体动量式

34、流量计：如靶式流量计、浮子流量计、阿牛巴流量计。阿牛巴流量计。）、流体振荡式流量计：涡街流量计、旋进漩涡流量计）、流体振荡式流量计：涡街流量计、旋进漩涡流量计）、质量流量计：）、质量流量计：U U型管式流量计。型管式流量计。差压式流量计主要包括两部分：差压式流量计主要包括两部分：节流元件及差压计节流元件及差压计工作原理：工作原理：把节流装置装入管道中，当被测介质从节流装置中流把节流装置装入管道中，当被测介质从节流装置中流过时其局部收缩，因此其流速必定增加，即动能增加，因过时其局部收缩，因此其流速必定增加，即动能增加，因而其静压力减小，即位能减小，所以在节流装置的前后产而其静压力减小，即位能减小

35、，所以在节流装置的前后产生一定的压力降。管道介质流量越大，介质的流速就越大，生一定的压力降。管道介质流量越大，介质的流速就越大，因而收缩时的压力降就越大。因此只要测出压降的大小就因而收缩时的压力降就越大。因此只要测出压降的大小就可以测量出介质的流量。可以测量出介质的流量。差压式流量计转子流量计 在生产和科研工作中，经常遇到小管径、低雷诺数在生产和科研工作中，经常遇到小管径、低雷诺数的小流量测量，而其它流量计对于小管径、小流量的测的小流量测量，而其它流量计对于小管径、小流量的测量均受到标准化或结构等方面的条件限制所以对较小量均受到标准化或结构等方面的条件限制所以对较小管径的流量测量常采用转子流量

36、计。它适用的管径范围管径的流量测量常采用转子流量计。它适用的管径范围为为l l150mm150mm。转子流量计的主要特点是结构简单。灵敏度高，量转子流量计的主要特点是结构简单。灵敏度高，量程比宽程比宽1010：1 1压力损失小且恒定，刻度近似线性，压力损失小且恒定，刻度近似线性，价格便宜，使用维护简便等。但仪表精度受被测介质密价格便宜，使用维护简便等。但仪表精度受被测介质密度、粘度、温度、压力等因素的影响，其精度一般在度、粘度、温度、压力等因素的影响，其精度一般在1 15 5级左右最高可达级左右最高可达1 10 0级。级。转子流量计 转子流量计是利用流动中的动量原理，将被测介质在流动中产转子流

37、量计是利用流动中的动量原理，将被测介质在流动中产生的与流速直接有关的力变换成另一个易于输出的变量。即流量的生的与流速直接有关的力变换成另一个易于输出的变量。即流量的大小是靠浮子的上下位移来指示的。浮子流量计是由一个上粗下细大小是靠浮子的上下位移来指示的。浮子流量计是由一个上粗下细的锥型管和一个能上下移动的浮子构成。锥管垂直安装，流体从下的锥型管和一个能上下移动的浮子构成。锥管垂直安装，流体从下方以速度方以速度v v流经锥管，流过锥管与浮子之间的环型空隙未了保证浮子流经锥管，流过锥管与浮子之间的环型空隙未了保证浮子的轴线的垂直且在锥型管的中心线上，一般在浮子的上部边缘处开的轴线的垂直且在锥型管的

38、中心线上，一般在浮子的上部边缘处开有斜沟，在流体流过时，使浮子旋转。有斜沟，在流体流过时，使浮子旋转。在流体自下而上进入锥管时，浮子给流体以阻力，而流体的推在流体自下而上进入锥管时，浮子给流体以阻力，而流体的推动力和浮力将浮子浮动在锥管中，当浮子的重量与浮力和流体的推动力和浮力将浮子浮动在锥管中，当浮子的重量与浮力和流体的推动力平衡时，浮子就静止在某一位置，当被测介质的流量增大时其动力平衡时，浮子就静止在某一位置，当被测介质的流量增大时其流速也增大，因此其推动力也增大，浮子逐渐上升，环型空隙也增流速也增大，因此其推动力也增大，浮子逐渐上升，环型空隙也增大，使环型空隙的流速也减小，直到浮子的重力

39、与浮力和推动力再大，使环型空隙的流速也减小，直到浮子的重力与浮力和推动力再次达到平衡为止。这样，就可以用浮子在锥管中的不同高度来反映次达到平衡为止。这样，就可以用浮子在锥管中的不同高度来反映被测介质流量的大小。被测介质流量的大小。转子流量计转子流量计示值的修正转子流量计示值的修正 转子流量计的刻度是单独标定而得到的。仪表制造厂为了转子流量计的刻度是单独标定而得到的。仪表制造厂为了便于成批生产，在进行流量刻度时，是在工业标淮状态便于成批生产，在进行流量刻度时，是在工业标淮状态(20(20，一个标准大气压一个标准大气压)下，以水或空气为介质进行刻度的。即转子流下，以水或空气为介质进行刻度的。即转子

40、流量计的标尺刻度值，对于液体流量测量是代表工业标准状态下量计的标尺刻度值，对于液体流量测量是代表工业标准状态下水的流量值，对于气体流量测量是代表工业标准状态下空气的水的流量值，对于气体流量测量是代表工业标准状态下空气的流量值。所以，在实际使用时，如果被测介质的密度和工作状流量值。所以，在实际使用时，如果被测介质的密度和工作状态不同，必须对流量指示值按照实际被测介质的密度，温度、态不同，必须对流量指示值按照实际被测介质的密度，温度、压力等参数的具体情况进行修正。压力等参数的具体情况进行修正。由于转子流量计的转子有重力作用，因此转子流量计必须由于转子流量计的转子有重力作用，因此转子流量计必须垂直安

41、装，流体的流向是自下向上，在流量计的进出口没有严垂直安装，流体的流向是自下向上，在流量计的进出口没有严格的直管段要求。在安装转子流量计时要小心，防止转子流量格的直管段要求。在安装转子流量计时要小心，防止转子流量计受损。计受损。转子流量计 转转子子流流量量计计的的外外壳壳一一般般是是用用塑塑料料或或玻玻璃璃制制作作而而成成，因因此此浮浮子子流流量量计计必必须须定定期期清清洗洗，防防止止外外界界物物体体刮刮伤伤，流流经经流流量量计计的的流流体体流流速速应应缓缓慢慢增增加加以以减减少少对对浮浮子子的的冲冲击击力力；在在北北方方地地区区浮浮子子流流量量计计要要作作好好防防冻冻工工作作，增增加加必必要要

42、的的保保温温设设施施，冬冬季季不不用用时时应应该该将将流流量量计计内内液液体体排排放干净，以免流量计被冻坏。放干净，以免流量计被冻坏。速度式流量计 涡轮流量计是一种新型流量计，它有以下一些特点涡轮流量计是一种新型流量计，它有以下一些特点 测量范围大（测量范围大（0.04t/h16103t/h0.04t/h16103t/h），精度较高（一般），精度较高（一般为为0.1%0.02%0.1%0.02%），快速响应特性好，有数字输出。），快速响应特性好，有数字输出。涡轮流量计是一种速度流量仪表，由涡轮变换部分涡轮流量计是一种速度流量仪表，由涡轮变换部分和显示仪表部分组成。和显示仪表部分组成。其结构有：

43、入口导流器、出口导其结构有：入口导流器、出口导流器、轴承、涡轮、壳体等几部分组成。流器、轴承、涡轮、壳体等几部分组成。工作原理：当介质流经涡轮流量计时，流体由入口工作原理：当介质流经涡轮流量计时，流体由入口导流器进入流量计，由于导流器的作用，使流体平行流导流器进入流量计，由于导流器的作用，使流体平行流经涡轮，从而流体冲击涡轮，便推动涡轮旋转。实践证经涡轮，从而流体冲击涡轮，便推动涡轮旋转。实践证明，涡轮叶片的角速度与流体的流速成正比，因而通过明，涡轮叶片的角速度与流体的流速成正比，因而通过对叶轮对叶轮转速的测量就得到体积流量的大小转速的测量就得到体积流量的大小。速度式流量计 叶叶轮轮的的转转速

44、速就就是是通通过过固固定定在在壳壳体体上上的的一一个个电电磁磁线线圈圈来来测测得得的的，这这个个电电磁磁线线圈圈叫叫做做检检磁磁线线圈圈，当当捡捡磁磁线线圈圈中中被被通通电电时时它它就就产产生生磁磁场场，而而叶叶轮轮是是导导磁磁的的，在在制制作作时时在在叶叶轮轮的的外外面面有有一一些些有有规规律律的的小小孔孔，当当叶叶轮轮旋旋转转时时线线圈圈下下的的导导磁磁介介质质的的密密度度发发生生变变化化，从从而而影影响响线线圈圈发发出出的的磁磁场场，使使线线圈圈上上产产生生一一定定的的脉脉冲冲，这这些些脉脉冲冲信信号号与与叶叶轮轮的的转转速速成成正正比比。线线圈圈的的脉脉冲冲经经过过放放大大器器放放大大

45、，然然后后进进入入测测量量仪仪表表。由由此此可可见见显显示示仪仪表表其其实实就就是是一一台台脉脉冲冲计计数数器器，在在涠涠洲洲终终端端厂厂原原油油外外输输计计量量中中使使用用的的是是OMNIOMNI流流量量计计算算机机，它它接接收收从从BROOKBROOK涡涡轮轮流流量量计计发发出出的的脉脉冲冲信信号号和和现现场场的的温温度度、压压力力、密密度度、含含水水分分析析信信号号，然然后后经经过过计计算算处处理理，并并显显示体流量和净流量。示体流量和净流量。速度式流量计涡轮流量计的优点涡轮流量计的优点 (1)(1)精确度高。精确度高。(2)(2)反应迅速，可测脉动流量，量程比为反应迅速，可测脉动流量，

46、量程比为(10:1)(10:1)(20:1)(20:1)(3)(3)由于磁电感应转换器与叶片间不需密封相齿轮传动，由于磁电感应转换器与叶片间不需密封相齿轮传动，因而测量精度高，可耐高压因而测量精度高，可耐高压 4)4)输出为频率信号，易实现流量积算和定量控制且抗干输出为频率信号，易实现流量积算和定量控制且抗干扰能力强。扰能力强。缺点是制造难，成本高。因涡轮高速转动，轴承易于缺点是制造难，成本高。因涡轮高速转动，轴承易于磨损，降低了长期运转的稳定性、缩短了使用寿命。磨损，降低了长期运转的稳定性、缩短了使用寿命。涡轮流星计主要用于测量精确度要求高，流量变化迅涡轮流星计主要用于测量精确度要求高，流量

47、变化迅速的场台或者作为标定其它流量计的标准仪表。速的场台或者作为标定其它流量计的标准仪表。流体振动式流量计 旋涡流量计工作原理：在流体中若垂直流动方旋涡流量计工作原理：在流体中若垂直流动方向放置一个柱体（圆柱体或棱柱体）时，在某向放置一个柱体（圆柱体或棱柱体）时，在某一雷诺数范围内一雷诺数范围内,将在柱状物的后面两侧交替将在柱状物的后面两侧交替产生有规律的旋涡，称为卡门旋涡，旋涡的旋产生有规律的旋涡，称为卡门旋涡，旋涡的旋转方向为内向，单侧旋涡产生的频率转方向为内向，单侧旋涡产生的频率F F和流速和流速V V和柱状物宽度和柱状物宽度D D之间有以下关系：之间有以下关系：F=S F=St t X

48、 V/d X V/d，其中其中StSt为雷诺数的函数，当为雷诺数的函数，当StSt和和d d一定时，一定时，F F和和V V成正比，因此可通过成正比，因此可通过F F算出瞬时流量。算出瞬时流量。质量流量计 质量流量计可分为两大类：直接式质量流量计（由质量流量计可分为两大类：直接式质量流量计（由传感元件直接检测反映质量流量大小的参数，经处理得传感元件直接检测反映质量流量大小的参数，经处理得出质量流量值）和间接质量流量计（由体积流量计和密出质量流量值）和间接质量流量计（由体积流量计和密度计组合而成）。基于哥里奥利原理及技术的直接式质度计组合而成）。基于哥里奥利原理及技术的直接式质量流量计。其量流量

49、计。其工作原理如下：工作原理如下：两根几何形状与尺寸完全相同的两根几何形状与尺寸完全相同的U U形振动检测管平行形振动检测管平行地、牢固地焊接在支承管上，两个检测管在电磁激励下，地、牢固地焊接在支承管上，两个检测管在电磁激励下，以其固有的频率作为简谐振动，当流量计中有流体通过以其固有的频率作为简谐振动，当流量计中有流体通过时，时，U U型检测管受到了电磁激励振动和哥氏力矩引起的扭型检测管受到了电磁激励振动和哥氏力矩引起的扭振，下图为振，下图为U U形管振动图：形管振动图：质量流量计 U U形形管管振振动动中中心心位位置置的的左左右右两两侧侧安安装装两两个个电电磁磁位位置置检检测测器器，它它们们

50、可可以以测测出出U U形形管管振振动动时时位位置置的的变变化化状状态态，当当质质量量流流量量越越大大，哥哥氏氏力力越越大大，扭扭矩矩也也越越大大，在在一一定定的的U U形形管管扭扭转转刚刚度度下下，扭扭振振时时的的扭扭转转角角也也越越大大。可可见见，在在U U形形管管尺尺寸寸，材材质质已已定定的的条条件件下下，扭扭转转角角与与通通过过U U形形管管的的质质量量流流量量成成比比例例关关系系。只只要要位位置置检检测测器器能能检检测测出出U U形形管管在在振振动动的的过过程程中中，管管的的左左右右两两侧侧在在向向上上或或向向下下通通过过中中心心线线的的时时间间差差 t t，就就可可以以间间接接地地测