第六章 流量检测PPT讲稿.ppt

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1、第六章 流量检测第1页,共75页,编辑于2022年,星期三流量检测6.1流量检测基本概念6.2体积流量检测方法6.3质量流量检测方法6.4流量标准装置第2页,共75页,编辑于2022年,星期三瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。体积流量用流体的体积来表示(qv),单位为m3/h。质量流量用流量的质量来表示(qm),单位为kg/h。累积流量:一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值6.1 流量检测的基本概念流量检测的基本概念累积体积流量累积质量流量流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。例:设测得流速v=10m/s,圆管道的直径D=1m,则截面积A=0.79m2,流量qV=7.9m

2、3/s。在一小时内流过的流体总量为7.9*3600=28440m3。第3页,共75页,编辑于2022年,星期三流量的国际单位是千克/秒(kg/s)、立方米/秒(m3/s)。此外,常用的还有吨/小时(t/h)、千克/小时(kg/h)、立方米/小时(m3/h)等;总量的国际单位是千克(kg)、立方米(m3)。此外,常用的总量单位还有吨(t)。流量的国际单位对于气体,密度受温度、压力变化影响较大,如在常温常压附近,温度每变化10,密度变化约为3%;压力每变化10kPa,密度约变化3%。因此在测量气体流量时,必须同时测量流体的温度和压力。为了便于比较,常将在工作状态下测得的体积流量换算成标准状态下(温

3、度为20,压力为101325Pa)的体积流量,用符号Qn表示,单位符号为Nm3/s。第4页,共75页,编辑于2022年,星期三 流量仪表的分类 可以分为体积流量测量和质量流量测量两大类。测量流量的仪表称为流量计,测量流体总量的仪表称为计量表或是总量计。从测量方法上一般可分为以下四大类:(1 1)容积式流量计)容积式流量计(2 2)差压式流量计)差压式流量计(3 3)速度式流量计)速度式流量计(4 4)质量式流量计)质量式流量计第5页,共75页,编辑于2022年,星期三6.2 体积流量检测方法体积流量检测方法(1 1)容积式流量计)容积式流量计(2 2)差压式流量计)差压式流量计(3 3)速度式

4、流量计)速度式流量计第6页,共75页,编辑于2022年,星期三容积式流量检测单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据 测量原理设:V0计量室的容积n转子的旋转次数则排出的流体总量根据转子的形状分为:椭圆齿轮流量计(液体型)腰轮流量计(气体型和液体)刮板式流量计(液体型)第7页,共75页,编辑于2022年,星期三椭圆齿轮型容积流量计(奥巴尔容积流量计)椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合,对介质的清洁要求较高,不允许有固体颗粒杂质流过流量计。计量室体积齿轮转速体积流量第8页,共75页,编辑于2022年,星期三例1:椭圆齿轮流量计的半月形空腔体积为0.5L,今要求机械齿轮每转一周跳一个字代表10

5、0L,试求传动系统的减速比。解:椭圆齿轮流量计的体积流量由题设可以得到所以减速比为:50:1第9页,共75页,编辑于2022年,星期三椭圆齿轮流量计FPP 可广泛用于石油、化工、医药卫生等部门的流量测量。椭圆齿轮流量计是直读累积式仪表,是计量流经管道内液体流量总和的容积式流量计。高粘度液体;基本误差:0.250.5;范围度:10:1;工作温度:120度;当粘度3010-3Pas时,压力损失0.04MPa,由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合,因此对介质的清洁要求较高,不允许有固体颗粒杂质流过流量计。第10页,共75页,编辑于2022年,星期三腰轮流量计(罗茨型容积流量计)腰形轮每转动一周,

6、就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量室流体的四倍体积,从流入口送到流出口。测量原理计量室体积腰轮转速体积流量第11页,共75页,编辑于2022年,星期三与椭圆齿轮型基本相同,依靠进,出口流体压力差产生运动,每旋转一周排出四份“计量空间”的流体体积量。所不同的是在腰轮上没有齿,它们不是直接相互啮合转动,而是通过按装在壳体外的传动齿轮组进行传动。比椭圆齿轮流量计明显优点是:能保持长期稳定。可测液、气体;基本误差:0.2%0.5:范围度:10:1;工作温度:120度以下;压力损失:小于0.02Pa。第12页,共75页,编辑于2022年,星期三刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计,流量计的

7、转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板,转子在流量计进出口差压作用下转动,每转动一周排出四份“计量空间”的流体体积。只要测出转动次数,就可以计算出排出流体的体积量。刮板式容积流量计刮板式流量计工作原理原理:利用刮板的缩进、突出固流、排流。1.刮板 2.凸轮 3.转子第13页,共75页,编辑于2022年,星期三皮膜式家用煤气表皮膜往复一次流过一定煤气,检测往复次数可得煤气总量。精度2%;简单价廉。第14页,共75页,编辑于2022年,星期三a)型号、规格须考虑被测介质物性参数(压力、温度等)和工作状态。b)安装条件、检定c)水平、垂直;上游装过滤器,节流阀装在下游;d)注意流向标志;使用时液体充满

8、管道,工作在流量范围内;修正e)定期清洗检定。容积式流量计的安装与使用第15页,共75页,编辑于2022年,星期三差压式流量检测测量对象:流体方面,单相、混相、洁净、脏污;工作状态:常压、高压、真空、常温、高温、低温;管径方面:从几毫米到几米;流动条件:亚音速流、临界流、脉动流节流式特点:结构简单、使用寿命长,适应能力强,几乎能测量各种工况下的流量。差压式流量计 孔板引压管差压计差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。第16页,共75页,编辑于2022年,星期三节流式流量计

9、外形第17页,共75页,编辑于2022年,星期三气体或液体管道及涡流发生锥体第18页,共75页,编辑于2022年,星期三节流式流量计节流元件附近流速和压力分布情况检测原理当流体流经管道内的节流件时,流速将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生了压差。(节流式流量计)流体流量愈大,产生的压差愈大,这样可依据压差来衡量流量的大小。基础:基础:流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)。压差影响因素:压差影响因素:流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质(密度、粘度)第19页,共75页,编辑于2022年,星期三由能量守恒定律得:由流体连续性定律得:由

10、于流束在节流装置后的最小收缩面积A2,实际上很难确切地知道它的数值,因此用节流装置开孔的截面积A0来表示:称为流束的收缩系数,其大小与节流装置的类型有关。222111,ghpghprr=又第20页,共75页,编辑于2022年,星期三体积流量质量流量 式中:流量系数流束膨胀系数A0节流装置的开孔截面积流体密度节流装置前后实际测得的压力差流量与压力差的平方根成正比第21页,共75页,编辑于2022年,星期三差压式流量计组成1 1上游直管段;上游直管段;2 2一导压管;一导压管;3 3一孔板;一孔板;4 4一下游直管段;一下游直管段;5 5、7 7一连接法兰;一连接法兰;6 6一取压环室一取压环室第

11、22页,共75页,编辑于2022年,星期三 标准节流元件标准孔板结构简单,安装方便,适合大流量的测量;压力损失较大,精度低,成本低。标准喷嘴标准文丘里管压力损失较小,精度较高,成本较高 压力损失很小,精度高,成本高 第23页,共75页,编辑于2022年,星期三文丘利管压力损失最小,而孔板压力损失最大。文丘利管孔板 喷嘴第24页,共75页,编辑于2022年,星期三节流孔板后取压管孔板孔板第25页,共75页,编辑于2022年,星期三流体入口狭窄部位文丘里喷嘴文丘里喷嘴第26页,共75页,编辑于2022年,星期三文丘里喷嘴在管道中的位置前取压口 后取压口 第27页,共75页,编辑于2022年,星期三

12、取压方式环室取压单独钻孔取压法兰取压标准喷嘴取压方式标准孔板的几种取压方式第28页,共75页,编辑于2022年,星期三标准节流装置标准节流装置:标准孔板、标准喷嘴和文丘里管非标准节流装置非标准节流装置:1/4圆喷嘴、锥形入口孔板、圆缺孔板和V内锥流量计 标准取压方式:标准取压方式:(1)角接取压角接取压:上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面处。角接取压包括单独钻孔和环室取压,如图中l-1位置。(2)法兰取压:法兰取压:上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.40.8mm(1inch)。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上,如图中2-2位置。(3)径距取压径距取压(D-D/2(

13、D-D/2取压取压):上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为1Dm0.1Dm,下游侧取压孔的轴线至孔极下游端面的距离为0.5Dm,如图中的3-3位置(Dm管道直径)。第29页,共75页,编辑于2022年,星期三(4)理论取压理论取压:上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为lDm0.1Dm,下游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离因值不同而异。该距离理论上就是流束收缩到最小截面的距离。如图中的4-4位置。(5)管接取压管接取压:上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距离为2.5Dm,下游侧取压孔的轴线至孔板下游端面的距离为8Dm,如图中的5-5位置该方法使用很少。其他取压方式:第30页,共75页,

14、编辑于2022年,星期三节流孔板后取压管 前取压管流体通过节流孔板时,流速加快,后取压管处的压力减小。导压管的配置第32页,共75页,编辑于2022年,星期三 节流装置输出的压力差是从节流装置的前后取压孔取出的。从取压孔到差压变送器的导压管的配置也应按照规定的标准安装。如果被测流体是气体,导压管应从节流装置的上方引出,以免混杂在气体中的液滴堵住取压管;如果被测流体是液体,导压管应从节流装置的下方引出,以免混杂在液体中的气体影响取压。第33页,共75页,编辑于2022年,星期三导压管配置图第34页,共75页,编辑于2022年,星期三1.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

15、.应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;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 差压式流量计特点优点:缺点:(1)测量精度普遍偏低;(2)范围度窄,一般仅3:14:1;(3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等)第35页,共75页,编辑于2022年,星期三标准节流装置的使用条件(1)被测介质应充满全部管道截面,并沿着内径不小于50mm的圆形管道流动;对文丘里管则其管径不应小于l00mm,亦不能大于800mm。(2)管道内的流速是稳定的,或者实际上可以认为是稳定的(当流速稳定时,在同一点的流速和压力不随时间而变化)。(3)被测介质通过节流装置时,

16、其相态不变,如液体不蒸发,过热蒸汽仍然是过热的,溶解在液体中的气体不析出等。同时是单相存在的;对于成分复杂的介质,只有其性质与单一成分的介质类似时,才能使用。(4)测量气体(蒸汽)流量时所析出的冷凝水或灰尘,或测量液体流量时所析出的气体或沉淀物,既不得聚积在管道中的节流装置附近,也不得聚积在连接管内。(5)在测量能引起节流装置堵塞的介质流量时,必须进行定期清洗(吹洗或清刷)。(6)在离开节流装置两端面2D的管道内表面上,没有任何凸出物和肉眼可见的粗糙与不平现象。节流式流量计的安装与使用条件第36页,共75页,编辑于2022年,星期三标准节流装置的安装 1、安装地点 (1)流体在节流装置前后,应

17、始终保持单相流体,蒸汽不应含水。(2)流体在节流装置前后有足够的直管段。一般孔板前为1020D,孔板后为5D,D为管道内径。2、安装前的检查(1)管道直径是否符合设计要求。(2)节流装置孑L径必须与设计相符(3)节流装置加工精度必须符合要求。(4)节流装置用的垫圈内径不得小于管径可比管径大23mm。(5)节流装置用的法兰焊接后必须与管道垂直,不得歪斜。法兰中心与管道中心应重合;焊缝必须平整光滑。(6)节流装置的管道前后,至少2倍管道直径的距离内无明显不光滑的凸块,无电、气焊的熔渣,无露出的管接头、铆钉等。(7)环室取压时,环室内径不得小于管道的直径,可比管道直径稍大。(8)孔板、环室及法兰等在

18、安装前应清除积垢和油污,并注意保护开孔锐边不得碰伤。节流装置安装应在管道吹洗干净后及试压前进行,以免管道内污物将节流装置损坏或将取压口堵塞。第37页,共75页,编辑于2022年,星期三3、安装测量不同介质时节流装置取压口方位规定示意图 a液体;b一蒸汽;c一气体 abc第38页,共75页,编辑于2022年,星期三浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降,改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表,又称转子流量计。在美国、日本常称作变面积流量计(VariableAreaFlowmeter)或面积流量计。浮子流量计(转子流量计)流体入口流体出口转子玻璃转子流量计第39页,共75页,编

19、辑于2022年,星期三金属转子流量计 金属浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。第40页,共75页,编辑于2022年,星期三从转子的悬浮高度直接读取流量数值。一一.工作原理工作原理转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积流量。第41页,共75页,编辑于2022年,星期三如果流体流量恒定不变,那么转子就稳定在平衡位置上;如果流体流量发生变化,则转子原平衡位置对应的环形流通截面上的流速随之改变,转子所受向上的作用力也相应变化,从而便产生新的位移,直至达到新的平衡位置。由此可见,被测流体流量的大小可以通过转子在锥管中高度位置的变化来反映。第4

20、2页,共75页,编辑于2022年,星期三 当被测流体自锥管下端流入流量计时,由于流体的作用,浮子上下端面产生一差压,该差压即为浮子的上升力。当差压值大于浸在流体中浮子的重量时,浮子开始上升。随着浮子的上升,浮子最大外径与锥管之间的环形面积逐渐增大,流体的流速则相应下降,作用在浮子上的上升力逐渐减小,直至上升力等于浸在流体中的浮子的重量时,浮子便稳定在某一高度上。这时浮子在锥管中的高度与所通过的流量有对应的关系。第43页,共75页,编辑于2022年,星期三工作原理演示示意图()第44页,共75页,编辑于2022年,星期三工作原理演示示意图()第45页,共75页,编辑于2022年,星期三工作原理演

21、示示意图()第46页,共75页,编辑于2022年,星期三设:A0为环隙流通面积,则转子流量计的体积流量为 流量基本方程式设:作用在转子上的力有转子本身垂直向下的重力f1;流体对转子所产生的垂直向上的浮力f2;流体作用在转子上的向上冲力f3;当转子处于平衡时,有则有第47页,共75页,编辑于2022年,星期三体积流量的基本方程式为:h第48页,共75页,编辑于2022年,星期三大部分浮子流量计没有上游直管段要求,或者说对上游直管段要求不高。较宽的流量范围度,一般为10:1,最低为5:1,最高为25:1。流量检测元件的输出接近于线性。压力损失较低。玻璃管浮子流量计结构简单,价格低廉。现场指示流量使

22、用方便浮子流量计的性能1 优点第49页,共75页,编辑于2022年,星期三大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。浮子流量计应用局限于中小管径,普通全流型浮子流量计不能用于大管径,玻璃管浮子流量计最大口径100mm,金属管浮子流量计为150mm,更大管径只能用分流型仪表。使用流体和出厂标定流体不同时,要作流量示值修正。液体用浮子流量计通常以水标定,气体用空气标定,如实际使用流体密度、粘度与之不同,流量要偏离原分度值,要作换算修正。2 缺点第50页,共75页,编辑于2022年,星期三转子流量计指示值修正仪表出厂前标度:20,0.10133MP 液体-水 气体-空气液体流量的修正气体

23、流量的修正 第51页,共75页,编辑于2022年,星期三例已知:0=1kg/L,=0.831kg/L,f=7.92kg/L,Q0=28m3/h,代入修正公式可得:解:所以苯的实际流量是31.08m3/h。用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量,流量计的读数为28m3/h,已知转子密度为7920kg/m3的不锈钢,苯的密度为0.831kg/L,求苯的实际流量是多少?第52页,共75页,编辑于2022年,星期三速度式流量传感器 速度式流量计是从直接测量管道内流体流速v作为流量测量依据的。若测得的是管道截面上的平均流速v,则流体的体积流量qvAv;(A为测量管道横截面积)。若测得的是管道横截面上的

24、某一点流速v,则流体的体积流量qvKAv(K为截面上的平均流速与被测点流速的比值,它与管道内流速分布有关)。第53页,共75页,编辑于2022年,星期三涡轮流量计(以下简称TUF)是叶轮式流量(流速)计的主要品种,叶轮式流量计还有风速计、水表等。涡轮流量计,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两部分组成,也可做成整体式。插入式涡轮流量计涡轮流量计第54页,共75页,编辑于2022年,星期三第55页,共75页,编辑于2022年,星期三当被测流体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期地改变磁电转

25、换器的磁阻值。检测线圈中磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,即电脉冲信号,经放大器放大后,送至显示仪表显示。TUF的实用流量方程为q v:体积流量,m3/s,q m:质量流量,kg/s;f流量计输出信号的频率,Hz;K流量计的仪表系数,P/m3。第56页,共75页,编辑于2022年,星期三、优点(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计之一(2)重复性好;(3)元零点漂移,抗干扰能力好;(4)范围度宽;(5)结构紧凑。涡轮流量传感器性能、缺点:(1)不能长期保持校准特性;(2)流体物性对流量特性有较大影响第57页,共75页,编辑于2022年,星期三在特定的流动条件下,一部分流体

26、动能转化为流体振动,其振动频率与流速(流量)有确定的比例关系,依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。目前流体振动流量计有三类:涡街流量计、旋进(旋涡进动)流量计和射流流量计。涡街流量计第58页,共75页,编辑于2022年,星期三涡街流量计是在流体中安放一根(或多根)非流线型阻流体(bluff body),流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡,在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速,通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。第59页,共75页,编辑于2022年,星期三漩涡的频率一般是不稳定的,实验表明,只有当两列漩涡的间距h与同列中相邻漩涡的间距

27、l满足h/l=0.281(对于圆柱体)条件时,卡曼涡列才是稳定的。并且每一列漩涡产生的频率f与流速v、圆柱体直径d的关系为:f=St*v/d。式中,St为斯特罗哈尔系数,是一个无量纲的系数。St主要与漩涡发生体的形状和雷诺数有关。在雷诺数为50015000的区域内,基本上是一个常数,对于圆柱体St=0.20,三角柱体St=0.16。单旋涡发生体双、多旋涡发生体第60页,共75页,编辑于2022年,星期三电磁流量计根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。第61页,共75页,编辑于2022年,星期三可以测量各种腐蚀性介质:酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液。此流量计无机械惯性

28、,反应灵敏,可以测量脉冲流量,而且线性较好,可以直接进行等分刻度。只能测量导电液体,因此对于气体、蒸气以及含大量气泡的液体,或者电导率很低的液体不能测量。由于测量管内衬材料一般不宜在高温下工作,所以目前一般的电磁流量计还不能用于测量高温介质。第62页,共75页,编辑于2022年,星期三()外壳:用磁铁材料制成,用以保护内部册路系统和隔离外部磁场的干扰。()磁路系统:用于产生均匀的直流或交流磁场。()测量管:电磁流量计的主要部分,流过被测流体。测量管采用不导磁、低电导率并有一定机械强度的材料制成,如不锈钢、玻璃钢、铝等。()衬里:测量管道内壁的一层耐磨、耐腐蚀、耐高温材料。主要功能是增加测量管道

29、的耐磨与耐腐蚀性,防止感应电势被金属测量管管壁短路。()电极:正确引出感应电势信号。组成第63页,共75页,编辑于2022年,星期三如图所示,设在均匀磁场中,垂直于磁场方向有一个直径为D的管道。管道由不导磁材料制成,当导电的液体在导管中流动时,导电液体切割磁力线,因而在磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电动势,如安装一对电极,则电极间产生和流速成比例的电位差。式中,c为感应电动势:B为磁感应强度,D为管道内径;v为液体在管道内平均流速。第64页,共75页,编辑于2022年,星期三第65页,共75页,编辑于2022年,星期三(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体

30、,如纸浆、泥浆、污水等;(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;(4)流量范围大,口径范围宽;(5)可应用腐蚀性流体。电磁流量计性能优点(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;(3)不能用于较高温度。缺点第66页,共75页,编辑于2022年,星期三超声波流量计当超声波在流体中传播时,会载带流体流速的信息。因此,根据对接收到的超声波信号进行分析计算,可以检测到流体的流速,进而可以得到流量值。传播速度差法的基本原理为:测量超声波脉冲在顺流和逆流传播过程中的速度

31、之差来得到被测流体的流速。根据测量的物理量的不同,可以分为:时差法(测量顺、逆流传播时由于超声波传播速度不同而引起的时间差);相差法(测量超声波在顺、逆流中传播的相位差);频差法(测量顺、逆流情况下超声脉冲的循环频率差)。第67页,共75页,编辑于2022年,星期三传播速度差法原理 在测量管道中,装两个超声波发射换能器F1和F2以及两个接收换能器J1和J2,F1,J1和F2,J2与管道轴线夹角为,管径为D,流体由左向右流动,速度为v,此时由F1到J1超声波传播速度为:F2到J2超声波传播速度为:则 第68页,共75页,编辑于2022年,星期三1、时差法 如果超声波发生器发射一短小脉冲,其顺流传

32、播时间为 而逆流传播的时间为则 第69页,共75页,编辑于2022年,星期三2、频差法(不受声速的影响,也就不用考虑温度对声速的影响)此法是通过测量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率差去测量流速。在单通道法中脉冲重复频率是在一个发射脉冲被接收器接收之后,立即发射出一个脉冲。对于顺流和逆流重复发射频率为 第70页,共75页,编辑于2022年,星期三超声波换能器可以安装在管外壁,不会对管内流体的流动带来影响,可以实现不接触测量。超声波流量计性能优点流速沿管道的分布情况会影响测量结果,其测量结果与实际平均流速之间存在一定的差异,且与雷诺数有关,需要修正。缺点第71页,共75页,编辑于2022年,星期三质

33、量流量检测 在工业生产中,由于物料平衡,热平衡以及储存、经济核算等所需要的都是质量,并非体积,所以在测量工作中,常需将测出的体积流量,乘以密度换算成质量流量。但由于密度随温度、压力而变化,所以在测量流体体积流量时,要同时测量流体的压力和密度,进而求出质量流量。在温度、压力变化比较频繁的情况下,难以达到测量的目的。这样便希望用质量流量计来测量质量流量,而无需再人工进行上述换算。质量流量计大致分为三大类:(1)直接式直接检测与质量流量成比例的量,检测元件直接反映出质量流量。(2)推导式(间接式)即用体积流量计和密度计组合的仪表来测量质量流量,同时检测出体积流量和流体密度,通过运算得出与质量流量有关

34、的输出信号。第72页,共75页,编辑于2022年,星期三(3)补偿式 同时检测流体的体积流量和流体的温度、压力值,再根据流体密度与温度、压力的关系,由计算单元计算得到该状态下流体的密度值,最后再计算得到流体的质量流量值。补偿式质量流量测量方法,是目前工业上普遍应用的一种测量方法。科里奥利质量流量计(直接式)利用科氏力的原理进行测量。(p101)科氏力流量计有直管、弯管、单管和双管等多种形式,目前应用最多的是双弯管型。第73页,共75页,编辑于2022年,星期三间接式质量流量检测 实际上是由多个传感器组合而成的质量流量测量系统,根据传感器的输出信号间接推导出流体的质量流量。(1)差压式流量传感器

35、与密度传感器组合方式 差压式流量传感器的输出信号是差压信号,它正比于qv2,若与密度传感器的输出信号进行乘法运算后再开方即可得到质量流量。即:(2)体积流量传感器与密度流量传感器组合方式能直接用来测量管道中的体积流量qv的传感器有电磁流量传感器、涡轮流量传感器、超声波流量传感器等,利用这些传感器的输出信号与密度传感器的输出信号进行乘法运算即可得到质量流量。即:K1qvK2=Kqm。(3)差压式流量传感器与体积式流量传感器组合方式 差压式流量传感器的输出差压信号p与qv2成正比,而体积流量传感器输出信号与qv成正比,将这两个传感器的输出信号进行除法运算也可得到质量流量。即:第74页,共75页,编辑于2022年,星期三补偿式质量流量检测 1)对于不可压缩的液体,流体的密度主要和温度有关。温度变化范围不大时,其数学模型为:2)对于低压气体,可认为符合理想气体状态方程,则气体的密度为:第75页,共75页,编辑于2022年,星期三

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