測(cè)試技術(shù) 第十二章 流量測(cè)量

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1、第十二章流量測(cè)量一、流量的概念體積/質(zhì)量流量：流體在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某截面的體積/質(zhì)量。（注意：流體的速度在截面上各處不可能是均勻的。）某一時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道流體的體積V和質(zhì)量M為：這里，AF——截面面積，?——流體密度qV——體積流量，qm——質(zhì)量流量二、流量?jī)x表的分類1、計(jì)量表1）容積式計(jì)量表用儀表內(nèi)一個(gè)固定容量的容積連續(xù)測(cè)量被測(cè)介質(zhì)，根據(jù)容積稱量的次數(shù)來(lái)決定流過(guò)的總量。橢圓齒輪流量計(jì)：每轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒輪送出4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的流體。見(jiàn)圖12.1腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）：原理同上。腰輪取代齒輪。見(jiàn)圖12.2活塞

2、式流量計(jì)：在流體推動(dòng)下，活塞在氣缸中作旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，計(jì)量流體體積?？捎迷诩佑蜋C(jī)。括板式流量計(jì)：2）速度式流量計(jì)流體流過(guò)儀表時(shí)，推動(dòng)表內(nèi)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)介質(zhì)的總量。如：水表等。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度較低（約2%）2、流量計(jì)1）差壓式流量計(jì)流體流過(guò)管道內(nèi)某一收縮裝置時(shí)，截面變窄使靜壓發(fā)生變化，在裝置前后產(chǎn)生壓差。該壓差與流量成一定關(guān)系。見(jiàn)圖12.3、12.42）流體阻力式流量計(jì)A.轉(zhuǎn)子流量計(jì)在垂直的錐形管道中放一個(gè)自由浮動(dòng)的浮子，流體自下而上流經(jīng)錐形管時(shí)，浮子受流體作用向上運(yùn)動(dòng)，浮子的位置反映

3、了流量的大小。見(jiàn)圖12.5圖12.6B.靶式流量計(jì)管道內(nèi)放一阻力靶，當(dāng)介質(zhì)流過(guò)阻力靶時(shí)隨流量的大小不同，作用于阻力靶的力也不同，通過(guò)測(cè)出受力大小來(lái)確定流量的大小。見(jiàn)圖12.73）測(cè)速式流量計(jì)A.渦輪流量計(jì)流體流動(dòng)推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，測(cè)出葉輪轉(zhuǎn)速?gòu)亩愠霰粶y(cè)介質(zhì)的流量。見(jiàn)圖12.8B.電磁流量計(jì)——只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)，如：血管流量。利用電磁感應(yīng)原理測(cè)量介質(zhì)流量。見(jiàn)圖12.11在均勻磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放置一個(gè)由不導(dǎo)磁材料制成的管道。當(dāng)導(dǎo)電的液體在管道中流動(dòng)時(shí)，切割磁力線，在磁場(chǎng)和流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

4、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與流速成正比。勵(lì)磁方式有三種：直流勵(lì)磁：易使液體極化，電極間的內(nèi)阻增加。用于液態(tài)金屬的流量交流勵(lì)磁：消除液體極化作用，但會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。恒定電流方波勵(lì)磁：由開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生正負(fù)交變的方波恒定電流，送入勵(lì)磁線圈。不需要做干擾處理。C.超聲波流量計(jì)流體流速不同時(shí)，超聲波在流體中的傳播速度發(fā)生變化。見(jiàn)圖10-14實(shí)現(xiàn)方法：時(shí)差法、相差法、頻差法。D.熱量流量計(jì)被加熱的元件，在被測(cè)介質(zhì)中熱量的消耗方式有：導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射。若其它條件不變時(shí)，元件在流體流動(dòng)時(shí)的熱損失取決于流體的流速。E.皮托管式流量計(jì)前面

5、介紹過(guò)皮托管測(cè)速。F.標(biāo)志法測(cè)速流量計(jì)在流動(dòng)的液體中，設(shè)法做一個(gè)標(biāo)志，通過(guò)測(cè)量標(biāo)志的移動(dòng)速度來(lái)測(cè)量介質(zhì)的流速。a.示蹤法：流體中加入不同的物質(zhì)作標(biāo)志。如：放射性同位素。b.核磁共振法：用核磁共振現(xiàn)象作標(biāo)志。c.相關(guān)法：利用流體自身的成分變化、濃度差來(lái)判別流速。d.混合稀釋法：在流過(guò)封閉管道的流體中混入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)，通過(guò)測(cè)量此混合流體的濃度確定被測(cè)介質(zhì)的流量。4）流體振動(dòng)式流量計(jì)A.卡門渦街流量計(jì)流體流過(guò)阻力體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩列規(guī)則的旋渦，旋渦的頻率正比于介質(zhì)的流速。見(jiàn)圖10-16B.旋進(jìn)旋渦式流量計(jì)流體通過(guò)起漩器

6、后被強(qiáng)迫旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，形成旋渦流，其中心為渦核。當(dāng)旋轉(zhuǎn)流體進(jìn)入擴(kuò)張段時(shí)，引起渦核螺旋狀進(jìn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)頻率與流量有關(guān)，測(cè)出進(jìn)動(dòng)頻率就可確定流量。見(jiàn)《流量測(cè)量方法和儀表的選用》P288圖16.8三、質(zhì)量流量計(jì)1、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)流體在管中旋轉(zhuǎn)著向前流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。該力與流體旋轉(zhuǎn)角速度和向前運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。見(jiàn)圖10-18（實(shí)際中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生科里奧利力是困難的。）采用振動(dòng)的方法：測(cè)量管在中點(diǎn)以其諧振或接近諧振的頻率振動(dòng)時(shí)，在管內(nèi)流動(dòng)的流體產(chǎn)生科里奧利力。測(cè)量管的結(jié)構(gòu)有：?jiǎn)喂苄停阂资芡饨缯駝?dòng)干擾

7、，已不用雙管型：兩管形狀相同，故易起振；受力基本平衡；測(cè)量管形狀示例見(jiàn)《流量測(cè)量方法…》P190圖11.3一種質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖10-192、推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)由體積流量計(jì)和密度流量計(jì)組合而成。見(jiàn)圖10-20