《流量檢測儀表》PPT課件

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1、過程控制與自動化儀表主講教師：趙躍西安理工大學自動化與信息工程學院信息與控制工程系第四節(jié)流量的檢測與變送一流量檢測概述二容積式流量檢測儀表三節(jié)流式流量檢測儀表四旋渦式流量檢測儀表五科氏質(zhì)量流量計六電磁流量計七超聲流量計流量檢測概述一流量的概念與單位在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流體(水、油、空氣或其它氣體，蒸汽等)或物料(如槳料)等在一定時間內(nèi)通過一定截面的管道的數(shù)量，叫做流量。它的單位可以根據(jù)不同的流量測量原理和實際需要有下列三種表示方法:1.體積流量qV(m3／h或L／m等)2.重量流量qG(N／h或kgf／h)3.

2、質(zhì)量流量qM(kg/h)流量檢測概述1.流量的基本概念：瞬時流量（單位時間內(nèi)流過工藝管道某截面的流體數(shù)量）與累積流量（某段時間內(nèi)流過工藝管道某截面的流體總量）（2）重量流量：（1）體積流量：（瞬時）（累積）流量檢測概述（3）質(zhì)量流量：2.流量的檢測方法（1）體積流量檢測方法：容積法（單位時間內(nèi)排出流體的固定體積數(shù)）和速度法（管道內(nèi)的平均流速乘以管道面積）；（2）質(zhì)量流量檢測法：間接法（體積流量乘以密度）和直接法（儀表直接測得）。（4）標準狀態(tài)（20℃、標準大氣壓）下的體積流量：雷諾數(shù)二雷諾數(shù)雷諾數(shù)是一個衡量管內(nèi)

3、流體處于什么流動狀態(tài)的無量綱參數(shù)。——流體的密度——管道內(nèi)徑——流體的動力學粘度——管道截面積層流與紊流三層流與紊流1雷諾數(shù)<2000流體為層流狀態(tài)22000<雷諾數(shù)<2400流體為過渡狀態(tài)3雷諾數(shù)>2400流體為紊流狀態(tài)非壓縮流體的伯努利方程四非壓縮流體的伯努利方程返回勢能+動能=常量容積式流量檢測儀表橢圓齒輪流量計與羅茨流量計容積式流量計的工作過程橢圓齒輪流量計羅茨流量計容積式流量計檢測精度高，在小流量測量上優(yōu)勢明顯，可以做標準儀表使用。但是容積式流量計在使用中磨損的影響較大，不能測量含固態(tài)雜質(zhì)的流體。返回

4、節(jié)流式流量檢測儀表一差壓流量計收縮系數(shù)（節(jié)流孔面積比)節(jié)流式流量檢測儀表一差壓流量計收縮系數(shù)（節(jié)流孔面積比)差壓流量計原理由于流體的慣性存在縮流現(xiàn)象，所以要比小一些，需要用縮流系數(shù)來矯正取差壓流量計實例多種節(jié)流裝置節(jié)流裝置除了孔板之外，還有噴嘴和文丘利管等。它們的壓力損失比孔板小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易加工，因此仍以孔板最為實用。差壓流量信號的變送1軟件非線性教正2硬件非線性教正差壓流量計的特點1以上各式均指液體介質(zhì)，即不可壓縮流體介質(zhì)。而對于蒸汽或氣體，也有類似的關(guān)系式。只是需要改寫液體密度為氣體密度并加入氣體膨脹

5、修正系數(shù)。但在具體的應(yīng)用條件下，這些參數(shù)都是不變的，所以歸結(jié)為常系數(shù)K的一部分2使用中根據(jù)被測介質(zhì)和節(jié)流裝置的規(guī)格查表確定系數(shù)K3只有在雷諾系數(shù)達到104以上時系數(shù)K才為常數(shù)（這一條件適用于所有節(jié)流式流量檢測儀表）加上信號的開方特性使這種流量檢測方法在小流量時偏差較大。4由于差壓流量計簡單易行，適合于多種介質(zhì),而且檢測方法與壓力檢測儀表通用,所以是目前應(yīng)用比較廣泛的一種流量檢測方法。返回其他節(jié)流式流量計由于轉(zhuǎn)子（浮子）流量計的高度信號不易轉(zhuǎn)換為電信號所以一般只做就地指示用。二轉(zhuǎn)子（浮子）流量計其他節(jié)流式流量計靶

6、式流量計的信號也需要開方后才為線性，由于靶式流量計的測量精度不高一般只做有無介質(zhì)流動的開關(guān)信號測量三靶式流量計渦輪流量計四渦輪流量計渦輪流量計返回旋渦式流量檢測儀表卡曼渦街流量計當管道中的流體遇到橫置的柱狀障礙物時，就會產(chǎn)生有規(guī)律的旋渦序列，如圖所示。旋渦成兩列而且平行。根據(jù)旋渦出現(xiàn)的頻率測量介質(zhì)流量，這就是旋渦流量計或稱渦街流量計的基本思想。圖中旋渦間距離為L，兩列旋渦間距離為h，實驗和研究表明，當h／L＝0．281時，旋渦將是穩(wěn)定的周期現(xiàn)象。由于兩列漩渦有如街區(qū)道路兩旁的路燈，故又稱“渦街”。因為卡曼首先發(fā)

7、現(xiàn)，也叫作“卡曼渦街”?？鼫u街流量計此時旋渦頻率f與介質(zhì)流速L之間的關(guān)系為式中，V1為管道內(nèi)障礙柱體兩側(cè)流速(m／s)，d為障礙柱體迎流面最大寬度(m)，St，為“斯待拉哈爾數(shù)”與障礙物形狀以及雷諾數(shù)有關(guān)。其中，K為結(jié)構(gòu)常數(shù)。所以，測出旋渦頻率就能確定流量qv。只要h／l＝0.281，障礙柱體不管是圓柱、方柱，還是三角柱，旋渦均可產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)。此時St對圓柱、三角柱和方柱分別為0.21、0.16和0.17。對于方柱，在雷諾數(shù)=2xl04~7x106范圍內(nèi)St是常數(shù)；而在雷諾數(shù)=5xl03~2x104范圍內(nèi)St

8、不是常數(shù),但雷諾數(shù)與St有對應(yīng)關(guān)系，所以仍可以給出流量qv的正確檢測結(jié)果；柱體的正確設(shè)計有利于兩列旋渦同步發(fā)生以便增加抗擾力。返回旋渦數(shù)量的檢測旋渦數(shù)量的檢測返回信號的放大與變送信號的放大與變送渦街流量計渦街流量計的壓力損失遠比節(jié)流式流量計小,而且輸出直接是數(shù)字量容易與智能數(shù)字變送器相連接所以近年來發(fā)展較快.它的缺點還是不能測小流量但經(jīng)過Smart變送器的信號處理后其測量下限也可以延伸