測(ce)量不同的(de)介質選擇(zé)不同的流(liu)量計
廣州(zhōu)迪川儀器(qi)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(ze)💛，必須要根(gen)據生産現(xiàn)場需要計(ji)量的介質(zhì)而定。
一、氣(qì)體介質，應(ying)選擇的流(liu)量計品種(zhǒng)是：1、超聲波(bō)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(qì)壓式流量(liàng)📱計。
二、石油(yóu)、柴油等油(yóu)品介質，應(yīng)選擇的流(liu)量計品種(zhong)是：超聲波(bō)🚶♀️流💜量🈲計。
三(san)、砂漿、電粉(fěn)漿等大濃(nóng)度、固體顆(kē)粒含量大(dà)的介質，應(ying)✉️選擇的流(liu)量計品種(zhǒng)是：電磁流(liu)量計。 四、自(zì)來水大流(liu)量的介質(zhì)，應🔴選擇的(de)流量計品(pin)種是：适用(yòng)選型爲☂️智(zhi)能電㊙️磁流(liu)量計、超聲(shēng)波流量計(jì)。其他諸如(ru)渦街流量(liang)計、孔闆流(liu)量計等也(yě)可以。
五、污(wu)水、紙漿等(deng)渾濁液體(ti)介質，應選(xuan)擇的流量(liàng)計品種是(shì)：1、超聲波流(liu)量計及智(zhi)能電磁流(liu)量計。但在(zai)選用電磁(cí)流量計時(shí)要考慮液(yè)體中不含(hán)較多空氣(qi)或氣泡。 六(liu)、帶有較多(duō)氣泡的液(yè)體介質，應(yīng)選擇的流(liú)量計品種(zhong)是：超聲波(bō)流量計，使(shǐ)用該類型(xíng)的流量計(ji)測量😄帶有(yǒu)氣泡的流(liu)體，效果十(shí)🔆分好。 七、純(chún)淨水、除鹽(yán)水等電導(dǎo)率低的介(jiè)質，應選擇(zé)的流量計(jì)品種是：超(chao)聲波流量(liàng)計非常适(shi)合測量這(zhè)類流體。 八(bā)、酸、堿液等(deng)強腐蝕性(xing)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(ci)流量計。2、外(wai)夾式超聲(shēng)波流量計(ji)。
用以測量(liang)管路中流(liú)體流量(單(dan)位時間内(nei)通過的流(liu)體體💯積)的(de)儀表。有轉(zhuan)子流量計(jì)、節流式流(liú)量計、細縫(féng)流量計、容(róng)積流量計(ji)、電磁流量(liang)計、超聲波(bo)流量計和(hé)堰等。
流量(liàng)測量方法(fǎ)和儀表的(de)種類繁多(duō),分類方法(fa)也很多。至(zhi)今爲止,可(ke)供工業用(yòng)的流量儀(yi)表種類達(da)60種之多。品(pǐn)種如此之(zhī)🌈多的原因(yin)💰就在于至(zhi)今還沒找(zhao)到一種對(duì)任何流體(tǐ)、任何量程(cheng)、任何流動(dòng)狀⁉️态以及(jí)任何使用(yòng)條件都适(shi)用的流量(liàng)儀表。
這60多(duō)種流量儀(yí)表,每種産(chǎn)品都有它(tā)特定的适(shi)用性💛,也都(dou)有它🈲的局(ju)限性。按測(cè)量對象劃(huà)分就有封(feng)閉管道和(hé)🌍明渠兩大(dà)類;按測量(liàng)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(liàng)表和流量(liàng)計。
總量表(biao)測量一段(duàn)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(yi)該時間的(de)商來表示(shì),實際上流(liú)量計通常(cháng)亦備有累(lèi)積流量裝(zhuang)置,做總量(liang)表使用,而(er)總量表亦(yi)備有☀️流量(liàng)發訊裝置(zhi)。因此,以嚴(yan)格意義來(lai)分流量計(ji)和總量表(biǎo)已無實際(jì)意義。
按測(cè)量原理分(fen)有力學原(yuan)理、熱學原(yuán)理、聲學原(yuan)理、電🔴學原(yuan)理、光學原(yuan)理、原子物(wu)理學原理(lǐ)等。
按照目(mù)前流行、廣(guang)泛的分類(lèi)法,即分爲(wei):容積式流(liu)量計、差壓(ya)式流量計(jì)、浮子流量(liàng)計、渦輪流(liú)量計、電磁(ci)流量計☎️、流(liu)體振蕩流(liu)量計中的(de)渦街流量(liang)計、質量流(liu)量計和插(cha)入式流💋量(liàng)計、探針式(shì)流♋量計，來(lái)分别闡述(shu)各🔅種流量(liàng)計的原理(li)、特點、應用(yong)概況及國(guo)内外的發(fa)展情況。
差(cha)壓式流量(liang)計是根據(ju)安裝于管(guan)道中流量(liang)檢測件産(chǎn)生的差壓(yā),已知的流(liú)體條件和(hé)檢測件與(yǔ)管道的幾(jǐ)何尺寸✨來(lai)計算流量(liàng)的儀表。
差(cha)壓式流量(liàng)計由一次(cì)裝置(檢測(ce)件)和二次(cì)裝置(差⭐壓(yā)轉換和🌈流(liu)量顯示儀(yí)表)組成。通(tong)常以檢測(ce)件形式對(duì)差壓式流(liu)量計分類(lèi),如孔闆流(liu)量計、文丘(qiu)裏流量計(ji)、均速管流(liu)量計等。
二(èr)次裝置爲(wei)各種機械(xiè)、電子、機電(dian)一體式差(chà)壓計,差🔴壓(yā)☀️變送器及(ji)流量顯示(shì)儀表。它已(yǐ)發展爲三(sān)化(系列化(hua)、通用化及(jí)标🏃🏻準化)程(cheng)度很高的(de)、種類規格(gé)龐雜的🔞一(yī)大類儀表(biǎo),它🌂既可測(cè)量流量參(can)數,也可測(cè)量其它參(can)數(如壓力(li)、物位、密度(dù)等)。
差壓式(shi)流量計的(de)檢測件按(an)其作用原(yuán)理可分爲(wei):節流❤️裝置(zhi)、水力阻力(lì)式、離心式(shì)、動壓頭式(shì)、動壓頭增(zeng)益👨❤️👨式及射(she)流式幾💘大(da)類🏒。
檢測件(jian)又可按其(qi)标準化程(cheng)度分爲二(er)大類:标準(zhun)的🆚和非标(biāo)準的。
所謂(wèi)标準檢測(cè)件是隻要(yào)按照标準(zhǔn)文件設計(ji)、制造、安裝(zhuang)和使🐇用,無(wú)須經實流(liu)标定即可(kě)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(shàng)未列入标(biāo)準中的🔞檢(jian)測件☁️。
差壓(ya)式流量計(jì)是一類應(ying)用廣泛的(de)流量計,在(zài)各類流量(liang)儀表中其(qi)使用量占(zhàn)居*。近年來(lai),由于各種(zhong)新型流量(liang)計的問世(shi)❗,它的🧑🏽🤝🧑🏻使用(yong)量百分數(shu)逐漸下降(jiang),但目前仍(réng)是重要的(de)一類流量(liàng)計。
優點:
(1)應(ying)用多的孔(kong)闆式流量(liàng)計結構牢(láo)固,性能穩(wen)定可靠,使(shǐ)用壽命長(zhang);
(2)應用範圍(wei)廣泛,至今(jīn)尚無任何(hé)一類流量(liàng)計可與之(zhi)相比拟;
(3)檢(jiǎn)測件與變(biàn)送器、顯示(shi)儀表分别(bie)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(jīng)度普遍偏(piān)低;
(2)範圍度(dù)窄,一般僅(jin)3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuāng)條件要求(qiu)高;
(4)壓損大(da)(指孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注：一(yī)種新型産(chan)品：引進美(mei)國航天*而(ér)開發的平(píng)衡流量計(ji)，這👉種流量(liàng)計的測量(liang)精度是傳(chuan)統節流裝(zhuang)置的5-10倍，永(yǒng)9壓力損失(shi)1/3。壓力㊙️恢複(fu)快2倍，小直(zhí)管段可以(yi)小至1.5D，安裝(zhuang)和使用方(fāng)便，大大✉️減(jiǎn)少流體運(yùn)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(fan),在封閉管(guan)道的流量(liàng)❓測量中各(gè)種對象都(dou)有應用,如(rú)流體方面(miàn):單相、混相(xiàng)、潔淨、髒污(wū)、粘性流等(deng);工作狀态(tai)方面:常壓(ya)、高壓、真空(kong)、常溫、高溫(wēn)、低溫等;管(guan)徑方面:從(cong)幾mm到幾m;流(liú)動條件方(fang)面:亞音速(su)、音速、脈動(dòng)流等。它在(zài)各工業部(bu)門的🌈用量(liang)約占流量(liàng)計全部用(yòng)量的1/4~1/3。
3.2 浮子(zi)流量計
浮(fu)子流量計(jì),又稱轉子(zi)流量計,是(shì)變面積式(shì)流量計🤞的(de)👈一🌈種,在一(yī)✌️根由下向(xiàng)上擴大的(de)垂直錐管(guǎn)中,圓形橫(heng)截💘面的浮(fú)子的重力(lì)是由液體(ti)動力承受(shou)的,從而㊙️使(shi)浮子🥵可以(yǐ)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(shì)流量計應(yīng)用範圍寬(kuan)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(zhan)流量儀表(biao)的😍15%~20%。中國産(chan)量💃1990年估計(jì)在12~14萬台,其(qi)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(biàn),缺點是耐(nai)壓力低,有(you)玻璃管易(yì)碎的較大(da)風險;
(2)适用(yong)于小管徑(jing)和低流速(sù);
(3)壓力損失(shi)較低。
3.3容積(jī)式流量計(jì)
容積式流(liu)量計,又稱(cheng)定排量流(liu)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(ji)械測量元(yuán)🔴件把流體(ti)連續不斷(duan)地分♉割成(cheng)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(fang)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(cè)量元件分(fèn)類,可分爲(wèi)橢圓齒👄輪(lún)流量計、刮(guā)闆流量計(jì)、雙轉子流(liú)量計、旋轉(zhuan)活塞流量(liàng)計、往複活(huo)塞流量計(jì)、圓盤流量(liang)計、液封轉(zhuan)筒式流量(liàng)計、濕式氣(qi)量計及膜(mó)式氣量計(ji)等。
優點:
(1)計(ji)量精度高(gāo);
(2)安裝管道(dao)條件對計(jì)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(wei)度寬;
(5)直讀(du)式儀表無(wu)需外部能(neng)源可直接(jiē)獲得累計(ji),總量,清晰(xī)明了,操💜作(zuo)簡便。
缺點(dian):
(1)結果複雜(za),體積龐大(dà);
(2)被測介質(zhi)種類、口徑(jing)、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(hé);
(4)大部分儀(yí)表隻适用(yòng)于潔淨單(dan)相流體;
(5)産(chan)生噪聲及(ji)振動。
應用(yòng)概況:
容積(ji)式流量計(jì)與差壓式(shi)流量計、浮(fu)子流量計(jì)并列爲三(sān)類使用量(liang)大的流量(liàng)計,常應用(yong)于昂貴介(jie)質(油品、天(tiān)👌然氣等)的(de)總量測量(liang)。
工業發達(dá)國家近年(nian)PD流量計(不(bú)包括家用(yòng)煤氣表和(he)家用水表(biǎo))的銷售金(jīn)額占流量(liang)儀表的13%~23%;我(wǒ)國約占20%,1990年(nián)産量(不包(bao)🔞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(yāo)輪式分别(bie)約占70%和20%。
3.4 渦(wō)輪流量計(jì)
渦輪流量(liang)計,是速度(dù)式流量計(jì)中的主要(yao)種類,它采(cai)👄用多葉片(pian)的轉子(渦(wo)輪)感受流(liu)體平均流(liu)速,從而且(qiě)推導出流(liu)量或總量(liàng)的儀表。
一(yi)般它由傳(chuan)感器和顯(xian)示儀兩部(bu)分組成,也(yě)可做成整(zheng)💃體式。
渦輪(lun)流量計和(hé)容積式流(liu)量計、科裏(lǐ)奧利質量(liang)流量計稱(chēng)爲流量計(jì)中三類重(zhong)複性、精度(du)佳的産品(pǐn),作爲類型(xing)流量計之(zhī)一,其産品(pin)已發展爲(wei)多品種、多(duō)系列🎯批量(liàng)生産的規(guī)模。
優點:
(1)高(gao)精度,在所(suo)有流量計(ji)中,屬于精(jīng)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(hǎo);
(4)範圍度寬(kuān);
(5)結構緊湊(còu)。
缺點:
(1)不能(néng)長期保持(chí)校準特性(xìng);
(2)流體物性(xìng)對流量特(tè)性有較大(da)影響。
應用(yòng)概況:
渦輪(lún)流量計在(zài)以下一些(xie)測量對象(xiang)獲得廣泛(fàn)應用:石🎯油(you)、有機液體(tǐ)、無機液、液(ye)化氣、天然(rán)氣和低溫(wen)流體統在(zài)歐洲✨和美(měi)國,渦輪流(liú)量計在用(yong)量上是僅(jin)次于☔孔闆(pǎn)流量計的(de)天然計量(liang)儀表,僅荷(hé)蘭🤞在天然(ran)氣管線上(shang)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(liang)計,它們已(yi)成爲優良(liang)的天然氣(qi)計量儀表(biao)。
3.5電磁流量(liang)計
電磁流(liu)量計是根(gen)據法拉弟(dì)電磁感應(yīng)定律制成(chéng)的一種測(ce)量✏️導電性(xing)液體的儀(yí)表。
電磁流(liú)量計有一(yī)系列優良(liang)特性,可以(yi)解決其它(tā)流量計😄不(bu)易應📞用的(de)問題,如髒(zang)污流、腐蝕(shí)流的測量(liang)。
70、80年代電磁(cí)流量在技(ji)術上有重(zhong)大突破,使(shǐ)它成爲應(yīng)用廣泛的(de)一類流量(liang)計,在流量(liàng)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(dào)是段光滑(huá)直管,不會(huì)阻塞,适用(yong)于測量含(hán)固體顆粒(lì)的液固二(er)相流體,如(ru)紙漿、泥漿(jiāng)、污水等;
(2)不(bu)産生流量(liàng)檢測所造(zao)成的壓力(li)損失,節能(néng)效果好;
(3)所(suo)測得體積(jī)流量實際(jì)上不受流(liu)體密度、粘(zhan)度、溫度、壓(yā)力和電導(dao)率變化的(de)明顯影響(xiang);
(4)流量範圍(wéi)大,口徑範(fàn)圍寬;
(5)可應(yīng)用腐蝕性(xing)流體。
缺點(dian):
(1)不能測量(liàng)電導率很(hen)低的液體(tǐ),如石油制(zhi)品;
(2)不能測(cè)量氣體、蒸(zheng)汽和含有(you)較大氣泡(pao)的液體;
(3)不(bú)能用于較(jiao)高溫度。
應(yīng)用概況:
電(dian)磁流量計(jì)應用領域(yù)廣泛,大口(kou)徑儀表較(jiao)多應用于(yú)給🔞排水工(gōng)程;中小口(kǒu)徑常用于(yu)高要求或(huò)難測場合(he),如🔞鋼鐵工(gong)業高爐風(feng)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(gong)業的礦漿(jiāng);小口徑、微(wei)小口徑常(cháng)用于醫藥(yào)工業、食✏️品(pǐn)工業、生物(wu)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(liú)體中安放(fàng)一根非流(liu)線型遊渦(wō)發🏃♂️生體,流(liu)體✉️在發生(sheng)體兩側交(jiao)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(àn)頻率檢出(chu)方式可分(fen)爲:應力式(shi)、應變式🚶、電(diàn)✏️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(fā)展迅速,目(mu)前已成爲(wei)通用的一(yī)類流量計(ji)。
優點:
(1)結構(gou)簡單牢固(gù);
(2)适用流體(tǐ)種類多;
(3)精(jing)度較高;
(4)範(fàn)圍度寬;
(5)壓(yā)損小。
缺點(diǎn):
(1)不适用于(yu)低雷諾數(shù)測量;
(2)需較(jiao)長直管段(duàn);
(3)儀表系數(shu)較低(與渦(wō)輪流量計(ji)相比);
(4)儀表(biǎo)在脈動流(liu)、多相流中(zhong)尚缺乏應(ying)用經驗。
3.7 超(chāo)聲波流量(liàng)計
超聲波(bo)流量計是(shi)通過檢測(cè)流體流動(dong)對超聲束(shù)(或超聲脈(mò)沖)的作用(yòng)以測量流(liú)量的儀表(biao)。
根據對信(xìn)号檢測的(de)原理超聲(sheng)流量計可(kě)分爲傳播(bō)👨❤️👨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(yi)法、多普勒(lè)法、互相關(guan)法、空間濾(lü)法及噪聲(shēng)法等。
超聲(shēng)流量計和(hé)電磁流量(liang)計一樣,因(yin)儀表流通(tong)通道⭕未設(she)置任何阻(zǔ)礙件,均屬(shǔ)*流量計,是(shì)适于解決(jue)流量📱測量(liang)🈲困難問題(ti)的一類流(liú)量計,特别(bié)在大口徑(jing)流量🛀🏻測量(liàng)方面有較(jiao)突出的優(yōu)點,近年來(lai)它是發展(zhǎn)迅速的一(yi)類流量計(ji)之一🔞。
優點(diǎn):
(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(liàng)非導電性(xìng)液體,對無(wú)阻撓測量(liàng)的電磁流(liú)量計是一(yī)種補充。
缺(quē)點:
(1)傳播時(shi)間法隻能(néng)用于清潔(jié)液體和氣(qi)體;而多普(pǔ)勒法⁉️隻🔞能(néng)用于測量(liang)含有一定(ding)量懸浮顆(ke)粒和氣泡(pao)的液體;
(2)多(duo)普勒法測(ce)量精度不(bu)高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時(shi)間法應用(yong)于清潔、單(dān)相液體和(he)氣體。典型(xing)應用有工(gōng)廠💞排放液(yè)、: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(qi)領域已有(you)使用良好(hao)的經驗;
(3)多(duō)普勒法适(shi)用于異相(xiàng)含量不太(tài)高的雙相(xiang)流體,例如(ru):未處理污(wū)水、工廠排(pái)放液、髒流(liú)程液;通常(chang)不适用于(yú)非🚶常清🐉潔(jié)的液體。
[編(biān)輯本段]3.8 科(kē)裏奧利質(zhi)量流量計(jì)
科裏奧利(li)質量流量(liàng)計(以下簡(jian)稱CMF)是利用(yong)流體在振(zhen)動管中流(liú)動時,産生(sheng)與質量流(liu)量成正比(bi)的科裏奧(ào)🆚利力原理(li)制成的一(yi)種直📐接式(shi)質量流量(liang)儀表。
我國(guo)CMF的應用起(qǐ)步較晚,近(jin)年已有幾(ji)家制造廠(chǎng)(如太😄行儀(yi)表廠)自行(hang)開發供應(yīng)市場;還有(yǒu)幾家制造(zào)廠組建合(he)資企業或(huò)引用生産(chǎn)系列儀表(biǎo)。
熱式氣體(ti)質量流量(liàng)計
熱式流(liú)量計傳感(gǎn)器包含兩(liǎng)個傳感元(yuán)件，一個速(sù)度傳感器(qi)和一😍個溫(wen)度傳感器(qì)。它們自動(dong)地補償和(he)校正氣⭐體(ti)溫度變化(huà)。儀表的電(diàn)加熱部分(fen)将速度傳(chuan)感器加熱(re)到高于工(gōng)況溫度的(de)某📱一個定(dìng)值，使速度(du)傳感器和(he)測量工況(kuang)溫度的傳(chuán)感器之間(jiān)形成恒定(dìng)溫❓差。當保(bǎo)持溫差不(bú)變時，電加(jia)熱消耗的(de)能量，也可(kě)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(yí)表，區别于(yú)其它氣體(ti)流量計不(bu)需要進行(hang)壓力和溫(wēn)度修正，直(zhí)接測量氣(qi)體的質量(liàng)流量，一支(zhī)傳感器可(kě)以做到量(liàng)程從極低(dī)到高量程(chéng)。它适合♻️單(dān)一氣體和(hé)固定比例(li)多組份氣(qì)體的測量(liàng)。
熱式氣體(ti)質量流量(liàng)計是用于(yu)測量和控(kong)制氣體質(zhì)量流量的(de)新型儀表(biǎo)。可用于石(shi)油、化工、鋼(gang)鐵、冶金、電(dian)力、輕工、醫(yī)藥、環保等(děng)工業部門(men)的空氣、烴(tīng)類氣體、可(kě)🥵燃性氣體(tǐ)、煙道氣體(ti)的❗監測。
特(te) 點
可靠性(xìng)高 重複性(xìng)好 測量精(jing)度高 壓損(sǔn)小
無活動(dòng)部件 量程(cheng)比寬 響應(yīng)速度快 無(wú)須溫壓補(bǔ)償
應 用
•工(gong)業管道中(zhong)氣體質量(liàng)流量測量(liang) •煙囪排出(chū)的煙氣流(liu)速測量
•煅(duan)燒爐煙道(dao)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(xin)片制造過(guò)程中氣體(ti)流⚽量測量(liang)✂️
•污水處理(li)中氣體流(liu)量測量 •加(jiā)熱通風和(hé)空調系統(tǒng)中⛹🏻♀️的🧑🏽🤝🧑🏻氣‼️體(ti)流⛷️量測量(liang)
•熔劑回收(shou)系統氣體(ti)流量測量(liang) •燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣(qì)體流量測(ce)🔴量
•天然氣(qi)、火炬氣、氫(qīng)氣等氣體(tǐ)流量測量(liang)
•啤酒生産(chǎn)過程中二(èr)氧化碳氣(qì)體流量測(cè)量
•水泥、卷(juan)煙、玻璃廠(chang)生産過程(cheng)中氣體質(zhì)量流量測(ce)量
如：美國(guo)SIERRA
中國DSN
3.9 明渠(qu)流量計
與(yu)前述幾種(zhong)不同,它是(shì)在非滿管(guǎn)狀敞開渠(qu)道測量自(zì)⭐由表面自(zi)然流的流(liu)量儀表。
非(fei)滿管态流(liú)動的水路(lu)稱作明渠(qu),測量明渠(qu)中水流流(liú)♉量的稱作(zuò)明渠流量(liang)計(open channel flowmeter)。
明渠流(liu)量計除圓(yuan)形外,還有(yǒu)U字形、梯形(xing)、矩形等多(duō)種形狀。
明(míng)渠流量計(jì)應用場所(suǒ)有城市供(gòng)水引水渠(qu);火電廠🌈引(yǐn)水和排📧水(shuǐ)渠、污水治(zhì)理流入和(hé)排放渠;工(gōng)礦企業水(shuǐ)排放以及(ji)水♻️利工程(cheng)和農業灌(guan)溉用渠道(dao)。有人估計(ji)1995台,約🌂占流(liú)量儀表整(zhěng)體的1.6%,但是(shì)國内💰應用(yong)尚無估計(ji)數據。
4, 新工(gōng)作原理流(liu)量儀表的(de)研究和開(kai)發
4.1 靜電流(liú)量計
(electrostatic flowmeter)
日本(běn)東京技術(shu)學院研制(zhi)适用于石(shi)油輸送管(guan)線低導電(diàn)液體流量(liang)測量的靜(jing)電流量計(jì)。
靜電流量(liang)計的金屬(shǔ)測量管絕(jué)緣地與管(guǎn)系連接,測(ce)量🈲電容器(qi)上靜電荷(hé)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(tong)、不鏽鋼等(deng)金屬和塑(su)料測量管(guǎn)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(fu)合效應流(liu)量儀表
(combined effects meter)
該(gai)儀表的工(gong)作原理是(shì)基于流體(tǐ)的動量和(he)壓力作用(yòng)🔞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(he)管理學院(yuan)開發,已申(shēn)請兩項專(zhuan)力。
4.3 轉速表(biǎo)式流量傳(chuán)感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是(shi)由俄羅斯(si)科學工程(chéng)中心工業(ye)儀表公司(si)開發，是基(ji)于懸浮✍️效(xiào)應理論研(yán)制的。該儀(yi)表已在若(ruò)幹現場成(chéng)功的應用(yong)(例如在核(hé)電站安裝(zhuāng)2000餘台測量(liang)熱水流量(liàng)，連♋續使用(yong)8年),且還在(zai)改進以擴(kuo)大🔱應用領(ling)域。
5, 幾種流(liu)量儀表應(yīng)用和發展(zhǎn)動向
5.1 科裏(lǐ)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(ling)域日益擴(kuò)展,80年代後(hou)期起在各(gè)國流量儀(yi)表銷售金(jīn)額中已占(zhan)16%~20%。
我國近年(nian)發展迅速(su),1994年銷售估(gū)計爲6500~7500台。國(guó)内已生産(chǎn)大口徑爲(wèi)♍2~6m的ENF,并有實(shí)流校驗口(kǒu)徑3m的設備(bèi)能力。
5.3 渦街(jie)流量計(USF)
USF在(zài)60年代後期(qi)進入工業(yè)應用,80年代(dai)後期起在(zài)各國流量(liàng)儀表銷售(shòu)金額中已(yi)占4%~6%。1992年世界(jie)範圍估計(jì)銷售量爲(wèi)3.54.8萬台,同期(qi)國内産♋品(pǐn)估計在8000~9000台(tai)。
5.4威力巴流(liú)量計
威立(li)巴流量計(ji)計采用了(le)*符合空氣(qi)動力學原(yuan)理的工程(cheng)結構設計(jì)，是一種在(zai)精度、功效(xiao)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(kě)知,流量計(ji)發展到今(jīn)天雖然已(yi)日趨成熟(shu),但其種類(lei)仍然極其(qi)繁多,至今(jīn)尚無一種(zhong)對于任何(hé)✌️場合都适(shì)用的流量(liàng)🌏計。
每種流(liu)量計都有(yǒu)其适用範(fàn)圍,也都有(yǒu)局限性。這(zhè)就要🚶求我(wo)們:
(1)在選擇(ze)儀表時,一(yī)定要熟悉(xi)儀表和被(bèi)測對象兩(liang)方面🆚的情(qing)👣況,并要兼(jiān)顧考慮其(qi)它因素,這(zhe)樣測量才(cai)會準确;
(2)努(nu)力研制新(xīn)型儀表,使(shǐ)其在現有(yǒu)的基礎上(shang)更加完🔆善(shàn)。
差壓式流(liu)量計
差壓(ya)式流量計(ji)(以下簡稱(cheng)DPF或流量計(jì))是根據安(an)裝于🛀🏻管♍道(dao)中‼️流量檢(jian)測件産生(shēng)的差壓、已(yǐ)知的流體(tǐ)條件🤩和檢(jian)測件與管(guan)道的幾何(hé)尺寸來測(ce)量流量的(de)儀表。DPF由一(yi)次裝置(檢(jian)測件)和二(er)次裝置(差(cha)壓轉換和(hé)流量顯示(shì)儀表)組成(cheng)。通常以檢(jian)測件的型(xíng)式對DPF分類(lèi)，如孔扳流(liú)量計、文丘(qiū)裏管流量(liàng)計及均速(sù)管✉️流量計(jì)等。二✊次裝(zhuāng)置爲各🈚種(zhong)✨機械、電子(zi)、機電🐆一體(ti)式差壓計(ji)，差壓變送(sòng)器和流量(liàng)顯🥰示及計(ji)算儀表，它(tā)已發展爲(wèi)三化(系列(liè)化、通用化(huà)及标♋準化(huà))程度很高(gāo)的種類規(gui)格龐雜的(de)一大✌️類儀(yi)表。差壓計(jì)既可用于(yú)測量流量(liang)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(lǐ)可分爲節(jie)流式、動壓(yā)頭式😘、水力(lì)阻力式、離(lí)心式、動壓(ya)增益式和(he)射流式等(deng)幾大❓類，其(qi)中以節流(liú)式和動壓(yā)頭式應用(yòng)爲廣泛。
節(jiē)流式DPF的檢(jian)測件按其(qí)标準化程(cheng)度分爲标(biāo)準型和非(fēi)标準♈型兩(liang)大類。所謂(wèi)标準節流(liu)裝置是指(zhǐ)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(liú)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(jiao)差，尚未列(liè)入标準文(wén)件中的🏃🏻檢(jian)測件。
标準(zhun)型節流式(shì)DPF的發展經(jīng)過漫長的(de)過程，早在(zai)20世紀20年代(dài)，美國🏃♂️和歐(ōu)洲即開始(shi)進行大規(guī)模的節流(liu)裝置試驗(yan)研究。用得(dé)普遍的節(jie)流裝置--孔(kǒng)闆和噴嘴(zuǐ)開始🚩标準(zhǔn)化。現在标(biao)準噴嘴⭐的(de)一種型式(shì)ISA l932噴嘴，其幾(ji)何形狀就(jiu)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(gòu)形式的标(biāo)準化有很(hen)深遠的意(yì)義，因爲隻(zhī)有節流裝(zhuang)置結構形(xíng)式标準化(hua)了，才有可(kě)能把上衆(zhong)多研究成(cheng)果🐪彙集到(dao)一起，它促(cù)🔞進檢測件(jiàn)的理論和(hé)實踐向深(shēn)度和🍓廣度(dù)拓展，這是(shi)其🏃他流量(liang)計所不及(ji)的。1980年ISO(标準(zhun)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(lái)上對爲數(shù)有限的幾(ji)種節流裝(zhuang)置🛀🏻(孔闆、噴(pen)嘴和文丘(qiu)裏管)的理(li)論與試驗(yàn)的研究成(chéng)果，反映了(le)此類檢測(cè)件的😘當代(dài)科學♋與生(shēng)産的技術(shu)水平。但是(shi)從ISO 5167正㊙️式頒(bān)布之日起(qi)，它就暴露(lu)🐪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(shi)驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中(zhong)采用的數(shù)據大多是(shì)30年代的試(shì)🈲驗結果，今(jin)🥰天無論節(jiē)流裝置制(zhi)造技術，流(liú)量試驗設(shè)備及實驗(yàn)技術都有(you)巨大的進(jin)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(shù)據是必要(yào)的。進入80年(nián)代美國和(he)歐洲都進(jin)行大規模(mo)的試驗，爲(wei)修訂ISO 5167打下(xia)👉基礎。
2) ISO 5167中關(guan)于直管段(duàn)長度規定(ding)的問題 在(zai)ISO投票通過(guò)ISO 5167時，美國投(tóu)了反對票(piao)，其主要原(yuan)因是對直(zhi)管段長度(dù)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(zhong)各項規定(dìng)的科學性(xing)問題 影響(xiang)節流裝置(zhi)流出系數(shu)🚩的因素特(te)别多，主要(yao)有孔徑與(yu)管徑的比(bǐ)值β、取壓裝(zhuāng)置、雷諾數(shù)、節流件安(ān)裝偏心度(dù)、前後阻流(liú)件類型及(jí)直管段長(zhang)度🐅、孔闆入(rù)口邊緣尖(jiān)銳度、管壁(bì)粗糙度、流(liu)體流動湍(tuān)流度等，衆(zhōng)多因素影(ying)響錯綜複(fu)雜，有的參(cān)數難以直(zhi)接測量，因(yīn)此标準中(zhong)有些規定(ding)并非科學(xue)地确定，而(er)🏃是爲了取(qu)得一緻🈲，不(bu)得不人爲(wèi)地🏃🏻确定。*流(liú)量專家斯(sī)賓塞(E.A.Spencer)提出(chū)一🎯系列應(ying)重🈲新檢讨(tao)的問題，如(ru)孔闆平直(zhi)度、同心🌍度(du)、直角邊緣(yuán)尖銳度、管(guan)道粗糙🤩度(du)、上遊流速(su)分布及流(liú)動調整✏️器(qì)的作用等(děng)。
4)關于節流(liu)式DPF測量精(jīng)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(tí)高其測量(liàng)精确度意(yi)義重大。曆(lì)次學術會(hui)議認爲必(bì)須使流量(liàng)測量工作(zuo)者、流體力(lì)學與㊙️計算(suàn)機技術工(gong)作者緊密(mì)合作共同(tóng)攻關才能(neng)解決此問(wèn)🔴題。
20世紀80年(nian)代美國和(hé)歐洲開始(shi)進行大規(guī)模的孔闆(pǎn)流量計試(shì)驗研究，歐(ou)洲爲歐共(gong)體實驗計(jì)劃(EEC Experimental Program)，美國爲(wèi)API實驗計劃(huà)(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(lǐ)技術進行(hang)新一輪的(de)⭐範圍廣泛(fàn)的試驗研(yan)究，爲修訂(dìng)ISO 5167打下技術(shu)基礎。1999年ISO發(fā)出ISO 5167的修訂(dìng)稿🤞(ISO/CD 5167-1-4)，該文件(jiàn)爲委員會(huì)草案，它在(zai)技術内容(róng)與編輯上(shàng)都有很大(dà)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(cao)案)，但是會(hui)議認爲尚(shang)有細節問(wen)題應再商(shang)榷而未能(neng)通過。新的(de)ISO 5167标準何時(shí)正式頒布(bu)尚⭐不得而(er)知。ISO 5167新标準(zhǔn)在标準的(de)兩個核心(xīn)内容皆❓有(yǒu)實質性變(bian)化，一是孔(kong)闆⚽的流出(chu)系數公式(shi)，用Reader-Harris/Gallagher計算👌式(shi)(R-G式)代替Stolz計(ji)算式，另一(yi)爲節流裝(zhuang)置上遊側(cè)直管段長(zhǎng)度的規定(dìng)以及流動(dòng)調整器的(de)使用等。
我(wo)們通常稱(chēng)ISO 5167(GB/T2624)中所列節(jiē)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(fēi)标準節流(liú)裝置不僅(jǐn)是🔆指那些(xie)節流裝置(zhi)結構與标(biao)難節流裝(zhuāng)置相異的(de)，如果标準(zhǔn)節流裝置(zhi)在偏離标(biao)準條件👌下(xià)工作亦應(ying)稱爲非🧑🏽🤝🧑🏻标(biao)準節流☔裝(zhuang)置，例如，标(biao)準孔闆在(zài)混相流或(huo)标準文丘(qiū)裏噴嘴在(zai)臨界流下(xià)工作的都(dōu)是。
目前非(fēi)标準節流(liú)裝置大緻(zhì)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(kǒng)闆，雙重孔(kong)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(piān)心孔闆，環(huán)狀孔闆，楔(xie)形孔闆，彎(wan)✊管節流☂️件(jian)等；
3)低壓損(sǔn)用 羅洛斯(si)管，道爾管(guǎn)，道爾孔闆(pan)，雙重文丘(qiū)裏噴嘴，通(tōng)用文丘裏(li)管，Vasy管等；
4)小(xiao)管徑用 整(zhěng)體(内藏)孔(kong)闆；
5)端頭節(jie)流裝置 端(duān)頭孔闆，端(duan)頭噴嘴，Borda管(guǎn)等；
6)寬範圍(wéi)度節流裝(zhuāng)置 彈性加(jia)載可變面(miàn)積可變壓(ya)頭流量⭐計(jì)(線性孔闆(pǎn))；
7)毛細管節(jie)流件 層流(liú)流量計；
8)脈(mo)動流節流(liú)裝置；
9)臨界(jiè)流節流裝(zhuang)置 音速文(wen)丘裏噴嘴(zuǐ)；
10)混相流節(jie)流裝置。
節(jie)流式DPF現場(chǎng)應用的不(bu)斷拓展必(bi)然提出發(fa)展非标準(zhǔn)💃節流裝置(zhi)的要求，十(shí)餘年來ISO亦(yi)在不斷制(zhì)訂有關非(fei)标準節流(liú)裝置的技(jì)術🈲文件，在(zài)它們不能(neng)成爲正😄式(shì)标準之前(qián)作爲技術(shu)⭐報告發表(biao)。可以🍓預見(jian)，今後有可(ke)能若幹較(jiào)爲成熟的(de)非标準節(jiē)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(jiè)範圍内各(ge)式DPF銷售量(liang)在流量儀(yí)表總量中(zhong)台數占50%-60%(每(mei)年約百萬(wan)台)，金額占(zhàn)30%左右。我國(guo)銷售台數(shu)約占流量(liang)儀表總量(liàng)(不包括*表(biao)和家用水(shuǐ)表及玻璃(lí)管㊙️浮子流(liu)🈲量計)的35%-42%(每(měi)年6萬-7萬台(tai))。
2 工作原理(li)
2.1 基本原理(li)
充滿管道(dào)的流體，當(dang)它流經管(guǎn)道内的節(jiē)流件時，如(rú)圖4.1所示，流(liú)速将在節(jiē)流件處形(xíng)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(ti)流量愈大(da)，産生的壓(ya)差愈大💚，這(zhe)樣可依據(ju)壓差來衡(heng)量流量的(de)大小。這種(zhǒng)🥵測量方法(fa)是以流動(dòng)連續性方(fāng)程(質量守(shou)恒定律)和(hé)伯努利方(fāng)程(能量守(shou)恒定律)爲(wei)基礎的。壓(yā)差的大小(xiǎo)不僅與流(liú)量還與其(qí)🧑🏾🤝🧑🏼他許多因(yīn)素有關🈲，例(li)如當節流(liú)裝置形式(shì)或管道内(nei)流體的物(wù)理性質(密(mi)度、粘度)不(bu)同時，在同(tong)樣大小的(de)流量下産(chan)‼️生的壓差(cha)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(zhong) qm--質量流量(liàng)，kg/s;
qv--體積流量(liàng)，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(tiáo)件下節流(liu)件的孔徑(jing)，m；
D--工作條件(jiàn)下上遊管(guan)道内徑，m；
P--差(cha)壓，Pa；
ρl--上遊流(liú)體密度，kg/m3。
由(yóu)上式可見(jiàn)，流量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個(ge)參數的函(hán)數，此6個參(cān)數可分爲(wei)實測量[d，ρ，P，β(D)]和(he)統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量(liàng)
1)d、D 式(4.1)中d與流(liu)量爲平方(fāng)關系，其精(jīng)确度對流(liú)量總精度(dù)💔影響較大(dà)，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(duì)材料熱膨(péng)脹的影響(xiǎng)。标準規定(ding)管道内徑(jing)🈲D必須實測(ce)，需在上遊(you)管段的幾(jǐ)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(jing)㊙️度要求較(jiao)高外，還應(ying)考慮🌈内徑(jìng)偏差會對(duì)節流件上(shang)遊通道造(zào)成不正常(chang)節流現象(xiàng)所帶來的(de)嚴重影響(xiang)。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(yi)這個問題(tí)✂️。
2)ρ ρ在流量方(fāng)程中與P是(shì)處于同等(deng)位置，亦就(jiù)是說，當追(zhui)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(chà)壓P的精确(què)測量不應(yīng)隻限于選(xuǎn)用一台高(gao)精度差壓(ya)變💁送💃器。實(shí)😍際上差壓(ya)變送器能(neng)否接受到(dao)真實的差(cha)壓值還🏒決(jue)定于一系(xi)列因素，其(qi)中正确的(de)取壓孔及(ji)引壓管線(xiàn)的💃制造、安(ān)裝及使用(yong)是保💰證獲(huo)得真實差(chà)壓值的關(guān)鍵，這些影(yǐng)響因素很(hen)多是難以(yi)定量或定(ding)性确定的(de)，隻有加強(qiáng)制造及安(ān)裝的規範(fan)化工作才(cai)能達到目(mu)的。
(2)統計量(liang)
1)C 統計量C是(shi)無法實測(ce)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(què)定的C值不(bú)相符合。它(tā)們的偏離(lí)是由設計(ji)、制造、安裝(zhuang)及使用一(yī)系列因素(su)造成的。應(ying)該明确，上(shàng)述各環節(jiē)全部嚴格(ge)遵循标準(zhǔn)的規定，其(qi)實際值才(cai)會與标準(zhun)确定的值(zhí)相符合，現(xiàn)場是難以(yǐ)*這種要求(qiu)的😘。
應該指(zhǐ)出，與标準(zhun)條件的偏(pian)離，有的可(ke)定量估算(suan)(可進行修(xiū)🧑🏾🤝🧑🏼正)，有的隻(zhī)能定性估(gu)計(不确定(ding)度的幅值(zhí)與方向)。但(dàn)是💃🏻在現實(shi)中，有時不(bu)僅是一個(gè)條件偏離(li)，這就帶來(lai)非常複雜(zá)的情況，因(yīn)爲一般資(zī)料中隻介(jiè)紹某一條(tiao)件偏離引(yǐn)起的誤差(chà)。如果許多(duō)條件同時(shí)偏離，則缺(quē)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(guo)節流件時(shi)密度發生(sheng)變化而引(yin)起的流出(chū)系數變化(huà)的修正，它(tā)的誤差由(you)兩部分組(zǔ)成：其🔞一爲(wèi)常用流量(liang)下ε的誤差(cha)，即标準确(què)定值的誤(wù)差；其二爲(wei)由于流量(liàng)變化ε值💔将(jiāng)随之波動(dong)帶來的誤(wu)差。一般在(zài)💃低靜壓高(gao)📧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(hu)略不計。
3 分(fen) 類
差壓式(shì)流量計分(fen)類如表4.1所(suo)示。
表4.1 差壓(ya)式流量計(jì)分類表
分(fen)類原則 分(fèn) 類 類 型
按(àn)産生差壓(ya)的作用原(yuan)理分類 1)節(jiē)流式；2)動壓(yā)頭式；3)水力(lì)阻💯力式；4)離(lí)心式；5)動壓(ya)增益式；6)射(she)流式
按結(jié)構形式分(fen)類 1)标準孔(kong)闆；2)标準噴(pēn)嘴；3)經典文(wén)丘裏管；4)文(wén)丘裏噴🔅嘴(zui)；5)錐形入口(kǒu)孔闆；6)1/4圓孔(kǒng)闆；7)圓缺孔(kǒng)闆；8)偏心孔(kong)闆；9)楔形孔(kong)✊闆；10)整體(内(nei)藏)孔闆；11)線(xian)性孔闆；12)環(huan)形孔闆；13)道(dào)爾管；14)羅洛(luò)斯管；15)彎管(guan)；16)可換孔闆(pan)節流裝置(zhi)；17)臨界流節(jiē)流裝置
按(àn)用途分類(lèi) 1)标準節流(liu)裝置；2)低雷(léi)諾數節流(liú)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(jiē)流裝置；6)寬(kuān)範圍度節(jiē)流裝置；7)臨(lín)界流節流(liú)裝置；
3.1 按産(chǎn)生差壓的(de)作用原理(li)分類
1)節流(liú)式 依據流(liú)體通過節(jie)流件使部(bù)分壓力能(neng)轉變爲動(dòng)能🌍以💜産生(sheng)差壓的原(yuan)理工作，其(qí)檢測件稱(cheng)
之爲節流(liú)裝置，是DPF的(de)主要品種(zhǒng)。
2)動壓頭式(shi) 依據動壓(ya)轉變爲靜(jìng)壓的原理(li)工作，如均(jun1)速管流量(liang)計。
3)水力阻(zǔ)力式 依據(jù)流體阻力(lì)産生的壓(ya)差原理工(gong)作，檢測件(jian)爲毛細管(guan)束，又稱層(ceng)流流量計(jì)，一
般用于(yu)微小流量(liang)測量。
4)離心(xīn)式 依據彎(wan)曲管或環(huán)狀管産生(sheng)離心力原(yuán)理形成的(de)壓差工作(zuò)，如彎管流(liú)量計，環形(xing)管流量
計(ji)等。
5)動壓增(zeng)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(shè)流式 依據(jù)流體射流(liú)撞擊産生(shēng)原理工作(zuo)，如射流式(shi)差㊙️壓流量(liang)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(zhou)向截面如(rú)圖🔱4.2所示。孔(kong)闆是一塊(kuài)加工成圓(yuán)形同心的(de)具有銳利(li)🏃🏻♂️直角邊緣(yuan)的薄闆。孔(kong)闆開孔的(de)上遊側邊(biān)緣應是銳(ruì)利的直角(jiao)。标準孔闆(pǎn)有三種取(qǔ)壓方式：角(jiǎo)接、法蘭及(ji)D-D/2取壓；如圖(tu)4.3所示。爲從(cong)兩個方向(xiàng)的任一個(ge)方向測量(liàng)流量，可采(cǎi)用對稱孔(kong)闆，節流孔(kǒng)的兩個邊(bian)緣均符合(he)直角邊緣(yuan)孔闆上遊(you)邊緣的特(tè)♉性，且孔闆(pǎn)全部🧑🏾🤝🧑🏼厚度(dù)不超過節(jiē)🤞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(jié)構形式：ISA 1932噴(pen)嘴和長徑(jing)噴嘴。
a. ISA 1932噴嘴(zui)(圖4.4) 上遊面(mian)由垂直于(yu)軸的平面(miàn)、廓形爲圓(yuán)周的兩段(duan)弧線所确(què)定的收縮(suō)段、圓筒形(xing)喉部和凹(ao)槽組㊙️成的(de)噴嘴。ISA 1932噴嘴(zui)的取壓方(fang)式僅角接(jiē)取壓一種(zhǒng)。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長(zhǎng)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(duàn)、圓筒形喉(hou)部和可能(néng)有的凹槽(cao)或斜角組(zǔ)成的噴嘴(zui)。長徑噴嘴(zuǐ)的取壓方(fang)式僅D-D/2取壓(yā)一種。
3) 經典(diǎn)文丘裏管(guan) 由入口圓(yuán)筒段A、圓錐(zhuī)收縮段B、圓(yuán)筒形喉♌部(bù)C和‼️圓💚錐🌈擴(kuò)散段E組成(chéng)，如圖4.6 所示(shì)。根據不同(tong)的加工方(fāng)法，有以下(xia)結構形式(shi)：①具有粗鑄(zhu)收縮段的(de)；②具有機械(xie)加工收縮(suo)段的；③具有(yǒu)鐵闆焊接(jiē)收縮段的(de)。不同結構(gòu)形式的L1、L2、R1、R2與(yǔ)D、d的關系如(rú)表4.2所示。
4)文(wen)丘裏噴嘴(zui) 由進口噴(pēn)嘴、圓筒形(xíng)喉部及擴(kuò)散段組成(cheng)，如圖4.7所示(shi)。
5)錐形入口(kǒu)孔闆 錐形(xing)入口孔闆(pan)與标準孔(kong)闆相似，相(xiang)當于一塊(kuai)倒裝的标(biao)準孔闆，其(qi)結構如圖(tú)4 . 8所示，取壓(ya)方式爲角(jiǎo)接取壓。表(biǎo)🔆4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關系
注(zhù) 粗 鑄 入 口(kou) 機械加工(gōng)的入口 粗(cū)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(liǎng)個量中的(de)小者 L2≥D(入口(kǒu)直徑) L2≥D(入口(kǒu)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊縫(féng)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(chí)環；3一上遊(yóu)端面A；4-下遊(you)端面B；
5-軸線(xian)；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(lèi)型
超聲波(bō)在流動的(de)流體中傳(chuán)播時就載(zai)上流體流(liú)速的信息(xi)。因此通過(guo)接收到的(de)超聲波就(jiu)可以檢測(ce)出流體的(de)流速，從🧑🏽🤝🧑🏻而(ér)換算成流(liu)量。根據檢(jian)測的方式(shi)，可分爲傳(chuan)💯播速度差(cha)法、多🐕普勒(le)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(shì)近十幾年(nian)來随着集(jí)成電路技(jì)術迅速發(fa)展才開始(shǐ)應用的🚩一(yī)種
非接觸(chù)式儀表，适(shi)于測量不(bu)易接觸和(he)觀察的流(liú)體以及大(da)管徑流量(liang)。它與水位(wèi)計聯動可(kě)進行敞開(kāi)水流的流(liú)量🐆測量。使(shi)用超聲波(bo)流量比不(bu)用在流體(ti)中安裝測(ce)量元件故(gù)不會改變(biàn)流💞體的流(liu)動狀态，不(bú)産生附加(jiā)阻力，儀表(biǎo)的安裝及(ji)檢修均可(kě)不影響生(shēng)産管線運(yun)行因而是(shi)一種理想(xiǎng)的節能型(xing)流量計。
*，目(mu)前的工業(yè)流量測量(liang)普遍存在(zài)着大管徑(jing)、大流量測(ce)💯量困難的(de)🔴問題，這是(shi)因爲一般(bān)流量計随(sui)着測量管(guǎn)徑的增💘大(da)會帶來🏃♂️制(zhì)造㊙️和運輸(shū)上的困難(nan)，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(wèi)各類超聲(sheng)波流量計(jì)均可管外(wài)安裝、非接(jie)觸測流，儀(yi)♻️表造價基(jī)本上與被(bei)測管🥰道口(kou)徑大小無(wú)關，而其它(tā)類型的流(liú)量計随着(zhe)口徑增加(jiā)，造價大💜幅(fu)度增加🔞，故(gù)口徑越大(dà)超聲波流(liú)量計比相(xiang)同功能其(qi)它類型流(liu)量計的功(gong)能價格比(bi)越*。被認🔴爲(wei)是較好的(de)大管徑流(liu)量測量儀(yi)表，多普勒(lè)法超聲波(bō)流量計可(kě)測雙相介(jie)質的流量(liàng)，故可用于(yu)下水道及(ji)排污水💜等(děng)髒污流的(de)測量。在發(fa)電🈲廠中，用(yòng)便攜式超(chāo)聲波流量(liang)計測量水(shui)輪機進水(shui)量、汽輪機(ji)循環水量(liàng)等大管🔅徑(jing)流量，比過(guo)去的皮脫(tuo)管流速計(ji)方便得👌多(duo)。超聲被流(liu)量汁也可(kě)用⛹🏻♀️于氣體(ti)測量。管徑(jìng)的适用範(fàn)圍從2cm到💯5m，從(cong)幾米寬的(de)明渠、暗渠(qu)到500m寬的河(he)流都可适(shì)用。
另外，超(chao)聲測量儀(yí)表的流量(liàng)測量準确(què)度幾乎不(bu)受被測流(liú)體溫度、壓(yā)力、粘度、密(mì)度等參數(shu)的影響，又(you)可制成非(fei)接觸及🌈便(biàn)攜式測量(liang)儀表，故可(ke)解決其它(tā)類型儀表(biao)所難以測(ce)量的強腐(fu)蝕🏃性、非導(dǎo)電性、放射(she)性及易燃(ran)易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問題。另(ling)外，鑒于非(fēi)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(duo)種管🏃🏻♂️徑測(cè)量和多種(zhǒng)流量範圍(wéi)測量。超聲(sheng)波流量計(jì)的适應能(neng)力也是其(qi)它儀表不(bú)可比拟的(de)。超聲波流(liu)量計具有(yǒu)上💔述一些(xiē)優點因此(cǐ)它越來越(yuè)受到重視(shì)并且向産(chǎn)品系列化(huà)、通用化發(fa)展，現已制(zhì)成不同聲(shēng)道的标準(zhun)型、高溫型(xing)、防爆型、濕(shī)式型儀表(biǎo)以适應不(bú)同介質，不(bu)同場合和(hé)不同管道(dao)條件的流(liú)量🙇🏻測量。
超(chao)聲波流量(liang)計目前所(suo)存在的缺(que)點主要是(shì)可測流體(ti)的溫度範(fan)圍受超聲(shēng)波換能鋁(lǚ)及換能器(qì)與管道之(zhi)間的耦合(hé)材料耐溫(wēn)程度的限(xian)制，以及高(gao)溫下被測(cè)流體傳聲(shēng)速度的原(yuan)始數據不(bu)全。目前我(wo)國隻能用(yòng)于測量🐇200℃以(yǐ)下的流體(tǐ)。另外，超聲(sheng)波流量💞計(ji)的測量線(xiàn)路比一般(ban)流量計複(fu)雜。這是因(yīn)爲，一般工(gong)業計量中(zhong)液體的流(liú)速常常是(shi)每秒幾米(mi)，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(liang))變化帶給(gei)聲速的變(bian)化量大也(yě)是10-3數量級(jí).若要求測(ce)量流速的(de)準确度爲(wei)1%，則對聲速(su)💯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(cái)能實現，這(zhe)也正是🏃超(chāo)聲波流量(liàng)計隻有在(zài)集成電路(lu)技術迅速(su)發展的前(qián)題下才能(neng)得到實際(ji)應🛀用的原(yuan)因。
超聲波(bo)流量計由(yóu)超聲波換(huan)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(bō)發射換能(néng)器将電♊能(néng)轉換爲🧡超(chāo)聲波能量(liang)，并将其發(fa)射到被測(cè)流體中，接(jiē)收器接收(shōu)到的超聲(shēng)波信号，經(jing)電子線路(lù)放大并轉(zhuan)換爲代表(biao)流量的電(dian)信号供給(gei)顯示和積(ji)算儀表進(jìn)行顯示和(he)積算。這樣(yàng)就實現了(le)流量的檢(jian)測🐇和顯示(shì)。
超聲波流(liu)量計常用(yòng)壓電換能(néng)器。它利用(yong)壓電材料(liao)的🌈壓電效(xiào)應，采用适(shì)出的發射(she)電路把電(diàn)能加到發(fa)射換能器(qi)的壓♈電元(yuán)件上，使其(qí)産生超聲(shēng)波振勸。超(chao)聲波以某(mou)一角度射(shè)入流體中(zhōng)傳播，然後(hòu)由接收換(huan)能器接收(shou)，并經壓電(diàn)元件變爲(wèi)電能，以便(biàn)檢測。發射(she)換能器利(lì)用壓電元(yuán)件的逆壓(ya)電效應💘，而(ér)接收換能(neng)器則是利(li)用壓電效(xiào)應。
超聲波(bo)流量計換(huan)能器的壓(yā)電元件常(cháng)做成圓形(xing)薄片，沿厚(hou)度振動。薄(báo)片直徑超(chāo)過厚度的(de)10倍，以保證(zhèng)振動的🧡方(fāng)向性。壓📐電(diàn)元件材料(liào)多采用锆(gao)钛酸鉛。爲(wei)固定壓電(diàn)元件，使超(chāo)聲波以合(he)适的角度(du)❓射入到流(liu)體中，需把(bǎ)元件故人(ren)聲楔中，構(gòu)成換能器(qi)整體(又稱(chēng)探頭)。聲楔(xie)的材料不(bú)僅要求強(qiáng)度高、耐老(lǎo)化，而且要(yào)求🐕超聲波(bō)經聲楔♍後(hou)能量損失(shī)小📐即透射(shè)系數接近(jin)1。常用的聲(sheng)楔材料是(shi)有機玻璃(li)，因爲它⚽透(tou)明，可以觀(guān)察到聲楔(xie)中壓電元(yuán)件的組裝(zhuang)情況。另外(wài)，某些橡膠(jiāo)、塑料及膠(jiāo)木也可作(zuo)聲楔☁️材料(liào)。
超聲波流(liú)量計的電(diàn)子線路包(bāo)括發射、接(jiē)收、信号處(chu)㊙️理🔞和顯示(shi)⁉️電路。測得(dé)的瞬時流(liú)量和累積(jī)流量值用(yòng)🌂數字量或(huò)模拟量顯(xian)示。
根據對(duì)信号檢測(ce)的原理，目(mu)前超聲波(bo)流量計大(dà)緻🥵可分傳(chuán)播速度差(chà)法(包括：直(zhí)接時差法(fǎ)、時差法、相(xiang)位差法、頻(pín)差法)波束(shù)偏移法、多(duō)普勒法、相(xiang)關法、空間(jian)濾❓波法及(jí)噪聲法㊙️等(deng)類型🔴，如圖(tú)所示。其中(zhong)以噪聲法(fa)原理及結(jié)構🎯簡單，便(bian)于測量和(he)攜帶，價格(gé)便🍓宜但準(zhǔn)确度較低(di)，适于在流(liu)量測量準(zhǔn)确度要求(qiu)不高的場(chang)合🎯使用。由(yóu)于直接時(shí)差法、時差(chà)法、頻差法(fa)和相位差(cha)法的基本(běn)原理都是(shi)通過測量(liàng)超聲波脈(mo)沖順流和(hé)逆🤟流傳報(bao)時速度之(zhī)差㊙️來反映(yìng)流體的流(liú)速的，故又(you)統稱爲傳(chuán)播速度差(chà)法。其📧中頻(pin)差法和時(shí)差法克服(fu)了🐅聲速随(suí)流體溫度(du)♈變化帶來(lai)的誤差，準(zhǔn)确🚶度較高(gāo)，所🔞以被廣(guǎng)泛采用。按(àn)照換能器(qì)的配置方(fang)法不同，傳(chuan)播速度差(cha)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(lì)用超聲波(bō)束在流體(tǐ)中的傳播(bō)方向随流(liu)體流速變(biàn)化而産生(sheng)偏移來反(fǎn)映流體流(liú)速的，低流(liu)速時，靈敏(mǐn)度很低适(shi)用🌏性不大(dà).多普勒法(fǎ)是利用💋聲(sheng)學多🛀🏻普勒(le)原理，通過(guo)測量不均(jun)勻流體中(zhong)散射體散(san)射的超聲(sheng)波多普
勒(lè)頻移來确(què)定流體流(liú)量的，适用(yòng)于含懸浮(fú)顆粒、氣泡(pào)等流體流(liu)量測量。相(xiang)關法是利(li)用相關技(jì)術測量流(liú)量，原理上(shang)，此⛱️法的💰測(ce)量準确度(du)與流體中(zhong)的聲速無(wu)關，因而與(yǔ)流體溫度(dù)，濃度等無(wú)關，因而測(cè)量準确度(du)高，适用範(fan)圍廣。但相(xiang)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(kè)服。噪聲法(fa)(聽音法)是(shi)💘利用管道(dao)内流體流(liú)動時産生(sheng)的噪聲💞與(yǔ)流體的流(liú)速有關的(de)原理，通過(guo)檢測噪聲(shēng)表示流速(su)或流量值(zhi)。其方法簡(jian)單，設備價(jia)格便宜，但(dan)準确度低(dī)。
以上幾種(zhong)方法各有(you)特點，應根(gen)據被測流(liu)體性質.流(liú)速分布🔞情(qíng)況、管路安(an)裝地點以(yi)及對測量(liàng)準确度的(de)🐅要求📞等因(yīn)素進行選(xuan)擇。一般說(shuo)來由于工(gōng)業生産中(zhong)工質的溫(wēn)度常不能(neng)保⭐持恒定(ding)，故多采用(yong)頻差法及(jí)時差法。隻(zhī)有在管徑(jìng)✉️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(ze)一般是：當(dang)流體沿管(guan)❓軸平行流(liu)動時❌，選用(yong)Z法；當流動(dòng)方向與管(guǎn)鈾不🐆平行(hang)或管路安(ān)❗裝地點使(shǐ)換能器安(an)裝間隔受(shòu)到限制時(shí)，采用V法或(huò)X法。當流場(chang)☀️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(huò)四聲道)來(lái)克服流速(su)擾動帶來(lai)的流😘量測(ce)量誤差。多(duō)普勒法适(shi)于測量兩(liang)相🆚流，可避(bì)免常✊規儀(yí)表由懸浮(fú)粒或氣泡(pào)🧡造成的堵(du)塞、磨損、附(fù)着而不能(néng)運行的弊(bì)病，因而得(dé)💁以迅速發(fā)展。随着工(gong)業的發展(zhǎn)及節能工(gōng)作的開展(zhǎn)，煤油混合(he)(COM)、煤水泥合(he)🏒(CWM)燃料的輸(shu)送和應用(yòng)以及燃料(liao)油加水助(zhù)燃等節能(néng)方法的發(fā)展，都爲💞多(duo)普勒超聲(sheng)波流㊙️量計(ji)應用開辟(pì)廣闊前景(jing)。
流量計的(de)種類很多(duo)，一般市場(chang)上用得比(bi)較廣泛的(de)☀️有：電磁流(liú)量計、渦街(jie)流量計、渦(wō)輪流量計(jì)、孔闆流量(liàng)計、V錐流量(liàng)計、金屬轉(zhuǎn)子流量計(ji)、玻璃轉子(zi)流量計、旋(xuan)進旋渦流(liu)量計、橢圓(yuán)齒輪流量(liàng)計、均速管(guǎn)流量計、超(chao)聲波流量(liàng)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(ji)是低，而電(dian)磁、渦街、孔(kong)闆等對🥰直(zhí)管段要求(qiu)就較高，一(yī)般是前5D後(hou)3D,對于流量(liàng)計前端有(you)彎頭、閥門(mén)電磁流量(liang)☎️計等的直(zhí)管段要求(qiú)就更高，高(gāo)要求直管(guan)段是前50D後(hòu)5D,因此在選(xuǎn)購流量計(jì)時一定要(yào)考慮流量(liang)計現場安(an)裝的環境(jìng)、位置等因(yin)素，從而選(xuǎn)擇更加适(shì)㊙️合現場工(gōng)礦的流量(liang)計。
現在流(liu)量計所需(xu)要的參數(shu)：
1、被測量的(de)介質
2、被測(cè)量介質的(de)溫度
3、被測(ce)量介質的(de)壓力
4、被測(cè)量介質的(de)流量
5、要求(qiu)的測量精(jīng)度
6、現場工(gong)礦情況
