測(cè)控技術(shù)與儀器教研室

1、AvvdAvAqsmAmgvdAvvAqskg體積流量 直接法 （容積法）直接測(cè)出 在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量，以排出流體固定容積數(shù)來計(jì)算流量。 橢圓齒輪 腰輪 刮板 旋轉(zhuǎn)活塞 vq精度較高間接法 （速度法） 測(cè)量平均流速節(jié)流式 力學(xué)轉(zhuǎn)子 力學(xué)渦輪 力學(xué)電磁 電學(xué)超聲波 聲學(xué)渦街 力學(xué)熱線風(fēng)速 熱學(xué)激光多普勒 光學(xué)vAqv質(zhì)量流量直接式：渦輪轉(zhuǎn)矩式質(zhì)量流量計(jì) 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)間接式：差壓流量計(jì)與密度計(jì)組合 差壓流量計(jì)與速度流量計(jì)組合 靶式流量計(jì)與速度流量計(jì)組合補(bǔ)償： 用壓力、溫度補(bǔ)償設(shè)流體在水平管中沿軸線方向穩(wěn)定流動(dòng)，流體不對(duì)外作功，和外界沒有熱量交換，流體本身也

2、沒有穩(wěn)定變化。對(duì)于不可壓縮理想流體，則根據(jù)伯努利方程 設(shè)md/D，收縮系數(shù)A2/A0 則22220220210110vpvp2211vAvA1110vCv2220vCv21222211ppmv 因?yàn)榱魇钚〗孛?的位置隨流速而變，實(shí)際取 壓點(diǎn)的位置是固定的，當(dāng)用固定取壓點(diǎn)處 ， 代替 ， 時(shí)，需引入一個(gè)取壓系數(shù) 則 令 ，流量系數(shù)為：21220022221ppmAAvAvqm2121pppp2122021ppmAqm21ppp221m1p2p1p2p 于是流體流量為： 流量方程式中的流量系數(shù)也可用流出系數(shù)C來代替，C的定義是 式中 漸近速度系數(shù) 顯然C是實(shí)際流量系數(shù)與取和 均為1的流量系數(shù)的比

3、值。這樣把收縮系數(shù)和取壓系數(shù)的影響統(tǒng)一歸到一個(gè)參數(shù)流出系數(shù)CpAqm20EC211mE 對(duì)于可壓縮流體， 則引入一個(gè)膨脹系數(shù)流量系數(shù)（或流出系數(shù)C） 與節(jié)流元件形式（m）、取壓方式、Re，管 道情況等有關(guān)21pAqm102取壓方式 取壓方式(即取壓點(diǎn)的位置)不同,流量系數(shù)不同， 目前主要的取壓方式有：角接取壓、法蘭取壓、 取壓法 雷諾數(shù) 表示了流體的流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于給定的流體和流動(dòng)條 件，它反映了流體的流動(dòng)速度2DD eR直徑比 只要直徑比值一定，則流量系數(shù)只是雷諾數(shù)的函數(shù)管壁粗糙度 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量系數(shù)，角接取壓法是在相對(duì)平 均粗糙度K/D3810的管道中測(cè)定的，法蘭取 壓法和 取壓法是在K

4、/D1010的管道中測(cè)定 的，其中是管道內(nèi)壁絕對(duì)平均粗糙度 K是管道內(nèi)壁 絕對(duì)平均粗糙度2DD 可膨脹系數(shù) 對(duì)可壓縮流體，需進(jìn)行修正。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝 置，與 ，有關(guān)節(jié)流件的開孔面積 與材料的熱膨脹系數(shù) 管道和孔板的開孔直徑一般是在20時(shí)的值， 當(dāng)穩(wěn)定發(fā)生變化時(shí)，其直徑也要變化。 孔板： 管道：0A20120tddd20120tDDD流體密度 流量方程式中所用的密度是指被測(cè)介質(zhì)在節(jié)流 元件前的工作狀態(tài)（溫度、壓力）下的值。當(dāng) 工作時(shí)實(shí)際流體密度與設(shè)計(jì)時(shí)不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行 修正 式中在右上角加“”的 符號(hào)表示實(shí)際工作狀態(tài)下 的密度和流量，無上標(biāo) “”的表示設(shè)計(jì)值mmqqvvqq壓力損失 流體通過節(jié)流元

5、件時(shí)，一部分能量用來克服摩擦阻力和消耗在節(jié)流件后形成渦流上，而通過節(jié)流元件流體的靜壓力并不能完全恢復(fù)，可按下式估算： 說明越小， 越大ppp202011p標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件孔板 按照國際GB262493規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置直流段孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠管徑D501000mm量程比3：1幾乎能測(cè)各種工況下的介質(zhì)， 但不能有臟污物，流體必須 是牛頓流體標(biāo)準(zhǔn)孔板已知管道內(nèi)徑，節(jié)流件開孔直徑，取壓方式，被測(cè)流體參數(shù)等必要條件，根據(jù)所測(cè)得的差壓值，計(jì)算被測(cè)流體的流量 已知管道內(nèi)徑，被測(cè)流體參數(shù)，預(yù)計(jì)的流量范圍以及其他必要條件，要求選擇適當(dāng)?shù)牧髁繕?biāo)尺上限、差壓上限、節(jié)流裝置的形式，并確定節(jié)流件的開孔直徑 模型演示

6、對(duì)浮子受力分析：A0環(huán)狀流通面積；Af浮力面積（最大）C阻力系數(shù)22vcAgVgVfffffffcAgVv2fffvcAgVAvAq200流量系數(shù) 流量系數(shù)與錐形管的錐度，浮子的幾何形狀以及被測(cè)流體的雷諾數(shù)等因素有關(guān) 流體密度 流量刻度與流體密度有關(guān)，出廠時(shí)流體是用在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20，760mmHg）下用水和空氣進(jìn)行標(biāo)定的，若使用的流體密度不一樣，需要進(jìn)行刻度修正直接指示型的轉(zhuǎn)子流量計(jì)電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要適用于中小管徑、較低雷諾數(shù)的中小流量的檢測(cè)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，儀表前直管段長(zhǎng)度要求不高；基本誤差約為儀表量程的12%，量程比可達(dá)101；易受工作介質(zhì)密度，粘度，純凈度等影響若在流體中

7、垂直于流向放置一個(gè)圓柱體或棱柱體，在它下游兩側(cè)就會(huì)交替出現(xiàn)漩渦，兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，并輪流地從柱體上分離出來，這兩排平行的非對(duì)稱的漩渦列稱為卡門渦街。漩渦發(fā)生體是漩渦流量計(jì)的核心。漩渦發(fā)生體的形狀主要有圓柱形、方柱形和三角柱形，也有組合式的。 漩渦頻率的檢測(cè)有很多，一般與漩渦發(fā)生體形狀有關(guān)熱電絲圓柱體熱敏電阻三角柱壓電元件組合式超聲波檢測(cè)元件三角柱精度高 0.21.0%。量程比100：120：1。幾乎不受流體性質(zhì)變化的影 響結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。頻率輸出，便于數(shù)字化測(cè)量，f與v成正比渦街和旋進(jìn)流量計(jì) 當(dāng)導(dǎo)電流體（相當(dāng)于導(dǎo)體）在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向流動(dòng)而切割磁力線時(shí)，在兩電極上也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其方向

8、由右手定則判斷，其大小為： 因?yàn)?，則 BDvE vDqv24kqvqDBEv4k是儀表常數(shù)磁路系統(tǒng)：直流磁場(chǎng)簡(jiǎn)單，但使管道中的導(dǎo)電液體電解、電極極化常采用交流BBmsint交變磁場(chǎng)按勵(lì)磁繞組不同主要有兩種結(jié)構(gòu)：集中繞組；分組繞組式。測(cè)量管：用不導(dǎo)磁，低導(dǎo)電率，低導(dǎo)熱率具有一定強(qiáng)度，讓被測(cè)流體通過，不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料電極：測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)襯里：直接接觸被測(cè)介質(zhì)，主要作用是增加測(cè)量管的耐磨與耐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量管管壁短路 外殼：一般用鐵磁材料制成，它是保護(hù)勵(lì)磁線圈的外罩，并可隔離外磁場(chǎng)的干擾 轉(zhuǎn)換電路：流體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)十分微弱，而且各種干擾因素的影響也很大，轉(zhuǎn)換電路的目的是將

9、感應(yīng)電勢(shì)放大并能抑制主要的干擾信號(hào) 采樣電路電磁流量計(jì)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路框圖2K1K差動(dòng)直流放大高通濾波差動(dòng)交流放大前置放大測(cè)量導(dǎo)管中無可動(dòng)部件，壓力損失小，并可測(cè)含有雜物、懸浮物等流體的流量。只要流體導(dǎo)電，結(jié)果與流體的溫度、壓力、密度、粘度無關(guān)。量程比較寬10：1。反應(yīng)速度快，可測(cè)脈動(dòng)流量。電磁流量計(jì)流量計(jì)內(nèi)部有12個(gè)轉(zhuǎn)子，在流入口流體壓力作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，使流體從流入口流向流出口。設(shè)轉(zhuǎn)子與流量計(jì)殼體之間的容積已知，則通過測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，就可得知流體流經(jīng)流量計(jì)的流量；如果測(cè)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的次數(shù)，就可獲得流體的總體積。模型演示橢圓齒輪流量計(jì)刮板流量計(jì) 就地顯示 遠(yuǎn)傳顯示 精度高，可達(dá)0.

10、20.5%，用于企業(yè)管理和商品銷售。主要測(cè)高粘度流體，測(cè)總流量。量程比10：1。對(duì)直管段無要求。小流量時(shí)泄漏大，使讀數(shù)偏低。被測(cè)流體要求清潔，否則易堵或磨損。直接式間接式補(bǔ)償式 差壓式流量計(jì)與密度計(jì)組合方式 體積式流量計(jì)與密度計(jì)組合方式 差壓式流量計(jì)或靶式流量計(jì)與體積式流量計(jì)或速度式流量計(jì)組合方式渦輪流量計(jì)是從葉輪流量計(jì)（水表）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的當(dāng)流體流經(jīng)渦輪時(shí)，由于流體的沖擊作用，將使渦輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率與流量等相關(guān)渦輪流量計(jì)主要由渦輪、導(dǎo)流器、磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器、放大與信號(hào)變換。磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器是將渦輪轉(zhuǎn)換成電脈沖數(shù)，這是渦輪流量計(jì)的關(guān)鍵部分。葉輪用磁性的不銹鋼做，管道外裝上傳感器，它由磁鋼和

11、線圈組成。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)周期也改變檢測(cè)器中磁路的磁阻，使通過感應(yīng)線圈的磁通量隨之變化。這樣，在感應(yīng)線圈的兩端即感應(yīng)出脈沖信號(hào)。精度較高0.5級(jí)，常作標(biāo)準(zhǔn)表。量程比較大10：1。適用于清潔介質(zhì)（一般要裝過濾器）。周圍不能有強(qiáng)磁場(chǎng)。介質(zhì)的密度、粘度 變化對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響。反應(yīng)迅速，可測(cè)脈動(dòng)流量。聲波在靜止流體中的傳播速度與流動(dòng)流體中的傳播速度不同。超聲波的接收和發(fā)射稱換能器，換能器既可兼作聲波的收和發(fā)，也可以分開進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用如下幾種形式。時(shí)差法通過測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差來得到流體的流速。當(dāng)超聲波傳播方向與管道軸線成角時(shí)，可以得到流速v與時(shí)差t之間的關(guān)系為：存在問題：c受流體溫度影響大。 t數(shù)量級(jí)小，要求電子精度高，限制了 測(cè)量下限。tDtgcv22相位差法換能器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或者周期較長(zhǎng)的脈沖波列，測(cè)量順流和逆流發(fā)射時(shí)所接收到信號(hào)之間的相位差避免了t小， 較大，有利于提高測(cè)量精度但c的影響仍較大。頻率法它是通過測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的重復(fù)頻率來測(cè)量流量的。tft2Dfctgcv42發(fā)射器T