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各种流量计的工作原理

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一、 容积式流量计
工作原理：机械测量元件把流入流量计的流体连续不断地分隔成单位体积并送往出口，在这个过程中流体带动流量计的转动部分产生旋转，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积的累计值。
特点：
1、精度：一般：±0.5% ；高：0.2% ；一般用于计量 领域；
u 2、范围宽，一般为10:1~30:1 或更大；
u 3、无需前后直管段，在流速场畸变时对计量精度没有 影响；
u 4、直读式仪表，无需外部能源，可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便；
5、需定期检定，体积大，笨重：在大流量、大管径计量 上已逐渐被涡轮式、电磁式、 涡 街式流量计替代；
u 6、一般均需加装过滤器，需定期清理，维护工作量大； 最常见故障是流入脏污介质，造成流量计运转不灵活甚至卡死。
u 7、压力与温度影响：避免突然开关阀门产生水锤效应； 结构间隙减小会卡住运动配件，因此用于较高温度时要预留尺寸间隙来补偿。目前可使用温度范围大致在-30~+160℃，压力最高为10MPa.
u 8、压力损失大：20KPa-100KPa
u 9、液体黏度影响：与差压式、浮子式和涡轮式流量计相比影响要小。
二、 涡轮流量计
工作原理：当被测流体通过涡轮流量计时，流体通过导流器冲击涡轮叶片，由于涡轮叶片与流体流向间有一倾角“塞塔”，流体的冲击力对涡轮产生转动力矩，使涡轮克服机械摩擦阻力距和流动阻力距而转动。在一定范围内，对于一定黏度的流体介质，涡轮的旋转角速度与通过涡轮的流量成正比。所以，可以通过测量涡轮的旋转角速度来测量流量。
特点：
1、精度高：液体0.15%~0.5%，气体1%~1.5%；
2、重复性好：0.05%~0.2% ；
3、量程比宽：10~50：1；
4、脉冲信号输出，抗干扰能力强；
5、耐压高、压力损失小、反应速度快；
6、有可动部件，易磨损；
7、对介质有一定的清洁度要求；
8、需要前后直管段分别为10D和5D。
三、浮子流量计
工作原理：浮子流量计的测量本体由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿着锥管的轴向自由移动的浮子组成，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，该差压与浮子所受浮力之和即为浮子的上升力。当上升力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h与所通过的流量有对应的关系。
特点：

1、可靠性高，用于过程控制系统，适合中小流量的测量，量程比10:1，准确 度1.5%~2.5%；
2、前5D后3D直管段，一般应竖直安装，介质自下而上，必要时需加装旁通管路和磁过滤器。
3、对玻璃管浮子流量计：结构简单，成本低，直观，但是被测介质需透明，可靠性差，不能测高温高压介质。
4、目前金属管流量计应用最为广泛；
5、常见故障：浮子卡死。
四、旋涡流量计
工作原理：旋涡流量计时利用流体振动原理来进行流量测量的。即在特定流动条件下，流体一部分动能产生流体振动，且振动频率与流体的流速（或流量）有一定关系。通过测量振动频率即可测得流速或流量。（书P187）
特点：
1、精度较高，液体0.5%~1%，气体1%~2.5%
ü2、检测范围宽，可达100:1
ü3、输出与流量成正比的频率信号，抗干扰能力强
ü4、不受温度、压力、密度、黏度等工况参数影响，更换检测元件时不需重新标定。
ü5、压力损失小，特别适用于中、大口径测量。
6、适用范围较广，可用于液体、气体、蒸汽的流量测量，并且气液通用。
7、无可动部件、结构简单牢固、安装简便、维护量小、故障少。
ü缺点：需前后直管段（前10D,后5D），抗震性差。
五、节流流量计
工作原理：如果在充满流体的管道中固定放置一个流通面积小于管道截面积的节流件，则管道内流束在通过该节流件时就会造成局部收缩。在收缩处，流速增加，静压力降低，因此，在节流件前后将产生一定的压力差。对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管段，在一定的流体参数情况下，节流件前后的差压“德尔塔P”与流量Qv之间有一定的函数关系。因此，可以通过测量节流件前后的差压来测量流量。
特点：•结构简单
•使用方便
•寿命长
•工作可靠
•成本低
•无须标定（指标准节流装置）
•适应性广
•压力损失大(一般指孔板)
•安装要求严格
书P206
六、电磁流量计
工作原理：书P194
特点：①传感器结构简单，无可动部件和阻流件；
②无压力损失；
③可测脏污、腐蚀性、液固两相等导电性介质，
而且只可测导电液体；
④准确度高，0.2%~1% ；
⑤量程比可达50~100:1，口径范围从2mm~3m，
⑥使用地点不应有强磁场干扰，管道充满流体，
前5D直管段。
• 衬里的确定：主要考虑耐腐蚀性、耐磨性
和流体温度；
• 电极的选定：考虑腐蚀性，压力状况等；
•使用非金属管道应接地环。
七、超声波流量计
工作原理：超声波在流体中传播时，会承载流体流速的信息。通过接收穿过流体的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量（体积流量)。
特点：1、唯一能实现非接触式测量的流量计（夹装式）；
2、可制成便携式仪表；
3、无阻流件，无压力损失；
4、准确度0.1%~5% ；（注意准确度表示的意义）
5、管道内外壁干净，需足够长的直管段；
6、传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射粒子，适于污水和含气泡的液体；
7、特别适合大管径测量，其成本与管径基本无关。
八、质量流量计
工作原理：看书
特点：1、直接式质量测量
2、精度高0.1%
3、可测液体液固，含气少的气液两相流。
4、价格高昂。
安装
① 传感器与大的变送器或电动机之间至少要有0.6m的距离。
② 安装于牢固基础之上,避免振动。
③ 测量液体时,传感器的安装应能保证液体满管，以降低密度
变化对测量精确度的影响。
④ 测量气体时的安装位置为不使传感器内部聚集液体，应避
免安装在管道的低点。
⑤ 当测量液体时，传感器外壳应朝下安装，以避免空气集聚
在流量管内；
⑥ 当测量气体时，传感器外壳应朝上安装，以避免冷凝水集
聚在流量管内；
⑦ 当测量液体浆料时，传感器应垂直安装，像一面旗，以避
免颗粒聚积在流量管内。工艺介质应由下往上流动以避免
喷流空管。
⑧ 如工艺介质产生气液两相流，就应将传感器外壳朝下安装，
或安装在垂直管道上。这种安装方式能有效避免介质中的
气体聚积在流量管中。

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