流量测量实验
三、数据处理
根据给定的孔板规则和实验段规格，以及测量的孔板压差，计算孔板测量的体积流量。
已知水箱横截面积为394*474mm ，直径D0=40mm
实验管道材料：有机玻璃，孔板材料：不锈钢
试验管段外径40mm ，d20=30mm （β=0.75） 通过计算可得ρ
ρ/10266.74??=-Q
量比较：
（2） 满街流量计测得结果与其他流量计相差较大
（3） 四中测量值与标定值相差结果都比较大。
经计算得：标准差为s
m /887.33=σ 误差分析：测量误差主要由于操作不规范，没有及时维护，工艺状况改变造成，根据公式ρραξβπ/4222?=t D Q
可知各参数的测量有可能造成误差
思考题
（1） 溢流的作用是使得高位稳压水箱的液位维持恒负，溢流管有流量表明液位
稳定在最高，起稳定实验段压头的作用。
（2） 使用液体密封气体的体积测量空间，常用排液法和液封法。
天然河流在线流量监测系统方案 1. 在线监测系统概述 1.1 基本情况 流量站实时测流系统的建立。 随着国家工业发展水资源越来越紧，同时水污染加重可利用水源越发稀缺。中小河流在线流量监测重要性更显突出。 河流在线流量监测，可实时掌握可用水资源。 河流在线流量监测，可通过水闸等调配县市级流域水量。 河流在线流量监测，可了解污水走向，提供决策依据。 河流在线流量监测，在山洪和台风期间掌握各河道流量防范“天灾”。 省市县镇交界河道流量在线流量监测，可为相互“水权”提供依据。 1.2 设计目标 流量站新建全自动的流量实时在线监测方式，实现对河段断面流量流速的实时在线监测，并且将流量计算的水位信息等数据通过无线传输方式传送到水文站房。 1.3 设计原则 （1）实时性、容错性 实时采集现场中的流速、水文等信息，会同断面数据能及时获得流量信息，并将其存在业务数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率，对访问的响应时间要短；采集接口的实时性好，能满足其应用的需要；采集接口的采集周期在5秒到5分钟之间（可根据需要进行设定）；采集接口的实时性不能影响控制系统的性能。采集通信方式在具备条件的场合，实现冗余；采集软件要有容错处理机制；实时数据库系统具有容错能力，根据具体的硬件条件实现冗余。 （3）完整性、标准化 信息的传输与处理遵循标准化的协议，以保证信息的相对完整性与一致性。对采集方式、采集设备尽量采用统一标准和型号, 坚持系统的开放性和可扩展性。建立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。不仅仅要做到配置上的先进，更主要的是开发上和应用上的先进。
（5）安全性、可靠性 在操作上严格权限管理。系统应提供审计跟踪功能，记录所有用户操作过程，对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段；系统应具备事务日志功能。保证在恶劣天气条件下能正常运行，确保采集通信信道畅通。 1.4 系统功能 （1）能对断面流速、水温、流向、水位等进行24小时连续在线监测。 （2）能根据实时采集的流速、水位，计算断面流量。 （3）能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。 （4）能将采集的水位、流速、流量和测站状态信息通过通讯网络传输到接收中心。 （5）可人工设定和修改断面平均流速关系线。 2. 流量方案比选 监测方法 主要断面流量监测方法 2.1 主要断面流量 目前进行流量自动测量的方式有以下6种：缆道测流、声学多普勒流速（ADCP）、超声波时差法测流、水工建筑物（涵闸）推算流量、水位比降法推算流量、雷达水表面波流速测量再推算流量。 缆道自动测流 1、缆道自动测流 缆道测流是适合我国国情的一种测流方式，经 50多年发展，技术设备较为成熟，其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95～98％。该方法由人工一次性启动缆道测流装置后，可自动测量全断面测点流速和垂线水深，并自动计算出断面面积和流量。由于缆道测流的测量精度较高，且不需要进行率定，在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量，实现对主要测流断面的流量控制。 超声波时差法测流 2、超声波时差法测流 超声波时差法测量流速国内外均有定型产品用于管道和渠道，但国内没有定型生产用于天然河流的产品。本方法能方便地解决断面不同水层的平均流速测量，充分利用电脑技术将超声波时差法测流、超声或压力水位计和预置河床断面等技术集于一体后，可构建实时在线的流量测量系统，该方法适用于断面较稳定，
一、按测量原理分类 (1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 (3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。 (4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 (5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。 (7)其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。 二、按流量计结构原理分类 按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型： 1. 容积式流量计 容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等． 2．叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约±2％，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为±0．2％一0．5％。 3．差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示．差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表．差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的70％。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量
流量测量技术综述 摘要：本文说明了流量测量技术在工业生产中的重要性，写出了流量测量方法的分类及相关概念。分析流量测量技术的发展现状及趋势，对四种常用流量计的机构及原理进行研究。介绍了流量测量技术在电厂中的应用，并写出了流量计的选型需要考虑因素。对流量测量技术进行综述。 关键字：流量测量流量计原理选型趋势 1 引言 流量测量是工业过程测量中的一个重要参数。在工业生产中承担着两类重要任务：其一为流体物资贸易核算储运管理和污水废气排放控制的总量计量；其二为流程工业提高产品质量和生产效率，降低成本以及水利工程和环境保护等作必要的流量检测和控制。 流量测量涉及广泛的应用领域。过程测量、能源计量、环境保护、交通运输等高耗能领域对流量测量的需求急速增长，为流量测量技术提出了新的要求。不仅要求流量测量仪表耐高温高压，而且能自动补偿参数变化对测量精度的影响，从节约能源、成本核算、贸易往来及医药卫生等方面的特殊要求考虑，要求流量测量精度高、压损小、可靠性高。新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用，使得流量计的测量准确度越来越高，流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低，适用范围也越来越宽，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。 2 流量的测量 2.1 流量测量的概念及方法分类 介质在单位时间内通过给定的通道或管道横截面的量叫做通过该截面的流量。流量的读数可以是质量单位或容积单位。流量也是总量除以时间的商。反之，总量可以看作流量与时间的积。流量与总量都是物理量，彼此通过时间相联系。 流量测量方法大致可以归纳为以下四种：利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法，用这种方法制成的仪表如转子流量计、靶式流量计、弯管流量计等；通过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法，用这种方法制成的仪表如涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等；利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量，用这种方法制成的仪表如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计等；以测量流体质量流量为目的的质量流量测量法，用这种方法制成的仪表如热式质量流量计、科氏质量流量计、冲量式质量流量计等。 2.2 国内外新成果举例 2007年清华大学高晋元教授发表《参数估计法测量两相流流速》一文，提出运用模型参数估计可直接辨识随机流动噪声的渡越时间，能起到在时域对传感器信号进行预滤波的作用，推动了我国在相关流量测量技术上的进步。
文丘里流量计实验实验报告 实验日期：2011.12.22 一、实验目的： 1、学会使用测压管与U 型压差计的测量原理； 2、掌握文丘里流量计测量流量的方法和原理； 3、掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。 二、实验原理： 流体流径文丘里管时，根据连续性方程和伯努利方程 Q vA =（常数） H g v p z =++22 γ（常数） 得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式（1、2断面） h K p z p z g d d d Q ?=?????????? ??+-???? ? ?+???? ??-=γγπ221141222214 1 由于阻力的存在，实际通过的流量Q '恒小于Q 。引入一无量纲系数Q Q '=μ（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。 h K Q Q ?=='μμ h K Q ?' =μ 在实验中，测得流量Q '和测压管水头差h ?，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。 上式中 K —仪器常数 g d d d K 214 141222???? ??-=π h ?—两断面测压管水头差 ??? ? ??+-???? ??+=?γγ2211p z p z h h ?用气—水多管压差计或电测仪测得，气—水多管压差计测量原理如下图所示。
1h ? 2h ? H 3 1H 2H 1z 2z 气—水多管压差计原理图 根据流体静力学方程 γγ22231311 p H h H h H H p = +?-+?--- 得 221121H h h H p p -?+?++=γγ 则 )()(222211212211γγγγp z H h h H p z p z p z +--?+?+++=??? ? ??+-???? ?? + 212211)()(h h H z H z ?+?++-+= 由图可知 )()(4321h h h h h -+-=? 式中，1h 、2h 、3h 、4h 分别为各测压管的液面读数。 三、实验数据记录及整理计算（附表） 文丘里流量计实验装置台号：2 d1=1.4cm d2=0.7cm 水温t=13.1℃ v=0.01226cm 2/s 水箱液面标尺值▽0=38cm 管轴线高程标尺值▽=35.7cm 实验数据记录表见附表 四、成果分析及小结： 经计算 K=17.60cm 2.5/s u=1.064 由实验计算结果看各组数据的相差较大，可以判断实验的精密度不高，实验 与理论值有偏差。误差来源主要有实验测量值的不准确，人为造成的主管因素较大。 五、问题讨论： 为什么计算流量Q 理论与实际流量Q 实际不相等？ 答：因为实际流体在流动过程中受到阻力作用、有能量损失（或水头损失），而计算流量是假设流体没有阻力时计算得到的，所以计算流量恒大于实际流量。
流量计的测量原理和分类 作者：国电中自文章来源：本站原创点击数：870 更新时间： 2008-5-19 15:02:08 流量测量的原理和分类 1.流量测量原理可分为哪几类？ 答：流量测量按照测量原理可分为以下几类： ⑴差压式流量计。包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。 ⑵椭圆齿轮流量计。 ⑶漩涡流量计。 ⑷超声波流量计。 ⑸靶式流量计。 ⑹电磁流量计。 ⑺涡轮流量计。 ⑻均速管流量计。（阿纽巴流量计） 2.电容式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型） 答：电容式变送器的敏感元件为电容，当有差压输入时，连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移，改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路，转换成二线制输出的4～20mA直流信号。
3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么？ 答：被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换成4～20mA的直流电流输出，电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力，当作用力与反馈力达到平衡时，杠杆系统就停止偏转，此时的电流即为变送器输出电流，它与被测流量成正比。 4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为ST-3000智能变送器） 答：当被测差压作用到传感器上，其阻值即发生变化。阻值变化通过电桥转换成电信号，再经过模/数（A/D）变换器送入微处理器。同时，环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号，再经模/数（A/D）变换器送入微处理器。经微处理器运算处理后送至（D /A）变换器输出4～20mA的DC模拟信号或4～20mA的DC数字信号。 5.双波纹管流量计的工作原理是什么？ 答：双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的，当正负压室产生差压后，处于正压室中的波纹管被压缩，填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管，从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动，使量程弹簧产生相应的拉伸，直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。此时，系统在新的位置上达到平衡，由连接轴产生的位移量，通过扭力管转换成输出转角，因其转角与差压成正比，故可用转角大小表示差压高低，用特定刻度盘就可以显示其流量。
管道流量测量方法 [技术摘要]一种管道流量称及测量方法，属流量测量技术领域。用于解决测量管道内混合流体的质量流量及质量浓度的技术问题。其特别之处是：构成中包括换能器、超声波流量计、压力变送器、称量传感器、智能显示仪和称量管，称量管至少配置一个称量传感器，在称量管的两端各设有一段波纹管与其形成挠性连接，两波纹管的另一端分别连通前后固定管，前后固定管分别连通流体输送管道，前后固定管固定在基础支架上，所述压力变送器和换能器均设置在流体输送管道上，各测量元件连接智能显示仪。本发明所提供的管道流量称及测量方法，解决了管道中高温介质、粘稠液体、煤粉、水煤浆等混合流体质量流量与质量浓度的测量难题，其理论依据可靠、测量值准确、结构合理、易于实现。 气体质量流量上下游温度分布二次差动测量方法、传感器、及流量计 [技术摘要]本发明涉及一种气体质量流量上下游温度分布二次差动测量方法、传感器、及流量计。包括加温元件，对称设置在加温元件两侧的温度检测元件，即上游温度检测元件和下游温度检测元件，其特征在于所述的加温元件与恒功率源激励相连，上
游温度检测元件和下游温度检测元件分别与差动运算电路的两个信号输入端相连，所述的差动运算电路的输出端连接有中央处理单元。具有如下优点：通过对上下游温度变化差值进行二次差动运算，保证对低速段线性度影响较小；气体质量流量的流速和输出电压的关系曲线的饱和点往后推，量程扩大，提高了量程范围和线性度；测量精度高，灵敏度高；采用MEMS技术实现了低功耗、高频响，大幅降低芯片的热惯性。
[9-BG95212]联合式湿蒸汽流量、干度测量装置及其测量方法 [技术摘要]本发明公开了一种联合式湿蒸汽流量、干度测量装置及其测量方法，该装置由经过标定的标准孔板、经典文丘利管作为一次测量元件，高精度压力传感器、智能型差压变送器转换并传输标准信号，标准4～20mA信号经I/V转换成1～5V电压信号，进入高速数据采集卡，最后在中央处理器中根据压力信号调用汽、水性质的IAPWS-IF97计算公式模块计算出饱和水、饱和蒸汽的密度及比焓、汽化潜热，从而算出湿蒸汽的干度、质量流量、载热量，同时对质量流量、载热量进行累积运算，重要参数适时存储于数据库，作为历史数据以备后期调用，系统通过D/A通道输出干度、累积流量，供中央处理器使用，本发明与以往的IF-67计算公式相比计算精度提高10倍以上，且重复计算精度高，而运算速度提高4～12倍。
皮托管流量测量装置安装使用说明书 C M （06）渝制00000331 重庆渝润仪表有限公司
2 一、概述 本公司生产的S 形皮托管主要用于气体流量的测量，特别是如焦炉煤气、高炉煤气、水炉煤气、各种烟气等赃污介质流量的连续测量。 二、性能特点 本公司采用独特并且专业的技术，生产的S 形皮托管流量测量系统的测量精度经过有关部门实流检测，误差为±0.46％，达到0.5级精度；同时，独特设计的感压孔，长期使用不会堵塞。主要有以下特点： ▲长期运行精度高、稳定性好。 ▲无可可动部件与易损部件，使用寿命长。 三、主要技术参数 ▲测量精度： 0.5级 ▲管道覆盖面：100~5000mm 。 四、测量原理 1、 测量系统组成 流量测量系统由皮托管、差压变送器、压力变送器、温度传感器、流量积算控制仪等组成，如图一所示：
3 图一 图一是在线带温度压力补偿的流量测量，如果现场的温度压力参数比较稳定，变化不大，也可以定点设定温度压力补偿方式进行流量测量。 2、流量测量计算公式 流量测量计算公式根据国标GB 5468-91确定，具体如下： 2.1密度的计算 测试工况下湿气体密度γs 按式（1）计算； 式 中： N ——标准状态下湿气体密度，kg ／Nm 3 , ts ——测量断面内气体平均温度,℃ Ps ——测量断面内气体静压,Pa ； Ba ——大气压力，Pa 。 2.2 管道内气体流速及流量的计算 气体流速按照式（2）计算： 式中：Vs i ——测定点流速，m ／s ； Kp ——皮托管修正系数； γs ——管道内湿气密度，kg ／m 3； Pdi ——测定点气体动压，Pa 。 2.3 在测定点工况下气体流量按式（3）计算： Q=3600×F×Vs (3)
目录 引 言 .................................................................. 1 第一章 节流式流量测量原理及系统总体设计 .. (2) 1.1 节流件测量原理 ................................................. 2 1.2 系统总体设计 ................................................... 2 第二章 标准节流件差压计及取压装置 .. (4) 2.1 标准节流件 ..................................................... 4 2.2 差压计 ......................................................... 5 2.3 取压装置 ...................................... 错误！未定义书签。 第三章 关键参数计算及检验计算 (7) 3.1已知条件 ........................................................ 7 3.2 准备计算 . (7) 3.2.1 求介质密度1 ρ、介质动力粘度及η管道材料膨胀系数D λ (7) 3.2.3 计算正常流量Re Dch 和最小流量下的雷诺数Re DMIN (8) 3.2.4 确定差压计类型及量程范围 ................ 错误！未定义书签。 第四章 重要参数的计算及校验 (8) 4.1 确定β值及节流件开孔直径 (8) 4.1.1 常用流量下的差压值ch P ? ................................... 8 4.1.2 迭代计算β值和d 值 (9) 4.1.3 迭代计算 ................................................. 9 4.2 确定压损 ...................................................... 11 4.3 确定节流件的开孔直径20d ....................................... 12 4.4 确定直管段长度对管道粗糙度的要求: ............................. 12 4.5 标准节流装置流量结果不确定度 .................................. 12 第五章 系统的安装及使用说明 . (14) 5.1流量装置和差压计的安装连接系统图 ............................... 14 5.2 元件的安装 .................................................... 14 5.3 使用说明 ...................................................... 14 结 论 ................................................................ 15 参考文献 .. (16)
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告18-19-2 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师： 同组者： 实验三、流量计实验 一、实验目的（填空） 1 2 3 文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。 F1——文丘利流量计；F2——孔板流量计；F3——电磁流量计； C——量水箱；V——阀门；K——局部阻力实验管路 图1-3-1 管流综合实验装置流程图
说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。 另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A ）。 三、实验原理 1．文丘利流量计 文丘利管是一种常用的量测有压管道 流量 的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它1-12 图1-3-2 文丘利流量计示意图 图1-3-3 孔板流量计示意图 3），22 1 2 22 111212()()= 22p p v v h h h z z g g ααγ γ ?=-=+ -+ - 如果假设动能修正系数1210.αα==，则最终得到理论流量为： Q μ= =理
式中 K= μ=，A为孔板锐孔断面面积。 4．流量系数 （1）流量计流过实际液体时，由于两断面测压管水头差中还包括了因黏性造成的水头损失，流量应修正为： Qα = 实 其中 1.0 α<，称为流量计的流量系数。 数 1
2．实验数据记录及处理见表1-3-1。 表1-3-1 实验数据记录及处理表 （4）= 6867.01 cm3/s （5）流量系数：α== = 0.67
简述各种流量计原理及特点（1） 1. 简述 目前工程实际中，流量测量方法及流量仪表的种类繁多，至今为止，可供工业用的流量仪表种类多达数十余种。在流量仪表的家族中，每种产品都有它特定的适用性及使用局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类：按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。 本文简要介绍目前最常用流量计分类法，主要有：差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计质量流量计等分别简述各种流量计的原理及特点。 2. 差压式流量计 差压式流量计是通过安装于是工业管道中流量检测元件产生的差压，将已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计差压式流量计算流量计。 差压式流量计由一次检测件及二次仪表（差压转换器或变送器和流量显示仪表）组成。以检测件形式划分差压式流量计分类，有孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次仪表为各种机械、电子、机电一体式差压式流量计、差压变送器及流量显示仪表。差压式流量仪表是流量仪表大家族中应用最广泛的一中流量仪表，目前国内外已系列化、通用化、标准化，差压式流量计既可单独测量流量参数，也可测量其它参数（压力、物位、密度）等。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水利阻力、动压头式、动压头增益及射流式、以及离心式等几大类。 检测件有标准化型式或非标准两大类。标准型检测元件是以标准文件设计、制造、安装和使用，无需经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。而非标型检测元件一般尚未列入国际标准中检测元件。差压式流量计也是应用最广泛的一种流量仪表，在各种流量计使用量中占据首位。 主要优点是：(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长;(2)应用范围广泛，至今尚无任何一流量计可与之比拟；(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 主要缺点是：(1)测量精度普遍偏低：(2)范围度窄，一般仅3：1～4：1； (3)现场安装条件要求高；(4)压损大（指孔板、喷嘴等）。
专业综合课程设计 课题：流量计检测装置设计 学院：城南学院 班级：机电0701班 指导老师：陈书涵 学号：2007 学生:邹娟 一检测系统背景介绍 流量计广泛应用于工业生产和人民生活当中，但大都存在体积大、精度低、价格贵等缺点．本文设计的电子巴(靶式)智能流量计，于六十年代开始应用于工业流量测量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量，先后经历了气动表和电动表两大发展阶段，SBL系列智能靶式流量计是在原有应变片式靶式流量计测量原理的基础上，采用了最新型电容力传感器作为测量和敏感传递元件，同时利用了现代数字智能处理技术而研制的一种新式流量计量仪 表。其主要由测量管、受力元件(靶片)、感应元件(电容式力传感器，压力传感器，温度传感器)、传递部件、微控制器及其显示和输出部分组成．由于采用了压力工作温度补偿，大大提高了测量精度。
二检测系统设计方案 本作品是一款基于C8051F系列单片机为核心的流量计，给出了硬件组成和软件设计．设计以C8051F单片机为控制模块，选用电子靶式流量传感器，信号调理电路、通信电路、LCD显示等电路．在软件上进行了压力和温度补偿．设计的流量计精度高，抗干扰能力强，使用方便． 三检测系统硬件结构 系统的硬件电路以C8051F206单片机为控制核心，主要有信号的输入通道、微控制器及外围电路、红外通信接口和RS一485通信接口和人机交互界面等部分组成，如图1所示． 图1 以C8051F206单片机为核心的硬件框图 ① C8051F206的A／D转换模块 C8051F206的A／D转换模块是利用C8051F206的片内12位分 辨率的ADC转换模块和可编程增益放大器．当工作在100ksps 的最大采样速率时，提供真正的12位精度和±2 L SB的模数
流量测量原理和分类
流量测量的原理和分类 作者：国电中自文章来源：本站原创点击数：870 更新时间： 2008-5-19 15:02:08 流量测量的原理和分类 1.流量测量原理可分为哪几类？ 答：流量测量按照测量原理可分为以下几类： ⑴差压式流量计。包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。 ⑵椭圆齿轮流量计。 ⑶漩涡流量计。 ⑷超声波流量计。 ⑸靶式流量计。 ⑹电磁流量计。 ⑺涡轮流量计。 ⑻均速管流量计。（阿纽巴流量计） 2.电容式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型） 答：电容式变送器的敏感元件为电容，当有差压输入时，连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移，改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路，转换成二线制输出的4～20mA直流信号。
3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么？ 答：被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换成4～20mA的直流电流输出，电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力，当作用力与反馈力达到平衡时，杠杆系统就停止偏转，此时的电流即为变送器输出电流，它与被测流量成正比。 4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么？（其代表为ST-3000智能变送器） 答：当被测差压作用到传感器上，其阻值即发生变化。阻值变化通过电桥转换成电信号，再经过模/数（A/D）变换器送入微处理器。同时，环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号，再经模/数（A/D）变换器送入微处理器。经微处理器运算处理后送至（D /A）变换器输出4～20mA的DC模拟信号或4～20mA的DC数字信号。 5.双波纹管流量计的工作原理是什么？ 答：双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的，当正负压室产生差压后，处于正压室中的波纹管被压缩，填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管，从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动，使量程弹簧产生相应的拉伸，直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。此时，系统在新的位置上达到平衡，由连接轴产生的位移量，通过扭力管转换成输出转角，因其转角与差压成正比，故可用转角大小表示差压高低，用特定刻度盘就可以显示其流量。
流量检测装置设计说明书 一、装置需求： 1. 100点流量差压信号的采集。用键盘输入流量系数，输入时可显 示； 2.范围0-1000l/min,采集周期0.5s,信号4-20mA，分辨力0.1%； 3.要求运用数字滤波（方法自选）； 4.计算瞬时流量（l/min）、累计流量（m3/h）,并显示； 5.操作人员可随时修改流量系数和切换显示内容（瞬时/累计流量）。 二、设计说明书要求： 1.系统构成框图及构成说明，包括主要部件的选型及依据； 2.DSP与A/D转换芯片连接的电原理图； 3.程序框图，包括主要流程； 4.采集、数字滤波、流量计算程序清单。 三、差压式流量计基本理论 1.节流装置工作原理 差压式流量计是根据伯努力方程和流体连续性原理用差压法测量流量的，其节流装置工作原理如图1所示，在横截面H处：流体的平均流速是v 1 ，密度是 ρ 1，横截面积是A 1 ；在横截面L处：流体的平均流速是v 2 ，密度是ρ 2 ，横截面 积是A 2 。
图1 差压流量计工作原理图 根据流体流动连续性原理有如下关系式： v 1·A 1·ρ1=v 2·A 2·ρ2 （1） 如果流体是液体，可认为在收缩前、后其密度不变： ρ1＝ρ2＝ρ （2） 根据瞬时流量的定义，即单位时间内流体流经管道或明渠某横截面的数量，所以液体的体积瞬时流量： 2211A v A v q v ?=?= （3） 根据伯努利方程（能量守恒定律），在水平管道上Z1＝Z2，则有如下关系式： 2 2 2 2 222 111v P v P ρρ+ =+ （4） 应用伯努利方程和流动连续性原理，在两个横截面上压力差则有如下关系式： )(2 212 221v v P P P -= -=?ρ （5） 将（3）代入（5）式，并整理，则得： 2 221 2])( 1[2 v A A P -= ?ρ （6） 由于4 2 1D A ?= π， 4 2 2d A ?= π， 定义直径比D d = β， 其中d 为工作状况下节流件的等效开孔直径，D 为管道直径，则得到： 222 4 )1(2A q P v βρ -=? （7）
流量计性能测定实验报告 篇一：孔板流量计性能测定实验数据记录及处理篇二：实验3 流量计性能测定实验 实验3 流量计性能测定实验 一、实验目的 ⒈了解几种常用流量计的构造、工作原理和主要特点。 ⒉掌握流量计的标定方法（例如标准流量计法）。 ⒊了解节流式流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律，流量系数C的确定方法。 ⒋学习合理选择坐标系的方法。 二、实验内容 ⒈通过实验室实物和图像，了解孔板、1/4园喷嘴、文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。 ⒉测定节流式流量计（孔板或1/4园喷嘴或文丘里）的流量标定曲线。 ⒊测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。 三、实验原理 流体通过节流式流量计时在流量计上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为： 式中： 被测流体(水)的体积流量，m3/s； 流量系数，无因次；
流量计节流孔截面积，m2； 流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa ； 被测流体(水)的密度，kg／m3 。 用涡轮流量计和转子流量计作为标准流量计来测量流量VS。每一 个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P和流量Vs绘制成一条曲线，即流量标定曲线。同时用上式整理数据可进一步得到C—Re关系曲线。 四、实验装置 该实验与流体阻力测定实验、离心泵性能测定实验共用图1所示的实验装置流程图。 ⒈本实验共有六套装置，流程为：A→B(C→D)→E→F→G→I 。 ⒉以精度0.5级的涡轮流量计作为标准流量计，测取被测流量计流量（小于2m3/h流量时，用转子流量计测取）。 ⒊压差测量：用第一路差压变送器直接读取。 图1 流动过程综合实验流程图 ⑴—离心泵；⑵—大流量调节阀；⑶—小流量调节阀； ⑷—被标定流量计；⑸—转子流量计；⑹—倒U管；⑺⑻⑽—数显仪表；⑼—涡轮流量计；⑾—真空表；⑿—流量计平衡阀；⒁—光滑管平衡阀；⒃—粗糙管平衡阀；⒀—回流阀；⒂—压力表；⒄—水箱；⒅—排水阀；⒆—闸阀；⒇—
流量检测电路设计课程设计
第一章 流量测量装置单元 1.1节流装置 节流变压降流量计的工作原理是，在管道内装入节流件，流体流过节流件的时候流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定的形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管段情况，一定参数的流体，节流见前后的差压随流量的改变而改变俩者之间有确定的关系，因此可一通过差压来测量流量。 节流件常用的有孔板和喷嘴，本实验中采用孔板。节流式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流装置及测量差压并显示流量的差压计组成． 标准节流装置包括节流件及其取压装置、节流件上游侧第一个阻力件、第二个阻力件、下游侧第一个阻力件以及在它们之间的直管短段，节流装置如图1-1所示。 图1-1整套节流装置 示意 1.2 节流件安装 标准孔板的开口直径d 是一个重要的尺寸，应实际测量，孔板的安装要求如下： （1）节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。 （2）安装节流件用得直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正稀疏。 （3）为保证流体的流动在节流件前1D 出形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种分布成均匀的轴对称形，所以
1）直管段必须是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严格，并且有一定的圆度指标。具体衡量方法： （A）节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值，取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0。3% （B）在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，任意单测值与D比较，其最大偏差不得超过±2% 2）节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关，见表1（β=d/D, d为孔板开孔直径，D为管道内径）。（4）节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不论实际β值是多少）取表一所列数值的1/2 （5）节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时，则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D（15D）若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的最小直管段长1外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D（15D）。 1.3 取压方式 取压方式采用法兰取压装置，法兰取压装置如图1-2所示，孔板夹在俩个特质的法兰之间，其间加俩片垫片，厚度不超过1mm，上游取压中心线与节流装置的距离l=25.4mm下游取压中心线与节流装置的距离l=25.4mm，取压孔必须符合单独钻孔取压的全部要求，取压孔中心线必须与管道中心线垂直。 图1-2 法兰取压
几种常用流量计的基础知识 流量测量是四大重要过程参数之一（其他的是温度、压力和物位）。闭合管道流量计以其采用的技术分类，如下： 差压流量计(DP) 这是最普通的流量技术，包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。DP流量计没有移动部分，应用广泛，易于使用。但堵塞后，它会产生压力损失，影响精确度。流量测量的精确度取决于压力表的精确度。 容积流量计(PD) PD流量计用于测量液体或气体的体积流速，它将流体引入计量空间内，并计算转动次数。叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。PD流量计的精确度较高，是测量粘性液体的几种方法之一。但是它也会产生不可恢复的压力误差，以及需装有移动部件。 涡轮流量计 当流体流经涡轮流量计时，流体使转子旋转。转子的旋转速度与流体的速度相关。通过转子感受到的流体平均流速,推导出流量或总量。涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。像PD流量计，涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差，也需要移动部件。 电磁流量计 具有传导性的流体在流经电磁场时，通过测量电压可得到流体的速度。电磁流量计没有移动部件，不受流体的影响。在满管时测量导电性液体精确度很高。电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。 超声流量计 传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法，用以测量流体的平均速度。像其他速度测量计一样，是测量体积流量的仪表。它是无阻碍流量计，如果超声变送器安装在管道外测，就无须插入。它适用于几乎所有的液体，包括浆体，精确度高。但管道的污浊会影响精确度。 涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,游涡的速度与流体的速度成一定比例，从而计算出体积流量。涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。它没有移动部件，也没有污垢问题。涡街流量计会产生噪音，而且要求流体具有较高的流速，以产生旋涡。 热质量流量计 通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。热式质量流量计没有移动部件或孔，能精确测量气体的流量。热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一，也是少数用于测量大口径气体流量的技术。 科里奥利流量计 这种流量计利用振动流体管产生与质量流量相应的偏转来进行测量。科里奥利流量计可用于液体、浆体、气体或蒸汽的质量流量的测量。精确度高。但要对管道壁进行定期的维护，防止腐蚀。
流量计实验报告
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师：李成华 同组者： 实验三、流量计实验 一、实验目的（填空） 1．掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途； 2．测定孔板流量计的流量系数 ，绘制流量计的校正曲线； 3．了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握其使用方法。 二、实验装置 1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称： 本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。
F1——文丘里流量计；F2——孔板流量计；F3——电磁流量计；C——量水箱；V——阀门；K——局部阻力实验管路 图1-3-1 管流综合实验装置流程图
说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。 另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。 三、实验原理 1．文丘利流量计 文丘利管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，就可计算管道的理论流量Q ，再经修正得到实际流量。 2．孔板流量计 如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，可计算管道的理论流量
《传感器技术及应用》课程设计说明书 课设题目流量检测系统班级 姓名 学号 指导教师 时间
摘要 流量是三大工业过程控制量之一，流量计量直接关系到国家利益和国计民生。电磁流量计因测量时不受被测介质的温度、粘度、密度等影响，应用领域非常广泛。因此，设计一个流量检测系统。 设计的流量检测系统以AT89C51单片机为核心，管道流量的检查采用电磁流量计，电磁流量计输入4～20mA的电流信号，通过I/A转为0～5V的电压信号，经AD转换送与单片机转换为流量数据，在液晶屏幕LCD1602中显示。 该流量检测系统可检测小口径管道流量,因不受流体材料的限制，常应用于食品工业。 关键词：电磁流量计，AT89C51单片机
目录 一、绪论 1.1课题开发的背景和现状 1.2课题开发的目的和意义 1.3课题技术性能指标 二、流量计种类选择方案 三、系统总体方案设计 四、主要器件的方案选择 4.1、HR-LDG系列电磁流量传感器 4.2、单片机的方案选择 五、模块电路的设计 5.1、MCU主控电路 5.2、LCD1602液晶显示电路 5.3、电流/电压转换电路 5.4、A/D转换电路 5.5、电源模块 六、电磁流量计安装时注意事项 七、系统软件开发流程及代码分析 八、设计总结 九、参考文献 附录 1、总电路图 2、元器件清单
一、绪论 1.1课题开发的背景和现状 工业生产中过程控制是流量测量和仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测与控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。 例如：在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量收起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中流量蠩涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别训。此外，在环境保护领域，流量测量仪表也分演着重要角色。人们为了控制大气的污染，必须对污染大气的烟气以及其分温室气体排放进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测理对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行仿真与试验，流量计在现代家业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也有广泛的应用。 1.2课题开发的目的和意义 在现代工业生产过程自动化中，流量是重要的过程参数之一。流量是衡量设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优控制。同时为了进行经济核算，也必须知道如一个班组流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。 例如：由于石油是重要的能源，无论上从节约能源的角度，还是从经济性角度来看,对于流量的精确控制都是十分必要的，所产生的经济效益也是十分明显的。在自来水的监测与流量控制中，应用高精度的流量计量与控制仪表也是必须的，所带来的经济效益是十分巨大且显而易见的。 开展石油化工过程流程模拟、先进控制与过程优化技术的研究与应用具有十分重要的现实意义，是当前国内外石油化工界广泛关注的一个话题。自动化技术可以提高计量准确度、数据可靠性和及时性，为优化生产运行、核算经济效益、