浅谈蒸汽流量的测量1
按照测量原理来说，我们的流量计实际上只能测量当前工况下流体流过的体积，所以这个情况对我们不实用。
我们实际上使用的时候，是想测量流过多少质量的流体。而蒸汽在不同的压力和温度下，密度变化很大，所以就要在测量蒸汽流过多少体积的同时要测量压力和温度。只有时刻了解蒸汽的密度才可以，准确测量出蒸汽的质量。
1.所谓补偿，就是根据流体的温度和压力数据来计算出流体的密度，从而根据测量出来的流体体积，计算出流体质量。
至于水蒸汽的补偿，如果水蒸汽是饱和蒸汽就要进行压力或者温度补偿（温度补偿和压力补偿各选其一）。如果是过热蒸汽则要进行温压补偿（温度补偿和压力补偿同时进行）。
2. 注意一点，在水蒸汽的分类中，饱和蒸汽和过热蒸汽，千万不能弄错，因为饱和蒸汽的密度是高于过热蒸汽的，在仪表的选择和设置时一定要注意。一旦在这个地方搞错，会造成严重的经济损失。
3.当然也有一些仪表，不必区分水蒸汽是饱和蒸汽还是过热蒸汽，因为它们除了接测量流量的装置外，同时也接有测量温度和压力的装置，比如蒸汽流量积算仪，就是在接受差压信号的同时接受压力和温度信号，再进行在线温压补偿修正，算出实时质量流量。
关于蒸汽流量的测量 1 引言 在计量工作中，蒸汽流量测量不准确是普遍存在的问题，其中主要原因分析如下。 1.1 过热蒸汽 蒸汽是比较特殊的介质，一般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中绝不含液滴或液雾，属于实际气体。过热蒸汽的温度和压力参数是两个独立参数，其密度应由这两个参数决定。 过热蒸汽在经过长距离输送后，随着工况（如温度、压力）的变化，特别是在过热度不高的情况下，会因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态，转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。饱和蒸汽突然大幅度减压，液体出现绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽，这样就形成汽液两相流介质。 1.2 饱和蒸汽 未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。它是无色、无味、不能燃烧又无[wiki]腐蚀[/wiki]性的气体。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以“x”表示。 (3) 准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，一般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确的测量。 2、测量的分析 目前使用流量仪表测量蒸汽流量，测量介质都是指单相的过热蒸汽或饱和蒸汽。对于相流经常变化的蒸汽，肯定会存在测量不准确的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，例如加强蒸汽管道的保温措施，减少蒸汽的压力损失等，以提高测量的准确度。然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测量不准确的问题，解决这一问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。 用于检测气体流量的流量计种类很多，以速度式和容积流量计使用最普遍，它们的共同特点是只能连续测定工况下的体积流量，而体积流量又是状态的函数，工作状态下的体积流量不能确切的表示实际流量，工程上一般都以标准状态体积流量或质量流量表示。所谓标准状态体积是0℃、1个标准大气压下的气体体积或20℃、1个标准大气压下的体积。以质量流量为计量单位的情况，目前使用不多。采用刻度气体流量计时，选定气体正常温度、压力为设计条件，将设计状态下的体积流量折算为标准体积流量或质量流量，其折算系数中含有气体密度的因素，当气体介质的工作状态偏离设计状态，流量示值将产生误差。此外气体介质的组成、含量或温度的变化，对流量测量也产生影响，所以蒸汽流量的测量更需要采取补偿措施，并且因蒸汽的状态变化补偿因素也比较复杂。 过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定，而且在参数的不同范围内，密度的表达形式也不相同，无法用同一通式表示，所以不能获得统一的密度计算公式，只能个别推导求得温度、压力补偿公式。在温度、压力波动范围较大的场合，除进行温度、压力补偿外，还需要考虑对气体膨胀系数ε的补偿。 无论采用何种流量计检测饱和蒸汽的流量，在蒸汽压力波动的条件下工作，必须采取压力补偿措施，这是因为在流量方程中，都含有蒸汽密度的因素，工作条件和设计条件不一致时，读数会产生误差，误差的大小和工作压力和设计压力偏差的大小有关，P实＞P设将出现负误差，否则将出现正误差。蒸汽的干度条件是关系到能否准确计量蒸汽流量的重要条件，目前正在研制在线蒸汽干度检测仪表，待干度仪表使用于蒸汽流量计量和补偿系统，必将进—步提高计量的准确性。目前应采取以下三项措施：
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，
中南大学 仪器与自动检测实验报告 冶金科学与工程院系冶金专业班级 姓名学号同组者同班同学 实验日期2013 年 4 月 08 日指导教师 实验名称：流量计性能测试实验 一、实验目的 1．掌握流量计性能测试的一般实验方法； 2．了解倒U型压差计的使用方法； 3．应用体积法，测定孔板流量计、文丘里流量计的标定曲线; 4．验证孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数C0与雷诺数Re的关系曲线。 二、实验原理 流体流过孔板流量计或文丘里流量计时，都会产生一定的压差，而这个压差与流体流过的流速存在着一定的关系。 1．孔板流量计或文丘里流量计的标定 流体在管内的流量可用体积法测量： V= a·?h /τ(1) 式中：V——管内流体的流量，L/s； a——体积系数，即计量筒内水位每增加1cm所增加的水的体积，本实验中a=0.6154 L/cm；
?h ——计量筒液位上升高度，?h = h1- h0，cm ； h1——计量筒内水位的初始读数，cm ； h0——计量筒内水位的终了读数，cm ； τ ——与?h 相对应的计量时间，s 。 测出与V 相对应的孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数R ，即可在直角坐标纸上标绘出对应流量计的V ～R 标定曲线。 其中， R ——孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数，cm 。 2．孔流系数C0与雷诺数Re 关系测定 流体在管内的流量和被测流量计的压差R 存在如下的关系： 3 00102??? ?=ρ P C A V (2) 其中，2 10-???=?g R P ρ （3） 2 00102??= Rg A V C (4) 式中： A0——孔板流量计的孔径（或文丘里流量计喉径）的截面积，m2，本实验中孔板孔d0=17.786mm ，文丘里流量计喉径d0=19.0mm ； C0——孔板流量计（或文丘里流量计）的孔流系数； g ——重力加速度，g=9.807m/s2。 又知 μ ρ du = Re （5） 式中： Re ——雷诺数； d ——水管的内径，m ，本实验中d =0.0238m ； ρ—— 流体的密度，kg/m3； μ—— 流体的粘度，Pa ·s 。 u ——水管内流体流速，m/s,
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。
孔板流量计测饱和蒸汽时积算仪参数如何设置 孔板流量计是将标准孔板与多参量差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。 孔板流量计接上信号线、电源线；开启进口、出口阀门，进出口阀门开度要一致；打开不锈钢三阀组平衡阀，缓慢开启孔板高低压端的阀门，待流体通过流量计后关闭不锈钢三阀组平衡阀即可。 流量积算仪可对各种液体、蒸汽、天然气、一般气体等流量参数进行测量显示、累积计算、报警控制、变送输出、数据采集及通讯。 饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于孔板流量计测饱和蒸汽时积算仪参数如何设置 蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。 孔板流量计测饱和蒸汽时积算仪参数如何设置？孔板测饱和蒸汽，温度和压力补偿密度，要求瞬时流量和压力自动循环显示，输出4～20mA.，供需双方商定用户汽量在流量低于1t/h 时按1t/h计量，流量高于40t/h时多出部分按1.5倍计量，在不用蒸汽时不计量。用户需提供的参数举例说明如下： 差压变送器(4～20mA.) 量程为60kPa 压力变送器(4～20mA.) 量程为2MPa 工作压力为1.3MPa(表压) 温度变送器(4～20mA.) 量程为300℃工作温度为195.04℃ 工作密度为7.1062 kg/m3 最大流量为50t/h 1、流量系数K计算： 如已有设计数据则无需计算，否则按如下公式计算：F=K×(dP×ρ)1/2，
蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型 4.1 热蒸汽计量的补偿 在蒸汽的计量上，密度虽然也是温度、压力的函数，但不再遵循理想气体状态方程，且在不同压力、温度区间，函数关系不同，很难用一个简单的函数关系式表示，因此着重论述一下常用水蒸气密度的确定方法 4.1.1. 密度的确定： 工程上应用的水蒸气大多处于刚刚脱离液态或离液态较近，它的性质与理想气体大不相同，应视为实际气体。水蒸气的物理性质较理想气体要复杂的多，故不能用简单的数学式加以描述；所以，在以往的工程计算中，凡涉及水蒸气的状态参数数值，大都从水蒸气表中查出。把水蒸汽状态参数表装入仪表内存中，数据量很大。 随着电子技术的发展，计算机（或单片机）已广泛应用于流量测量仪表中，其存储能力、快速计算能力为准确、快速的确定水蒸气的密度提供了有力的手段。 现在介绍在二次仪表中常用的水蒸气密度的确定方法。 4.1.1.1. 查表法：把水蒸气密度表装入计算机中，根据工况的温度、压力，从表中查出相应的密度值。 4.1.1.2. 计算法： ◆自己拟合公式（或者出版物给出的公式） ◆乌卡诺维奇公式 ◆ IFC1967公式 而目前，我们在用的拟合公式为： (1) 式中： t－温度，℃； P－表压，Mpa； 蒸汽实际工况条件为： 工作压力变化范围：0.1～1.1MPa 672
工作温度变化范围：160～410℃ 取特殊点对公式（1）验证 1) p=0.2 MPa、t=160℃ 查表得ρ＝1.01626kg/m3 2) p=0.5Mpa、t=200℃ 查表得ρ＝2.35294kg/m3 3) p=0.8 MPa、t=250℃ 查表得ρ＝3.41064kg/m3 4) p=1.1 MPa、t=400℃ 查表得ρ＝3.59454kg/m3 通过以上计算，我们目前采用的密度补偿公式的计算误差太大，不能满足计量仪表的要求。如果在计算过程中将温度单位按热力学温度K来计算，就无从谈起其精度了。我部的能源计量绝大部分已进入微机网络，因此，理想的是采用“IFC1967公式”(见附录)。 4.1.2. 比较 查表法：根据“IFC1967公式”制定的数表，考虑了各个不同区域的特性，它是最完整的、最全面的。但它数据量大，占了大量的空间，应用数表要首先判断是饱和蒸汽还是过热 673
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
蒸汽测量选什么流量计？蒸汽在工业生产中应用广泛，是通过锅炉将水加热变为蒸汽，取的蒸汽需要水和燃烧油，煤，电，气等燃料，一方面企业需要对产生蒸汽，消耗蒸汽量以及消耗燃料进行考核，另一方面购买蒸汽方需要知道他们买多少蒸汽用掉多少蒸汽来考核生产成本。可以测量蒸汽的流量仪表主要有孔板，涡街，弯管，涡街在测量准确度优于孔板，在体格上优于孔板和弯管，所以一般都会选涡街流量计作为计量仪表。 下面我们先来介绍一下蒸汽种类，蒸汽的分类为：饱和蒸汽，过热蒸汽。什么是饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。什么是过热蒸汽：如果把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。 蒸汽测量为什么选涡街流量计？首先我们先来介绍一下涡街流量计优点:(1) 涡街流量计无可动部件，测量元件结构简单，性能可靠，使用寿命长。(2)涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1：10。(3)涡街流量计的体积流量不
蒸汽流量测量的常用方法 提 要：叙述目前蒸汽流量测量中使用最广泛的差压式流量计和涡街流量计工作原理及应用，并对标准节流装置差压式流量 计存在的范围度较窄的缺陷进行分析，介绍一体化双量程差压流量计和线性孔板差压流量计工作原理、特点和现场使用。重点强调C 在线补偿、1ε在线校正和防止差压信号传递失真的意义。 关键词：蒸汽 流量测量 差压式流量计 双量程流量计 线性孔板 涡街流量计 蒸汽是工业生产和采暖制冷各行各业使用最为广泛的载热工质，是重要的二次能源，蒸汽流量的测量量大面广，对加强管理、公平贸易、节约能源、提高经济效益等方面都有重要意义。蒸汽流量测量方法如果按工作原理细分，可分为直接式质量流量计和推导式（也称间接式）质量流量计两大类。前者直接检测与质量流量成函数关系的变量求得质量流量；后者用体积流量计和其他变量测量仪表，或两种不同测量原理流量计组合成的仪表，经计算求得质量流量。 现在人们广泛使用的蒸汽质量流量计绝大多数仍为推导式。其中,以节流式差压流量计和涡街流量计为核心组成的蒸汽质量流量计是主流，这两种方法有各自的优点和缺点，而且具有良好的互补性。在差压式流量计中，线性孔板以其范围度广，稳定性好的优势占有一定市场份额。双量程差压流量计也因其简单、便宜，范围度得以扩展而得到推广。除此之外，科氏力质量流量计、均速管流量计、超声流量计等在蒸汽流量测量中也有应用。 1 用标准节流装置差压流量计测量蒸汽质量流量 节流式差压流量计的一般表达式为[1] （1） 式中 q m ── 质量流量，kg / s ； C ── 流出系数； β ── 直径比，β= d / D ； D ── 管道内径，m ； ε1 ── 节流件正端取压口平面上的可膨胀性系数； d ── 工作条件下节流件的开孔直径，m ； Δp ── 差压，P a ； ρ1 ── 节流件正端取压口平面上的流体密度，kg / m 3。 在式（1）中，β和d 为常数，因此式可简化为 （2） 从式（2）可清楚看出，仪表示值同ρ1密切相关。而蒸汽工况（温度t ，压力p ）的变化，必然使ρ1产生相应的变化。因此，差压式流量计在对差压进行测量的同时，必须对蒸汽密度进行直接或间接的测量。 在实际应用系统中，常用测量点附近的流体温度、压力，经查表和计算后求得相应的密度，再经演算求得瞬时质量流量，通常称作温度、压力补偿。由于水蒸气的性质和特点，在过热状态和饱和状态时可有不同的补偿方法。 （1）过热蒸汽质量流量测量 当流体为过热蒸汽时，ρ1取决于流体压力p 1和流体温度t 1。图1所示为测量系统图。 （2） 饱和蒸汽质量流量测量 12 14241ρπεβ??????=p d C q m p kC q m ??=11ρε
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）。
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)
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。
课程实验报告 学年学期 2012—2013学年第二学期课程名称工程水文学 实验名称河道测深测速实验 实验室北校区灌溉实验站 专业年级热动113 学生姓名白治朋 学生学号 2011012106 任课教师向友珍李志军 水利与建筑工程学院
1 实验目的 （1）了解流速仪的主要构造及其作用、仪器的性能。 （2）掌握流速仪的装配步骤与保养方法。 （3）了解流速仪测流的基本方法。 2 实验内容 LS25-3C型旋浆流速仪是一种新改型仪器，采用磁电转换原理，无触点式测量，信号采集数多，灵敏度高，防水，防沙性能好，仪器结构紧凑，是一种大量程的流速仪。适用于一般河流，水库、湖泊、河口、水电站、溢港道等高、中、低流速测量。配用HR型流速测算仪。 2.1 主要技术指标 （1）测速范围： V＝0.04-10 m／s （2）仪器的起转速： Vo≤0.035 m／s （3）临界速度： Vk≤0.12m／s （4）每转四个信号 （5）旋浆水力螺距： K=250mm(理论) （6）检定公式全线均方差：M≤1.5％ （7）信号接收处理：HR型流速仪测算仪(适应线性关系) （8）测流历时： 20s、50s、l00s或1~999s任意设置 （9）测量数位：四位有效数 （10）显示查询方式：显示内容有时间、K值、C值、历时T、流速V、信号数等。 （11）参数设置及保存：可调校时间及设置K、C、T值等参数，设置后参数在掉电状态能长期 2.2仪器结构 本仪器按工作原理可分为：感应，传信，测算，尾翼部份。仪器测流时的安装方式有悬杆，转轴和测杆等几种。 （1）感应部份为一个双叶螺旋浆，安装于支承系统上灵敏地感应水流速度的变化。旋浆的转速与水流速度之间的函数关系由流速仪检定水槽实验得出。 （2）传信部份由磁钢，接收电子器件一霍尔传感器构成，浆叶旋转带动磁钢转动。 （3）HR型流速测算仪控制板由89CXX系列单片机及有关电路组成，液晶显示采用的是二线式串行
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
受控编号：ZHJC/GL021 No: 实验报告 监测项目：地表水流量的测定 监测分析方法：流速仪法 郑州市环境保护监测中心站 2012年2 月1 日
监测科室：现场监测室实验人员： 审核人员：
地表水流量的测定 本方法采用流速仪法《水和废水监测分析方法》国家环境保护总局，2002年，第四版。 1、方法原理 螺旋桨测流仪是利用电磁感应技术和具有瞬时和平均流速锁定功能。采用螺旋桨测量流速，螺旋桨上的磁介质在旋转时产生电子脉冲，电子脉冲经导线传输到手柄顶部的读数表中，经放大和转换处理后，在读数表的LCD 显示屏上，显示流体的瞬时流速和最大、最小流速。 2、仪器与试剂 使用的仪器型号是流速仪（LS10），仪器经计量部门鉴定合格，且在有效期内。 3、实验条件 在中牟陈桥断面处，现场进行流量的测定。 4、实验步骤 2011年9月5日对中牟陈桥断面处进行流量的测定。去往中牟陈桥断面之前，已确定仪器完好。选择测量断面，断面为矩形，宽35米，水深1米，截面积是35平方米。按开关打开仪器，进入测量状态。将流速仪浸入水中，待读数稳定后记录数值，平行测定3次。为了避免污染，测量后用去离子水仔细冲洗干净保存。
5、实验结果 表1 监测原始数据一览表 测量流量的平均值是22.23，标准偏差s=0.06 ， 相对标准偏差RSD=0.27% ； 6、结果与讨论 通过对中牟陈桥断面流量的检测，进一步规范了仪器的正确使用，以及监测原始数据的处理。流量监测值数据准确，为监测工作提供了可靠依据。 7、结论 根据结果讨论，本站开展流量的测定方法可行，结果可靠。 8、参考文献 流速仪法《水和废水监测分析方法》国家环境保护总局，2002年，第四版。
蒸汽流量计使用条件及典型安装 安装使用流量计时，确保流量计的精度和寿命，必须按照安装说明书中规定的各项条款使用。 1.流量计必须安装在水平管道上，蒸汽流量计进口前要有>10D的直管段，出口后要有>5D 的直管段，管道内径与流量计的公称直径相同。 2.当实际管道直径与流量计的公称直径不一致时，除在流量计进、出口安装所要求的直管段外，应安装喇叭管，进行过渡连接。 3.蒸汽流量计安装时，必须使指示器处于管道的下方，使流量计千锤轴线与地面垂直度<±5°,否则影响测量精度。 4.流量计必须安装在疏水器的下方，以排除液相水。 5.为了便于读数，可取下指示器与阻尼器连接的2个螺栓，将指示器转90°或180°，置表盘容易读数的位置。 6.在流量计进口测量直管段上，须安装压力表以检测流经管道的蒸汽工作压力。 7.记数指示表头在流量计的下部，同蒸汽管道保持垂直。 8.在流量计的入口处加装蒸汽过滤器，管道上应安装一块压力表，以指示流量计前蒸汽压力：如测过热蒸汽，还需在进口处安装温度计。9.当蒸汽管道内径与流量计公称直径不符时，只要流量计的流量范围可以满足需要，可在保证流量计前后直管段条件下装渐缩（扩）管。 10.通烝汽时，应缓慢打开流量计前后管道阀门，以免瞬时流量过大，损坏流量计，当指针不停地旋转时，说明流量计已正常运转，同时检查一下工作压力和压力标尺，是否一致 12.如一致，即可投入使用。可通过计时计算出瞬时流量，以便检查选用的 蒸汽流量计的选型标准和技术资料 随着情况的变化，蒸汽流量计的过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽，形成汽液两相流介质。对于相流经常变化的蒸汽，使用目前流量仪表流量，肯定会存在测不准的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，蒸汽流量计采用卡门涡街原理制造，具有测量精度高、量程宽、功耗低、安装方便、免现场调试等优点，是目前比较理想的蒸汽计量仪表。 1.蒸汽流量计的安装条件是肯定安装在水平的管道上.而且流量计的指示器必须处于管道的下方,这样就要求管道不能紧贴地面必须为流量计的指示器的安装留有空间. 2.蒸汽流量计的垂直度与地面的铅垂轴线要小于8度,否则容易影响测量精密度,流量计蒸汽进口前要有超过8d的直管段,出口后最好要有超过2d的直管段. 3.管道的内径应与流量计的公称直径相同,当确切使用的流量计与管道直径的公称不一致时,除了在蒸汽流量计的进出口前后安装所需的前后直管段外,可根据实际管道直径加装
《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、
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V S。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V s 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—截止阀；a—出口压力取压点；b—吸入压力取压点；1-1’—流量计压差；2-2’—光滑管压差；3-3’—粗糙管压差；4-4’—闸阀近点压差； 5-5’—闸阀远点压差；6-6’—截止阀近点压差；7-7’—截止阀远点压差；J-M—光滑管；K-L—粗糙管