知识点1-6流量测量
1．学习目的
流体的流量是化工生产和科学实验过程中的重要参数之一。通过本知识点学习，要学会根据工艺要求和流体性质选用适宜的流量计并进行流量测量。
重点了解流体流动守恒原理在流量测量中的应用。
2．本知识点的重点
根据流体流动时各种机械能互相转换关系而设计的流速计与流量计分为两大类，即
差压（定截面）流量计，包括测速管（毕托管）、孔板流量计、文丘里流量计等，除测速管测定管截面上的点速度外，其余均测得平均速度。
截面（定压差）流量计（即转子流量计），直接测得流体的体积流量。
要求掌握各种流量计的工作原理、选型和流量计算方法，并了解各种流量计的优缺点、适用场合及安装注意事项。
3．本知识点的难点
本知识点无难点，但要注意流量计下游压强不得低于操作温度下的饱和蒸汽压。
4．应完成的习题
1-20．在φ38×2.5mm的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4mm，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法，用U管压差计测量孔板两测的压强差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。现测得U管压差计的读数为600mm，试计算管中甲苯的流量为若干kg/h？
[答：5427kg/h]
1-21．用φ57×3.5mm的钢管输送80℃的热水（其饱和蒸汽压为47.37kPa、密度为971kg/m3、粘度为0.3565mPa·s），管路中装一标准孔板流量计，用U形管汞柱压差计测压强差（角接取压法），要求水的流量范围是10~20m3/h，孔板上游压强为101.33kPa（表压）。试计算：
（1）U形管压差计的最大量程Rmax；
（2）孔径d0；
（3）为克服孔板永久压强降所消耗的功率。
当地大气压强为101.33kPa。
[答：（1）1.254m；（2）d0=25.5mm；（3）N e=616W]
1-22．某转子流量计，出厂时用标准状况下的空气进行标定，其刻度范围10~50m3/h，试计算：
（1）用该流量计测定20℃的CO2流量，其体积流量范围为若干？
（2）用该流量计测定20℃的NH3气流量，其体积流量范围为若干？
（3）现欲将CO2的测量上限保持在50m3/h应对转子作何简单加工？
当地的大气压为101.33kPa。
[答：（1）8.4~42.0m3/h；(2)13.5~67.6 m3/h；(3)顶端面积削小使A R2=1.19A R1]
差压式流量计又称定截面流量计，其特点是节流元件提供流体流动的截面积是恒定的，而其上下游的压强差随着流量（流速）而变化。利用测量压强差的方法来测定流体的流量（流速）。
（一）测速管（测速管动画）
测速管又称皮托（Pitot）管，这是一种测量点速度的装置。它由两根弯成直角的同心套管所组成，外管的管口是封闭的，在外管前端壁面四周开有若干测压小孔，为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减少涡流。测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上，并使其管口正对着管道中流体的流动方向，外管与内管的末端分别与液柱压差计的两臂相连接。
当流体流近测速管前端时，流体的动能全部转化为驻点静压能，故测速管内管测得的为管口位置的冲压能（动能与静压能之和），即
测速管外管前端壁面四周的测压孔口测得的是该位置上的静压能，即
如果U形管压差计的读数为R，指示液与工作流体的密度分别为ρA与ρ。则R与测量点处
的冲压能之差相对应，于是可推得
（1-61）式中
C――流量系数，其值为1.98~1.00，常可取作“1”。
若将测速管口放在管中心线上，测得u max，由Re max可借助图1-18确定管内的平均流速u。
应用注意事项：测量时管口正对流向；测速管外径不大于管内径的1/50；测量点应在进口段以后的平稳地段。
测速的优点是流动阻力小，可测速度分布，适宜大管道中气速测量。其缺点是不能测平均速度，需配微压差计，工作流体应不含固粒。
（二）孔板流量计（孔板流量计动画）
孔板流量计是一种应用很广泛的节流式流量计。在管道里插入一片与管轴垂直并带有通常为圆孔的金属板，孔的中心位于管道中心线上，如图1-50所示。这样构成的装置，称为孔板流量计。孔板称为节流无件。
当流体流过小孔以后，由于惯性作用，流动截面并不立即扩大到与管截面相等，而是继续收缩一定距离后才逐渐扩大到整个管截面。流动截面最小处（如图中截面2-2’）称为缩脉。流体在缩脉处的流速最高，即动能最大，而相应的静压强就最低。因此，当流体以一定的流量流经
小孔时，就产生一定的压强差，流量愈大，所产生的压强差也就愈大。所以根据测量压强差的大小来度量流体流量。
假设管内流动的为不可压缩流体。由于缩脉位置及截面积难以确定（随流量而变），故在上游未收缩处的1-1’截面与孔板处下游截面0-0’间列柏动利方程式（暂略去能量损失），得：
对于水平管，Z1=Z0，简化上式并整理后得
（1-62）
流体流经孔板的能量损失不能忽略，故式1-62应引进一校正系数C1，用来校正因忽略能量损失所引起的误差，即
（1-62a）
工程上采用角接取压法（如图所示）测取孔板前后的压强差（p a-p b）代替（p1-p0），再引进一校正系数C2，用来校正测压孔的位置，则
（1-62b）
由连续方程式:
由静力学方程式:
则得
（1-63）
式1-63就是用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速u0的公式。若以体积或质量流量表达，则为
（1-64）
（1-65）
各式中的C0为流量系数或孔流系数，无因次。由以上各式的推导过程中可以看出：
（1）C0与C1有关，故C0与流体流经孔板的能量损失有关，即与Re准数有关。
（2）不同的取压法得出不同的C2，所以C0与取压法有关。
（3）C0与面积比A0/A1有关。
C0与这些变量间的关系由实验测定。用角接取压法安装的孔板流量计，其C0与Re、A0/A1
的关系如图1-51所示。图中的Re准数为，其中d1与u1是管道内径和流体在管道内的平均流速。流量计所测的流量范围，最好是落在C0为定值的区域里。设计合适的孔析流量计，其C0值为0.6~0.7。
用式1-64与1-65计算流体的流量时，必须先确定流量系数C0的数值，但是C0与Re有关，而管道中的流体流速u1又为未知，故无法计算Re值。在这种情况，可采用试差法。
对于操作型计算，试差过程是：先假设Re大于Rec（Rec为极限允许值或限度值），由A0/A 从图1-51中查得C0（常数区），用式1-63计算u0，求出u，并核算Re是否大于Rec，若Re≥R ec，计算结果可接受。
对于设计型计算，先在C0=0.6~0.7的范围内取值，并且根据Re≥Rec及C0直接读出A0/A1，求得d0。再进行校核。
安装孔板流量计时，通常要求上游直管长度50d，下游直管长度10d。
孔板流量计是一种容易制造的简单装置。当流量有较大变化时，为了调整测量条件，调换孔板亦很方便。它的主要缺点是流体经过孔板后能量损失较大，并随A0/A1的减小而加大。而且孔口边缘容易腐蚀和磨损，所以流量计应定期进行校正。
孔板流量计的能量损失（或称永久损失）可按下式估算：
（1-66）（三）文丘里（Venturi）流量计
为了减少流体流经节流元件时的能量损失，可以用一段渐缩、渐扩管代替孔板，这样构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计。
文丘里流量计上游的测压口（截面a处）距离管径开始收缩处的距离至少应为二分之一管径，下游测压口设在最小流通截面o处（称为文氏喉）。由于有渐缩段和渐扩段，流体在其内的流速改变平缓，涡流较少，所以能量损失就比孔板大大减少。
文丘里流量计的流量计算式与孔板流量计相类似，即
（1-67）
式中
C v——流量系数，无因次，其值可由实验测定或从仪表手册中查得，一
般取0.98~1.00；
p a-p o——截面a与截面o间的压强差，单位为Pa，其值大小由压差计读数R来确定；
A o——喉管的截面积，m2;
ρ——被测流体的密度，kg/m3。
文丘里流量计能量损失小，为其优点，但各部分尺寸要求严格，需要精细加工，所以造价也就比较高。
转子流量计的构造是在一根截面积自下而上逐渐扩大的垂直锥形玻璃管1内，装有一个能够旋转自如的由金属或其它材质制成的转子2（或称浮子）。被测流体从玻璃管底部进入，从顶部流出。
当流体自下而上流过垂直的锥形管时，转子受到两个力的作用：一是垂直向上的推动力，它等于流体流经转子与锥管间的环形截面所产生的压力差；另一是垂直向下的净重力，它等于转子所受的重力减去流体对转子的浮力。当流量加大使压力差大于转子的净重力时，转子就上升。当压力差与转子的净重力相等时，转子处于平衡状态，即停留在一定位置上。在玻璃管外表面上刻有读数，根据转子的停留位置，即可读出被测流体的流量。
转子流量计是变截面定压差流量计。作用在浮子上下游的压力差为定值，而浮子与锥管间环形截面积随流量而变。浮子在锥形管中的位置高低即反映流量的大小。
设V f为转子的体积，A f为转子最大部分的截面积，ρf为转子材质的密度，ρ为被测流体的密度。若上游环形截面为1-1’，下游环形截面为2-2’，则流体流经环形截面所产生的压强差为（p1-p2）。当转子在流体中处于平衡状态时，即
转子承爱的压力= 转子所受的重力---流体对转子的浮力
于是
所以
（1-68）
从上式可以看出，当用固定的转子流量计测量某流体的流量时，式中的V f、A f、ρf、ρ均为定值，所以（p1-p2）亦为恒定，与流量无关。
仿照孔板流量计的流量公式可写出转子流量计的流量公式，即
（1-69）
式中
A R——转子与玻璃管的环形截面积，m2；
C R——转子流量计的流量系数、无因次，与Re值及转子形状有关，由
实验测定或从有关仪表手册中查得。当环隙间的Re>104时，C R可取0.98。
由上式可知，对某一转子流量计，如果在所测量的流量范围内，流量系数C R为常数时，则流量只随环形截面积A R而变。由于玻璃管是上大下小的锥体，所以环形截面积的大小随转子所处的位置而变，因而可用转子所处位置的高低来反映流量的大小。
转子流量计刻度的校正
转子流量计的刻度与被流体的密度有关。通常流量计在出厂之前，先用水和空气分别作为标定流量计刻度的介质。当应用于测量其它流体时，需要对原有的刻度加以校正。
假定出厂标定时所用液体与实际工作时的液体的流量系数C R相等，并忽略粘度变化的影响，根据式1-69，在同一刻度下，两种液体的流量关系为
（1-70）
式中下标1表示出厂标定时所用的液体；下标2表示实际工作时的液体。
同理对用于气体的流量计，在同一刻度下，两种气体的流量关系为
因转子材质的密度比任何气体的密度ρg要大得多，故上式可简化为
（1-71）式中下标g1表示出厂标定时所用的气体；下标g2表示实际工作时的气体。
转子流量计读取流量方便，能量损失很小，测量范围也宽，能用于腐蚀性流体的测量。但因流量计管壁大多为玻璃制品，故不能经受高温和高压，在安装使用过程中也容易破碎，且要求安装时必须保持垂直。
【例1-26】在内径为300mm的管道中，以测速管测量管内空气的流量。测量点处的温度为20℃,真空度为490Pa，大气压强为98.66×103Pa。测速管插至管道的中心线处。测压装置为微差压计，指时液是油和水，其密度分别为835kg/m3和998kg/m3，测得的读数为80mm。试求空气的质量流量（以每小时计）。
解：解题思路 V s=3600uA。
（1）测管中心处的u max(微压差计)
而
所以
u max=14.8m/s
（2）平均流速u
20℃时空气的粘度μ＝1.81×10-5Pa·s，则
查图1-39
u/u max=0.84
u=0.84u max=12.4m/s
（3）空气的质量流量
【例1-27】密度为1600kg/m3，粘度为1.5×10-3Pa·s的溶液流经φ83×3.5mm的钢管。为了测定流量，于管路中装有标准孔板流量计，以U管水银压差计测量孔板前、后的压强差。溶液的最大流量为600L/min，并希望在最大流量下压差计的读数不超过600mm，采用角接取压法，试求孔板的孔径。
解：本例为设计型试差计算题。基本关系式为式1-67。
设Re>Rec，并初取C0=0.65，则
则
=0.00164m2
于是
m ，即45.7mm
核算
由图1-51可知，当A0/A1=0.362时，上述的Re>Rec=1.06×105，即C0确为常数，其值仅由
决定，从图上亦可查得C0=0.65，与假设相符。因此，孔板的孔径应为45.7mm。
此题亦可根据所设Re>Rec及C0，直接由图1-51查出值，从而算出A0，校核步骤与上面相同。
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
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,
微小流量测量现状 作者：蔡武昌 摘要：传统小流量测量技术节流差压（层流）法、浮子法和容积法等有了卓越的改进，新测量技术如超声法、热法、科里奥利法等也有成效地应用与液体和气体小流量测量。 一、前言 石油、钢铁等流程工业和供水、电力等公用事业的持续发展，流量测量需求不断增长，推动了各种测量原理流量仪表的研究开发。随着为提高效率推向大型化规模生产，流量仪表也经历了一轮向大口径扩展的变革，如电磁流量计口径最大已经达3m，超声流量计已经能用到5∽10m管道。 半导体制造业、生物工程、精细化工等的兴起，使流量测量向低端延伸，小流量计流量的要求在上世纪80∽90年代凸显起来。何谓小流量？业界尚无公认的定义和界限，小流量因应用领域而异是一个模糊的概念。管道小流量测量体现于管径小和流速低两个层次，就流程工业而言，习惯上DN10甚至DN15以下管径流量测量称之小流量测量，通常其流量值液体为1L/min或0.06m3/h以下，流量仪表满度流量时的流速低于0.1m/s。 传统小流量测量技术节流差压（层流）法、浮子法和容积法等有了卓越的改进，新测量技术如超声法、热法、科里奥利法等也有成效地应用与液体和气体小流量测量。 本文就此作扼要评述。 二、微小流量测量特征和仪表类型 小流量、微小流量测量很大程度是在半导体制造业需要的激发下获得发展的，从超净气体到纯水、药液的流量和控制。当代食品医药、精细化工及各行业试验工厂定量加液和混合配比，今后生物产业繁多其应用也促进小流量仪表的研发开发。微小流量与一般流量测量相比较，具有以下特点。 1.雷诺数低 流体是黏性的，流体在管内流动，管中心流速最高，管内壁流速为零。速度分布如图所示，流态分为层流流动和紊流流动。雷诺数Re是一个表征流体惯性力和黏性力比的无量纲参数，R e≤2300为层流。 一般管道流动均为紊流流动，流量仪表也是针对紊流流动态设计的，而小流量仪表因管径小常处于层流流动（例如管内径6mm,流量0.05L/min，Re为1800或层流/紊流过渡区流态流动，小流量测量受使用中流体黏度变化影响颇大。） 2.要用实际使用流体校准 液体流量仪表一般用水校准，气体用空气校准。若知道实际测量流体与校准流体间某些物性不同对示值有规律变化时，中大管径流量仪表常以适当系数修正。但有些小流量仪表受黏度等流体物性影响大，须以实际使用流体校准。所幸流量小，用实际使用流体校
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。
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。
水流量的测量 1）水流量测量的特点水在人们生活和生产等各项活动中扮演者重要角色，每个人都离不开水，于是水的计量就成为数量巨大、使用范围最广的测量任务之一。 水流量的测量难度并不高。不同原理的流量计大多数都可用来测量水的流量，但也不是随便装一台就肯定能用得好的。这是因为同样是水流量测量命题，由于水的洁净程度不同，流体工况条件各异，流量测量范围悬殊，可靠性要求差异，测量精确度要求有高有底以及费用承受能力不一样，仪表的选型也不一样。严格地说，在可供选择地种类众多的仪表中选定一种既好又省的仪表不是一件容易的事。这不仅要求工程师们对各种流量计的特性有充分的认识，对其价格有充分的调查研究，更重要的是对测量对象的具体要求，工况参数和使用环境有足够的了解。 居民用水表可以使用几年甚至十几年不出故障，但是工业生产中使用的相同原理的水表，故障多，寿命也不长。这是因为居民家庭用水是间歇的，水质也较好，而工业生产中的用水一般是连续的，而且水质也可能要差一些。在仪表选型时不能忽视这些差异，不能片面认为普通水表既然在家庭使用可以长命百岁，换到工厂使用也应可长命百岁。 另外，水中的杂物易将仪表卡滞、堵塞，水中的泥沙易在仪表测量管内壁沉积，易将排污阀堵死也是系统设计时应予注意的。 （2）仪表选型 ① 用于贸易结算的测量对象。用于贸易结算的测量对象包括自来水流量、原水流量和企业内部自制水流量，计量精确度应达到±2.5％R。若流体为自来水，由于比较洁净，适用的仪表种类很多，但最便宜的应数旋翼式水表；DN>200后，选用电磁流量计是适宜的，其计量精确度可达±（0.3～1）％R。可根据费用的额度选择合适的型号，一般来说，精确度越高价格越贵。 旋翼式水表有的型号带远传发讯器，所发出的脉冲信号经转换器或二次表也可显示瞬时流量，或与DCS、数据采集系统相连，但这样的配置在使用现场并不多见。这一方面是因旋翼式水表靠旋翼和齿轮系不停地旋转来计量，在连续运行的场合寿命并不长，另一方面是因其耐压等级和温度等级都有一定的局限性。 对于水质不够洁净的测量对象，选用旋翼式水表、容积式仪表和涡轮之类靠旋转部件不停地转动来计量的仪表都是不适宜的，因为转动部分易堵易卡。此类流体有时还难免夹带一些长纤维之类的物体，如麻丝、聚四氟乙烯生带等，长纤维易挂在涡街流量计的旋涡发生体上,导致仪表失准。这时选用涡街流量计应谨慎。 ② 用于过程监视与控制的测量对象。过程监视与控制用的水流量仪表，对测量精确度要求一般不像贸易结算用的那样高，主要考虑的是可靠性、价格和输出信号的种类等。在工矿企业的老装置上，使用最多的仍然是节流式差压流量计。新建装置中，人们更喜欢使用涡街流量计，这是因为节流式差压流量计安装复杂，维护工作量大，压力损失大，露天安装的仪表还需考虑防冻等，而涡街流量计安装和维护都非常简单，因而节流式差压流量计在水流量测量中大有被挤出市场之势。但是涡街流量计只能解决部分水流量测量问题，因为口径较大的涡街流量计
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)
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
流量计常用的几种测量方法简述 点击次数：179 发布时间：2010-8-31 15:48:15 为了满足各种测量的需要，几百年来人们根据不同的测量原理，研究开发制造出了数十种不同类型的流量计，大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。为达到较好的测量效果，需要针对不同的测量领域，不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计。工业计量中常用的几种气体流量计有： (1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等)，在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为： 式中，qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量钢；β=d/D，无量钢；d为工 况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔 板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度，kg/m3。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为：
式中，qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=3.1794×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG 为相对密度系数，ε为可膨胀系数；FZ为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp为气流流经孔板时产生的差压，Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 (2)速度式流量计 速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流动速度为原理的一类流量计。工业应用中主要有： ①涡轮流量计：当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量(雷诺数)范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为： 式中n为涡轮转速；qv为体积流量；A为流体物性(密度、粘度等)，涡轮结构参数(涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等)有关的参数；B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数；C为与摩擦力矩有关的系数。 ②涡街流量计：在流体中安放非流线型旋涡发生体，流体在旋涡发生体两侧交替地分离释放出两列规则的交替排列的旋涡涡街。在一定的流量(雷诺数)范围内，旋涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比。涡街流量计的理论流量方程为：
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
计常用的几种测量方法简述 点击次数：179 发布时间：2010-8-31 15:48:15 为了满足各种测量的需要，几百年来人们根据不同的测量原理，研究开发制 造出了数十种不同类型的流量计，大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。各种类型的流量计量原理、结构不同既有独到之处又存在局限性。为达到较好的测量效果，需要针对不同的测量领域，不同的测量介质、不同的工作范围，选择不同种类、不同型号的流量计。工业计量中常用的几种气体流量计有： (1) 差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件时( 如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等) ，在其前后产生压差，此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中，因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为：
式中，qf 为工况下的体积流量，m3/s；c 为流出系数，无量钢；β =d/D，无量钢；d为工况下孔板内径，mm；D为工况下上游管道内径，mm；ε 为可膨胀系数，无量钢；Δp为孔板前后的差压值，Pa；ρ1为工况下流体的密度， kg/m3。 对于天然气而言，在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为： ? 式中，qn 为标准状态下天然气体积流量，m3/s；As 为秒计量系数，视采用计量单位而定，此式As=×10-6；c为流出系数；E为渐近速度系数；d为工况下孔板内径，mm；FG为相对密度系数，ε 为可膨胀系数；FZ 为超压缩因子；FT为流动湿度系数；p1 为孔板上游侧取压孔气流绝对静压，MPa；Δp 为气流流经孔板时产生的差压，Pa。 差压式流量计一般由节流装置（节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路）和差压计组成，对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计（传感器或变送器）、温度计（传感器或变送器）流量计算机，组分不稳定时还需要配置在线密度计（或色谱仪）等。 （2）速度式流量计
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）
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
目前流量的测量方法 目前工业上常用的流量计仪表种类繁多，按其工作原理大致可分为：容积式，压差式，流体阻力式，速度式流量计等几大类。 一，容积式流量计 容积式流量计又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积．所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”．这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成．容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差．流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口．在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口．在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，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积值。常用的有椭圆齿轮流量计，腰轮转子流量计和比较新型流量计。 优点：计量精度高; 安装管道条件对计量精度没有影响; 可用于高粘度液体的测量; 范围度宽; 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。 缺点：结果复杂,体积庞大;被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;不适用于高、低温场合;大部分仪表只适用于洁净单相流体; 产生噪声及振动。 二，压差式流量计 压差式式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的流量仪器。在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表 压差式流量计根据不同应用选用不同节流件： 标准孔板 标准孔板是目前唯一不用实流标定的节流装置，具有低成本， 可复制，精度可溯源等优势。这种测量方法是以流动连续性方 程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的， SAILSORS采用的节流件符合ISO 5167-2.03和GB/T 2624-93。 应用的压强范围：2.5MPa ~10Mpa，取决于密封压力等级。
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
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。