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差压流量计工作原理一、差压流量计概述差压流量计是一种广泛应用于工业自动化控制领域的流量计，它利用管道中的差压来测量流体的流量。
差压流量计主要由测量管、静压孔、差压变送器和转换器等组成。
二、测量原理1. 流体作用力原理当液体通过管道时，由于惯性作用和黏滞阻力，液体在管道中形成了一个速度分布不均匀的速度场。
在这个场中，液体对管壁产生了一定的作用力。
根据牛顿第二定律，这个作用力与液体质量和加速度成正比。
因此，在一个固定时间内通过管道的质量越大，则作用力也越大。
2. 费努伊方程原理费努伊方程是描述不可压缩流体运动状态的基本方程之一。
它表明，在不可压缩条件下，液体在管道中运动时，其速度与截面积成反比例关系。
3. 差压原理当液体通过测量管时，由于截面积的改变，导致了液体在测量管中的流速变化。
根据费努伊方程，流速变化会导致压力变化。
差压流量计利用了这个原理，通过测量管中的差压来计算液体的流量。
三、差压变送器差压变送器是差压流量计中最核心的部分，它负责将测量管中的差压转换为电信号输出。
差压变送器通常由感应器和放大器两部分组成。
1. 感应器感应器通常采用金属弹片或陶瓷膜作为敏感元件。
当液体通过测量管时，产生的差压会使弹片或膜片发生形变，并产生相应的电信号输出。
2. 放大器放大器主要负责对感应器输出的微弱信号进行放大和处理，并将其转换为标准信号输出。
常见的标准信号有4-20mA、0-5V等。
四、测量管测量管是差压流量计中最重要的组成部分之一，它直接决定了测量精度和可靠性。
常见的测量管有较长直径为D1和较短直径为D2两种类型。
1. 较长直径为D1的测量管较长直径为D1的测量管通常采用标准节流装置或喷嘴装置，其原理是通过改变流道中的截面积来产生差压。
这种测量管精度高，但对流体粘度和密度变化较为敏感。
2. 较短直径为D2的测量管较短直径为D2的测量管通常采用皮托管或多孔板装置，其原理是在管道中设置静压孔和差压孔，通过比较两点之间的静压差和动压差来计算流量。
差压式流量计测量原理
差压式流量计测量原理：
①差压式流量计基于伯努利方程与连续性方程理论通过检测流体经过节流装置时所产生的静压差来间接推算流量大小；
②节流元件通常为孔板喷嘴文丘里管等其作用在于局部收缩管道截面积迫使流体加速从而形成静压降；
③当流体流经节流件时由于流速加快根据伯努利方程可知此处静压会相应降低而在上下游直管段内流速恢复故静压回升；
④上下游之间的静压差ΔP与流速平方成正比进而与体积流量Qv质量流量Qm存在一定函数关系；
⑤通过在节流件前后安装压力引线将信号传递给差压变送器后者将微小压力变化转换为易于测量处理的电信号；
⑥变送器输出信号送入流量指示控制器进行线性化温度补偿等运算处理最终以工程单位显示流量值；
⑦为提高测量精度减少不确定度影响实际应用中需考虑流体粘度密度温度等参数变化对差压读数的影响；
⑧孔板作为最常用节流元件其安装要求十分严格包括前后直管段长度端面平面度粗糙度等因素都会影响测量结果；
⑨在蒸汽天然气水等介质流量计量中差压式流量计因结构简单维护方便测量范围广而得到广泛应用；
⑩针对高压高温腐蚀性强等恶劣工况还需选用特殊材质制造的节流元件并采取相应防护措施确保长期稳定运行；
⑪随着传感器技术计算机技术发展现代差压式流量计正朝着高精度智能化方向迈进；
⑫正确理解和掌握差压式流量计测量原理对于合理选用安装维护此类仪表具有重要意义。
差压式流量计1. 简介差压式流量计是一种常用的流体测量设备，它通过测量流体流经管道时产生的差压来计算流量。
差压式流量计结构简单、使用方便，并且具有较高的精度和稳定性，因此被广泛应用于工业生产中的流量计量。
2. 工作原理差压式流量计根据伯努利定律和流体动量守恒定律，利用管道中的差压来测量流体的流量。
其工作原理如下：•流体经过流量计时，会受到流速的影响，导致管道内部产生差压。
•流量计通常由两个并列的管道和一个测量元件组成。
测量元件之间的差压用于计算流量。
•流体流过管道时，由于管道截面积变化或流道内有孔洞等原因，会产生速度和压力的变化。
•测量元件可通过测量差压来推断流体的流量，并将结果显示在指示器上。
3. 主要部件差压式流量计主要由以下几个部件组成：3.1 测量元件测量元件是差压式流量计的核心部件，它通常由孔板、喷嘴或流体节流装置等组成。
测量元件的选用取决于应用场景和流体性质。
•孔板：孔板是一种常用的测量元件，具有结构简单、成本低、适应性广等优点。
它通过在管道内设置一个孔洞，引起流体的压力变化。
•喷嘴：喷嘴测量元件具有高精度和较小的压力损失。
通过喷嘴内部的流道减小流体流速，产生差压。
•流体节流装置：流体节流装置通过在管道内设置节流装置，改变流体的速度和流道截面积，从而引起差压变化。
3.2 压力传感器压力传感器用于测量差压，并将其转化为电信号。
常见的压力传感器有压阻式传感器、电容式传感器和压电式传感器等。
•压阻式传感器：压阻式传感器是一种具有压阻特性的传感器，它通过测量电阻的变化来计算差压。
•电容式传感器：电容式传感器是一种利用电容的变化来测量差压的传感器。
差压引起电容的变化，从而测量差压。
•压电式传感器：压电式传感器是一种利用压电材料的特性来测量差压的传感器。
压电元件受到差压作用后，产生电荷变化，从而测量差压。
3.3 指示器指示器用于显示测量到的流量数值。
常见的指示器有机械指示器和电子指示器。
•机械指示器：机械指示器是一种通过机械结构显示数值的指示器，通常包括指针和刻度盘。
[知识讲座] 第五讲水表的检测设备文字信息修改时间:2007-10-20 14:13:03 信息来源: 添加人:詹志杰[特约嘉宾]水表的检测设备包括水表检定装置、耐压台、差压计、加速磨损试验装置和通用量具等。
智能水表的检测根据其产品结构性能增加相应的检测工具。
第一节水表检定装置水表检定装置又称水表试验装置或水表校表台，属液体流量标准装置的一种。
水表检定装置的主要组成有标准器(一般为工作量器)、试验管段、夹紧器、瞬时流量指示计、夹表器、换向器(大口径水表装置配用)等。
全性能测试型的水表检定装置可以进行水表的示值误差试验、压力损失试验、始动流量试验和密封性试验。
一、水表检定装置分类1 分类(1)按标准器形式水表检定装置可分为容积式、称量式和标准表式。
目前我国绝大多数的冷水水表的检定装置为容积式，少部分用标准表式；而热水水表检定装置考虑到安全性和介质密度变化，采用称量法和标准表法的居多。
(2)按管径覆盖范围水表检定装置一般划分为DN(15～25)，DN(15～50)，DN(80～200)。
与管径覆盖范围配套的装置整体尺寸、标准器和瞬时流量计的配置等有相应的不同，其中DN80以上的装置还需配置换向器。
(3)按用途一般分为性能测试型、生产校验型和串联校验型。
(4)按功能分为附加定值装置(到设定水位时自动关闭进水阀)的检定装置，全电脑自动校验型(这同时要求水表有电信号输出，或用适当的传感器读取水表读数，标准器可以是有电信号输出的衡器或工作量器)，双表比对型装置等。
水表检定装置产品常见分类见表5—1。
表5-1 几种常用水表检定装置的情况40 50容积法80～2000.2级性能测试型80100150200有上下游≥15D有取压孔工作量器量限配置一般为200，500，1000，2000，5000（10000）L有4～250m3／h一般用LZB型－80，100，玻璃转子流量计和分流式转子流量计或电磁流量计等生产校验型80100150200有或无上游≥5D下游≥2D无取压孔工作量器量限配置一般为200，500，1000，2000，5000（10000）L有4～250m3／h一般用LZB型－80，100，玻璃转子流量计和分流式转子流量计或电磁流量计等比较法80～20080～100 150～200 0.2级、05级生产校验型80100150200有或无上游≥5D下游≥2D无取压孔标准表选择流量范围匹配的涡轮流量计等，定流量点准确度可达到0.2%无标准表显示容积法15～250.2级串联型152025有或无未明确要求同容积法无同容积法称量法规格分类同上0.2级其它分类情况同容积法电子衡器或其它衡器其它分类情况同容积法2 容积法水表检定装置的常见型式(1)全性能测试型用于水表全性能测试的检定装置，包括有进水口压力表、温度计、试验段上下游不短于15D(D为水表的公称直径)的直管段、直管段上的取压孔，还有一些将耐压试验用的活塞机构也附加装在这类水表检定装置上，行业里俗称“性能测试型”或“长台位”，适合于水表定型试验单位、水表检定站、水表生产企业检验科室、研究部门用。
图4.23 管道台阶检验
(3)差压信号管路的安装
差压信号管路是指节流装置与差压变送器(或差压计)的导压管路。
它是DPF的薄弱环节，据统计DPF 的故障中引压管路最多，如堵塞、腐蚀、泄漏、冻结、假信号等等，约占全部故障率的70％，因此对差压信号管路的配置和安装应弓[起高度重视。
1)取压口取压口一般设置在法兰、环室或夹持环上，当测量管道为水平或倾斜时取压口的安装方向如图4.24所示。
它可以防止测液体时气体进入导压管或测气体时液滴或污物进入导压管。
当测量管道为垂直时，取压口的位置在取压位置的平面上，方向可任意选择。
不同温度条件下取压接头的安装方法如图4.25所示。
图4.24 取压口位置安装示意
图4.25 在管道上安装取压接头的方法
注：取压空边缘应整齐，为直角或稍加倒圆，无毛刺、卷刃及其他缺陷
（a）温度在426o C（800o F）以下；（b）温度在426o C（800o F）以上，而且与二次元件之间距离较大；（c）当要求满角焊时可选此方案；（d）温度在204o C（400o F）以下
2）导压管导压管的材质应按被测介质的性质和参数确定，其内径不小于6mm，长度最好在16mm以内，各种被测介质在不同长度时导压管内径的建议值如表4.8所示。
导压管应垂直或倾斜敷设，起倾斜度不小于1：12，粘度高的流体，其倾斜度应更增大。
当导压管长度超过30m时，导压管应分段倾斜，并在最高点与最低点装设集气器（或排气阀）和沉淀器（或排污阀）。
正负导压管应计量靠近敷设，防止两管子温度不同使信号失真，严寒地区导压管应加防冻保护，用电或蒸汽加热保温，要防止过热，导压管中流体汽化会产生假差压应予注意。
表4.8 导压管的内径和长度mm
3)差压信号管路的安装根据被测介质和节流装置与差压变送器（或差压计）的相对位置，差压信号管路有以下几种安装方式。
被测流体为清洁液体时，信号管路的安装方式如图4.26所示。
图4.26 被测流体为清洁液体是，信号管路安装示意
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管道，被测流体为高温液体被测流体为清洁干气体时，信号管路的安装凡是如图4.27所示。
图4.27 被测流体为清洁干气体时，信号管路安装示意
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管道，仪表在取压口上方；（d）垂直管道，仪
表在取压口下方
被测流体为水蒸气时，信号管路的安装方式如图4.28所示。
图4.28 被测流体为水蒸气时，信号管路安装示意
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管道，仪表在取压口下方；（d）仪表在管道下方，同（a）图，仅冷凝器安装方式不同，可任意选用
被测流体为清洁湿气体时，信号管路的安装方式如图4.29所示。
图4.29 被测流体为湿气体时，信号管路安装示意（a），（b）
图4.29 被测流体为湿气体时，信号管路安装示意（c）-（f）
6.2 使用注意事项
一台DPF能否可靠地运行，达到设计精确度的要求，正确使用是很重要的。
尽管流量计的设计、制造及安装等皆符合标准规定的要求，如果不注意使用问题，也可能前功尽弃，使用完全失败。
以下列举若干应注意的问题。
DPF标准规定的工作条件是所谓参考工作条件（见本书第20章），这些条件在实验室里可以满足，但是在现场要完全满足比较困难，可以说，偏离标准规定要求是难免的，这时重要的是要估计偏离的程度，如果能进行适当的补偿（修正）是最好的，否则要加大估计的测量误差。
DPF检测件节流装置安装于现场严酷的工作场所，在长期运行后，无论管道或节流装置都会发生一些变化，如堵塞、结垢、磨损、腐蚀等等。
检测件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度，因此任何几何
形状及尺寸的变化都会带来附加误差。
麻烦的是，测量误差的变化并不能从信号中觉察到，因此定期检查检测件是必要的。
可以根据测量介质的情况确定检查的周期，周期的长短无法作统一规定，使用者应该根据自己的具体情况确定，有的可能要摸索一段使用时间才能掌握。
在节流装置设计计算任务书中要求用户详细填写使用条件，这些条件在仪表投用后发生变化是难免的，因为设计者很难估计工艺过程的一些变量；例如压力和温度的波动。
有些工艺过程刚投用与运行一段时间发生变化是正常的。
另外，经常有生产产量逐渐提高的事情。
以上这些都会使被测介质的物性参数发生变化。
这时使用者要及时检查工艺参数，对仪表进行修正或采取一些措施，如更换节流件，调整差压变送器量程等等。
