差压式流量计测量原理及与涡轮流量计优缺点对比
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差压式流量计的检测原理、误差分析及检定差压式流量计是目前工业测量中最为常用的一种气液体流量的计量仪器,其原理是通过流体流经管道时的阻力与流体流量存在一定的关系,利用这个关系即可获得流体的流量。
差压式流量计根据具体用途可以分为很多小类,其中在工业计量中应用极为广泛的是节流式流量计。
本文以差压式流量计为研究对象首先将对其检测原理做一说明,然后对检测误差和检定手段进行讨论。
1 差压式流量的原理和组成1.1 工作原理当流经管道的流体充满管道的时候,流体的会在仪器节流件位置发生局部收缩。
致使局部流量增大,而同时此处的静压力减小,因而流体在节流件位置会产生一个压力差,压力差会随着流量的增大而增大,凭借压力差便可以度量流体的流量大小。
1.2 流量方程的计算在差压式流量计节流部件形状和尺寸一定的情况下,流体在流经流量计的阻力件前后所产生的差压与流量存在一定的数学函数关系。
如下列公式可知:根据连续性方程和伯努利方程,结合体积流量方程(1)和质量流量方程(2):2 差压式流量计的误差分析2.1 仪器本身产生的误差(1)环室尺寸产生台阶、偏心;(2)节流件附件产生台阶、偏心;(3)孔板厚度误差;(4)管径尺寸与计算不符;(5)孔板上游端面平度;(6)孔板人口直角锐利度;(7)取压位置;(8)焊接、焊缝突出;(9)取压孔加工不规范或堵塞;(10)节流件不同轴度。
2.2 安装误差管线在布设时出现偏差,这种偏差所造成的流量计的安装误差是广泛存在的,究其原因是布设管线难以满足流量计所需的直管段要求的长度。
2.3 流量计的内部器材变化可归纳为以下6种情况:(1)流量计入口边缘破损或变钝;(2)测量管中存在脏污阻塞;(3)流量计管端面臟物阻塞;(4)流量计孔板变形;(5)测量常数与标准规定不相符合;(6)流量计管道内部粗糙度增加,且变化不定。
上述因素直接对差压式流量计的计量准确度产生影响。
3 选择合适的检定方法对于差压式流量测量仪表的检定工作而言,目前常采用实流检定与干式检定等主要方法。
差压式流量计和转子流量计的区别转子流量计和差压式流量计是工业上和实验室中最常用的流量计。
虽然都是测量流量的仪表,但是其原理却大相径庭,其流量基本方程的推导也不相同,因此,导致仪表的特点和适用场合也有所区别。
下面就跟着店铺一起来看看吧。
转子流量计与差压式流量计的区别转子流量计转子流量计,是由一个自下往上逐渐扩大的带刻度的锥形管和一个置于锥形管内可以自由上下移动的转子构成。
工作时,被测流体由锥形管下端进入,沿着锥形管向上运动,流过转子与锥形管之间的环隙,再从锥形管上端流出。
受流动流体带动作用,转子受到一个自下向上流体对转子的动压力,正好等于转子在被测流体中的重力(即转子自身的重力减去流体对转子的浮力)。
垂直安装流量计时,转子重心就在锥形管中心轴线上,转子所受的三个力都平行于中心轴线。
当受力平衡时,转子就稳定在锥管内某一位置上。
对于给定的转子流量计,转子的材料、大小和形状都可确定,所以转子在被测流体中的重力是已知的,只有流体对转子的动压力是随流体流速大小而变化的。
因此当流体流速变大或变小时,转子受到的动压力增大或减小,转子将作向上或向下的移动,转子与锥形管壁之间的环隙面积也发生变化,即流动截面积也发生变化,待变化到某一流速转子受力平衡时,转子就稳定在新的位置上。
对于一台给定的转子流量计,转子在锥管中平衡位置的高低反应了被测流体流经锥形管的流量大小。
差压式流量计差压式流量计由三部分组成,即由节流装置、导压管和差压计.差压式流量计是利用流体流动的节流原理来实现流量测量的。
节流原理是流体在有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象。
流动流体的能量有静压能和动能两种形式。
流体具有静压能是因为有压力,具有动能是因为有流动速度,在一定条件下,这两种形式的能量是可以相互转化。
根据能量守恒定律,在没有外加能量的前提下,流体所具有的静压能和动能,再加上用以克服流体流动阻力的能量损失,其能量总和是相等的。
各类流量计工作原理优缺点与用途流量计是用来测量流体中的流量的仪器。
不同类型的流量计有不同的工作原理、优缺点和用途。
1.扬程罐:工作原理:扬程罐是一种基于液位高度来测量流量的设备。
它利用液位的变化来确定流体的流量。
当流体通过扬程罐时会造成液位变化,通过测量液位变化的速度来计算流体的流量。
优点:扬程罐结构简单,操作方便,适用于一般的低流速流体测量。
缺点:扬程罐不适用于高流速流体,精度有限。
用途:常用于低流速的物料流量测量,如水流量测量、油流量测量等。
2.差压流量计:工作原理:差压流量计是基于流体通过管道时,会产生差压的原理来测量流量。
通过测量流体通过流量计前后的压差来计算流体的流量。
优点:差压流量计精度高,可适用于各种流体和工况。
缺点:价格较高,需要定期校准。
用途:差压流量计适用于各种工况和流体,广泛应用于化工、石油、制药等行业中的流量测量。
3.涡街流量计:工作原理:涡街流量计是通过测量流体通过流量计时,产生的涡街频率和流体流速成正比的原理来测量流量。
利用流体通过流量计时形成的涡街产生的压力脉动,通过传感器将脉动转化为电信号,进而测量流体流速。
优点:具有良好的线性和重复性,可用于各种流体测量。
缺点:对液体含固体颗粒较大的流体不适用。
用途:涡街流量计适用于各种液体和气体的测量,广泛应用于供暖、供水、煤气等行业中的流量测量。
4.磁性流量计:工作原理:磁性流量计通过测量液体中的电磁感应来测量流体的流量。
当液体通过磁性流量计时,会在液体中产生垂直于流体流向的电磁感应,通过测量电磁感应的大小来计算流体流量。
优点:能够测量各种液体和气体,无压力损失。
缺点:对液体的电导率要求较高。
用途:磁性流量计适用于对液体和气体进行流量测量的场合,广泛应用于化工、石油、环保等行业中的流量测量。
5.超声波流量计:工作原理:超声波流量计利用超声波在流体中传播的速度来测量流体的流量。
通过向流体发送超声波信号,测量超声波传播的时间,根据传播时间来计算流体的流速和流量。
各种流量计的工作原理流量计是一种用于测量液体、气体或蒸汽流量的仪器,广泛应用于工业生产、环境监测、能源管理等领域。
不同类型的流量计采用不同的工作原理,本文将介绍几种常见的流量计及其工作原理。
一、差压式流量计差压式流量计是一种常见且广泛应用的流量计,其工作原理基于流体通过管道时会产生压力差。
差压式流量计由流量传感器和差压变送器组成。
流体通过管道时,流速增加,压力降低,流量传感器会测量出流体前后的压差,而差压变送器会将压差转换为标准信号输出,从而计算出流量值。
二、涡轮流量计涡轮流量计是一种基于涡轮旋转来测量流体流速的流量计。
该类型的流量计通常由一组涡轮叶轮和传感器组成。
当流体通过管道时,涡轮叶轮会受到流体冲击而旋转,传感器会检测出旋转的频率,从而计算出流速和流量值。
三、电磁流量计电磁流量计是一种基于法拉第定律来测量导电性流体流量的流量计。
其主要由电磁感应线圈和导电液体组成。
当导电液体流过电磁感应线圈时,根据法拉第定律,电磁感应线圈会感应出电压信号,信号的大小与流体流速成正比,从而计算出流量值。
四、超声波流量计超声波流量计是一种利用超声波的传播速度来测量流体流速的流量计。
超声波流量计通常由发射器和接收器组成。
发射器将超声波发送到流体中,接收器接收超声波的反射信号。
根据超声波的传播时间和距离,可以计算出流体流速和流量值。
五、质量流量计质量流量计是一种直接测量流体质量流量的流量计。
该类型的流量计通常基于热物理性质来测量流体流速,如热散射、热传导等。
通过测量流体对传感器的热量转移,可以计算出流体的质量流量。
总结:各种流量计都有其适用的场景和特点,选择合适的流量计需要综合考虑流体性质、流量范围、精度要求和环境条件等因素。
差压式流量计适用于管道流体流量的测量;涡轮流量计适用于中小流量范围的液体流量测量;电磁流量计适用于导电性液体的流量测量;超声波流量计适用于液体和气体流量的测量;质量流量计适用于直接测量液体质量流量的场合。
各种流量计工作原理及优缺点测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。
流量计是工业测量中重要的仪表之一。
随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高。
流量测量技术日新月异,为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世,目前已投入使用的流量计己超过IOO 种。
每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。
按测量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的结构原理进行分类,有容积式流量计、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、质量流量计和插入式流量计。
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。
总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。
因此,以严格意义来分流量计和总量表己无实际意义。
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.原子物理原理: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、差压式流量计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、己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。
气体流量计工作原理、特点流量计的分类:按工作原理分:一、速度式流量计;二、容积式流量计;三、差压式流量计;四、质量流量计等。
(一)速度式流量计:通过测得气体流速来计算出气体流量的一类流量计。
涡轮流量计、旋进旋涡流量计等。
1、气体涡轮流量计①原理:当气流进放流量计时,首先经过机芯的前导流体并加速,在流体的作用下,由于涡轮叶片与流体流向成一定角度,此时涡轮产生转动力矩,在涡轮克服阻力矩和摩擦力后开始轮动。
当诸力矩达到平衡时,转速稳定,涡轮转动角速度与流量成线性关系,对于机械计数器式的涡轮流量计,通过传动机构带动计数器旋转计数。
对采用电子式流量积算仪的流量计,通过旋转的发讯盘或信号传感器以及放大电路输出代表涡轮旋转速度的脉冲信号,该脉冲信号的频率与流体体积流量成正比。
②特点:主要优点:1、准确度高:气体涡轮流量计,全量程一般为1.0%~2.0%,高准确度型为0.5%~1.0%;可见所有流量计中,它是高准确度的一种。
2、重复性好,一般可达到0.05%~0.2%。
由于其具有良好的重复性,通过经常校准或在线校准后可达到极高的准确度,因此在贸易结算中是优先选用的流量计之一。
3、范围度宽,中大口径一般可达20:1以上,小口径为10:1,始动流量也较低。
4、压力损失较小,在常压下一般为0.1~0.5kPa。
5、结构紧凑,体积轻巧,安装使用比较方便,流通能力大。
6、可采用多种显示方式。
可只带机械计数器或只配普通型流量积算仪,也可以在机械计数器上增加温压补偿仪,且可长期采用电池供电(可连续运行两年以上,有的产品长达五年),使用方便。
7、由于一般采用脉冲频率信号输出,适于总量计量及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强。
同时若采用高频信号输出,可获得很高的频率信号(3~4)kHz,信号分辨力强。
8、对于大口径测量可制成插入型,压力损失小,价格低,可不断流取出,安装维护方便。
主要缺点:1、要长期保持校准特性,需要定期人。
各种燃气流量计工作原理及性能特点讲解面对种类繁多的燃气流量计,如何为不同的用户选择一种合适的流量计可谓一个难题。
跟随小编一起看看各类燃气流量计的工作原理及特点吧!1.涡轮气体流量计工作原理:当气流进入流量计时,首先经过特殊结构的前导流体并加速,在流体的作用下,由于涡轮叶片与流体流向成一定角度,此时涡轮产生转动力矩,在涡轮克服阻力力矩和摩擦力矩后开始转动,当诸力矩达到平衡时,转速恒定,涡轮转动速度与流量成线性关系。
叶轮的转速经一副齿轮减速,同时由一个密封的磁性耦合件将转动传到仪表外部的机械式计数器。
利用电磁感应原理,通过旋转的涡轮叶片顶端导磁体周期性地改变磁阻,从而在线圈两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号,测出脉冲信号的频率便得到流量的大小。
涡轮流量计与流量计算机(或积算仪)配套使用,流量计算机有脉冲、温度、压力检测通道,并配有各种通讯接口。
涡轮流量计结构:由表体、导向体(导流器)、叶轮、轴、轴承及信号检测器等组成。
安装要求:①安装涡轮流量计前,输气管线应该是清洁的,没有水、脏污和焊渣这些能够对涡轮叶片和机械部分造成损坏的杂质,被测介质不洁净时,要加过滤器。
②涡轮流量计对管道流速分布畸变及旋转流较敏感,因此要根据上游阻力件类型配备必要长度的直管段,一般其上游应具有最短10D的直管段长度,其下游应具有最短5D的直管段长度(D为流量计公称直径),如果在流量计的上游存在着旋风分离器、空间接头、调压阀等复杂阻流件,则应在流量计上游5D的位置安装整流器。
③流量计应水平安装,避免垂直安装,如果管道里有水或者气体很潮湿,流量计管道应该是倾斜的,使得液体能够从流量计中流出,如果流量计垂直安装,流体的流向应该是向下的。
④保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致,不得装反。
⑤被测介质对涡轮不能有腐蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。
使用特点:涡轮流量计的优点是精度高、重复性好、围度广、结构紧凑、无零点漂移、抗干扰能力强等,缺点是不能长期保持校准特性及流体物性对流量特性有较大影响。
流量计的分类和工作原理流量计是用于测量液体或气体流动速度和流量的仪器设备。
根据不同的分类标准,流量计可以分为很多类别。
以下将介绍几种常见的流量计分类和工作原理。
1.根据测量原理分类:-压差流量计:基于流经管道的压力差来测量流量的变化。
常见的有孔板流量计、喷嘴流量计和减压流量计等。
-涡轮流量计:通过装在管道内的涡轮受到介质流动力的作用而旋转,从而测量流量。
涡轮流量计可分为机械式和电子式两种。
-电磁流量计:利用法拉第电磁感应原理,测量导电液体的流量。
电磁流量计适用于各种导电液体,且精确度较高。
-超声波流量计:通过发射超声波脉冲,利用声波在流体中传播的时间差测量流速。
超声波流量计几乎不受介质性质和粘度的影响。
2.根据测量方式分类:-直接测量流量计:直接测量流速和流量的变化,如涡轮流量计和超声波流量计等。
-差压式流量计:通过测量流经管道的压力差来间接测量流速和流量,如孔板流量计和喷嘴流量计等。
-电磁式流量计:通过测量导电液体中的电磁感应来间接测量流速和流量。
-拖板式流量计:利用测量在流体中放置的拖板或漏斗的压降来测量流速和流量。
拖板式流量计适用于较大的流量范围。
-震荡管流量计:通过震荡管的振幅变化来测量流速和流量。
震荡管流量计可分为回转式和弯曲式两种。
3.根据工作环境分类:-液体流量计:用于测量液体流量的流量计。
常用于石油、化工、冶金、水处理等行业。
-气体流量计:用于测量气体流量的流量计。
常用于天然气、煤气、石油气、空气等领域。
-蒸汽流量计:特别用于测量蒸汽流量的流量计。
由于蒸汽常常在高温高压条件下流动,所以对流量计的工作要求较高。
流量计的工作原理通常是通过测量流体的压力、速度或体积等参数来计算流速和流量。
以下以几种常见的流量计为例进行介绍。
1.孔板流量计:孔板流量计是一种差压式流量计。
工作原理是流体通过管道中的测压孔板,产生从高压区到低压区的压差。
根据壁厚等参数,可以通过测量压差和孔板的几何参数来计算流速和流量。
差压式流量计的工作原理一、差压式流量计的工作原理①差压式流量计用于根据安装在管道中的流量检测器产生的差压、已知的流体条件以及检测器和管道的几何尺寸计算流量计。
②差压式流量计由一次设备(检测器)和二次设备(差压转换和流量显示仪表)组成组成。
通常,差压类型流量计以试件的形式分类,例如孔板流量计、文丘里管流量计、平均管流量计等。
③辅助设备是各种机械、电子和机电一体化差压计、差压变送器和流量显示仪表。
它已发展成为一大类仪器,具有极高的程度(系列化、通用化和标准化)和众多的类型和规格。
它可以测量流量参数以及其他参数(如压力、材料水平、密度等)。
④根据其作用原理,差压计流量可分为:节流装置、液压阻力型、离心型、动压头型、动压头增益型和射流型。
⑤根据其标准化程度,试样可分为两类:标准和非标准。
⑥所谓的标准试件根据标准文件设计、制造、安装和使用,并且确定可以具有其流量值和估计的测量误差,而无需实际流量校准。
⑦非标准试件是成熟的程度,尚未纳入国际标准。
二、差压式流量计产品的优点和缺点及应用概况1、差压式流量计的优点如下所示:①压差流量计是使用最广泛的流量计,使用在各种流量计中居首位。
近年来,由于各种新型流量计的出现,其使用的百分比逐渐下降,但它仍然是最重要的流量计。
②使用最广泛的孔板流量压力表结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长,为使用;③它的应用范围很广,到目前为止还没有任何种类的流量计可以与之相比;④试件、变送器和显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模化和经济化生产。
2、差压式流量计的缺点如下所示:①测量精度普遍较低;②范围窄,一般仅有:1~4:1;③现场安装条件为要求高;④压力损失大(孔板、喷嘴等;3、差压式流量计的应用概况:差压流量计有广泛的应用。
它用于流量测量各种物体的封闭管道,如单相、混合相、清洁、肮脏和粘性流体流方面:工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等。
管径方面:从几毫米到几米;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。
压差流量计原理及应用压差流量计是一种流量测量仪表,其原理是基于流体在管道内流动时形成的压差与流量之间的关系。
当液体或气体通过管道流动时,它们会受到管道内壁面的阻力,因此在管道上下游形成了不同的压力,这个压力差称为压差。
压差流量计就是基于这一原理工作的。
1. 压差流量计的结构和工作原理压差流量计通常由一个小孔和一个压差传感器组成,小孔位于管道中央,流体经过小孔时流速加快,压力降低。
下游的压力传感器和上游的压力传感器要求测量差压。
这种测量方法需要管道有一定的长度。
当压差传感器测量到差压时,压差传感器会将信号传递给计算机或PLC,并计算出流量。
在计算过程中,根据流量指数(流体通过小孔的效率)、小孔面积等参数计算出流量值。
2. 压差流量计的应用领域压差流量计广泛应用于水处理、污水处理、石化、热力和制药行业等。
使用压差流量计可以测量液体、气体和蒸汽。
在水处理和污水处理领域中,压差流量计用于监测管道中的流量,防止管道中的污水溢出。
在石化和热力领域中,压差流量计可以测量液体或气体流量,保证设备高效运转。
在制药领域,这种流量计可以控制液体流量,使设备调配更加准确。
3. 压差流量计的优点和缺点3.1 优点(1)准确性高:压差流量计具有较高的测量精度,并且可以通过校准提高准确性。
(2)结构简单:压差流量计通常由少量的部件组成,具有简单的结构和易于维护。
(3)应用范围广:压差流量计适用于液体、气体和蒸汽的测量,范围广泛。
(4)价格合理:与其他流量计相比,压差流量计价格较低。
3.2 缺点(1)对流体特性敏感:压差流量计对流体特性非常敏感,特别是对粘性和密度的影响较为显著。
(2)安装限制:安装必须按照一定要求进行,这对于某些场合和工艺较为不利。
(3)受到管道长度限制:压差流量计需要一定的管道长度才能保证测量准确,因此在短的管道中不能使用。
综上所述,压差流量计是一种简单、可靠、精确且价格合理的流量测量仪表。
尽管存在一些缺点,但仍然是广泛应用于工业生产和其他领域的流量计。
各种流量计工作原理与优缺点目录流量计总则 (3)1、按测量原理分类 (4)2、按流量计结构原理分类 (5)1.差压式流量计 (5)2.孔板流量计 (7)3.浮子流量计 (8)4.容积式流量计 (9)5.污水流量计种类 (11)6.涡轮流量计 (12)7.涡街流量计(USF) (14)8.电磁流量计(EMF) (17)9.超声流量计 (20)10.质量流量计 (24)11.热式质量流量计(恒温差TMF) (25)12.科里奥利质量流量计(CMF) (25)13.明渠流量计 (27)14.静电流量计 (27)(electrostatic flowmeter) (27)15.复合效应流量仪表 (27)(combined effects meter) (27)16.转速表式流量传感器 (28)(tachmetric flowrate sensor) (28)流量计总则测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。
流量计是工业测量中重要的仪表之一。
随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高。
流量测量技术日新月异,为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世,目前已投入使用的流量计已超过 100 种。
每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。
按测量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的结构原理进行分类,有容积式流量计、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、质量流量计和插入式流量计。
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。
总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。
因此, 以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
1、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。
差压式流量计的应用概况及优缺点一、应用概况差压式流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、食品、制药等行业,用于流体测量和控制过程中的流量,以实现对工业生产流程的监测和控制。
在这些行业中,差压式流量计被广泛用于液体和气体的测量,包括蒸汽、水、燃气、石油、酸碱、稀酸、稀碱等介质的流量测量。
差压式流量计的原理是依据流体在管道中流过节流装置时,流速增加、静压降低的原理,通过测量节流装置两侧的差压来计算出流量。
其中,节流装置可以是孔板、喷嘴、流量旋翼、均质器等多种形式,具体的选择取决于被测介质的性质和流速范围。
在使用差压式流量计进行流量测量时,需要根据被测介质的性质和流量变化范围来选择合适的节流装置和差压变送器。
如果被测介质是高温、高压、腐蚀性较强或含有颗粒物等特殊介质,需要选用特殊材质或特殊结构的差压式流量计。
二、优缺点1.优点:(1)测量范围广:差压式流量计适用于多种介质的流量测量,包括液体和气体的流量测量。
(2)测量准确性高:差压式流量计采用了差压测量原理,通过测量两侧的差压来计算出流量,可以获得较高的测量准确性。
(3)结构简单:差压式流量计结构简单,可靠性高,并且易于维护和维修。
(4)成本较低:相比于其他类型的流量计,差压式流量计的成本通常较低,适用于对成本要求较为敏感的工业领域。
2.缺点:(1)压力损失较大:由于差压式流量计需要在节流装置中产生差压,因此会导致较大的压力损失,需要消耗更多的能量。
(2)对流体性质敏感:差压式流量计对流体的性质敏感,如介质的粘度、密度等会影响测量的准确性。
(3)不适合高粘度介质:差压式流量计的节流装置一般采用孔板或喷嘴等形式,对粘度较高的介质不太适用,容易出现堵塞等问题。
(4)不适合低流量测量:由于差压式流量计需要产生较大的差压才能进行测量,因此对于低流量的测量,可能无法获得较高的精度。
综上所述,差压式流量计作为一种常见的流量测量装置,广泛应用于工业生产中的流体测量和控制。
简述各种流量计原理及特点. 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)。
常用流量计分类及优缺点分析测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。
流量计是工业测量中重要的仪表之一。
随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高,流量测量技术日新月异。
为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。
目前已投入使用的流量计已超过100种。
每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。
按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的结构原理进行分类:有容积式流量计、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、质量流量计和插入式流量计。
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。
总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。
因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
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.原子物理原理: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: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。
10种流量计的说明流量计是用于测量液体、气体、蒸汽等流体在管道内的流量的设备。
根据测量原理的不同,流量计也可以分为多种类型。
本文将介绍10种常见的流量计,并分别从其原理、优缺点等方面进行说明。
1. 纯浮子式流量计纯浮子式流量计的主要原理是利用一根垂直的管道,内部设置有一个浮子,并用取压孔来测量压力差,从而推算出流量大小。
纯浮子式流量计的特点是测量简单、成本较低,但测量范围较窄。
2. 激磁式流量计激磁式流量计是一种电磁测量流量的装置,主要由测量管、电极、激磁线圈和送信器等组成。
其工作原理是通过电磁感应作用,测量液体或气体在管道中的流量。
使用时需要被测流体具有一定的导电性。
3. 转子式流量计转子式流量计是一种利用液体或气体的动力作用测量流量的装置,主要由转子、测量管、传感器等组成。
其工作原理是通过液体或气体的旋转作用,驱动转子旋转并从而测量流量。
转子式流量计优点是测量准确,缺点是易被介质中的固体颗粒等物质卡住。
4. 涡街流量计涡街流量计是利用流体的惯性作用来完成流量测量的装置,主要由测量管、涡轮、传感器等组成。
其优点是适用范围广,可以精确地测量多种流体,但对介质粘度等性质有一定的要求。
5. 爆破片流量计爆破片流量计是一种由一般管道中可以容纳的气体产生爆炸所以能的流量计。
其主要原理是当管道内的气体流量达到一定程度时,会产生滞留作用,促使元件产生爆炸,再通过测量声音或振动等参数来推算流量大小。
爆破片流量计的优点是精度较高,但因其设置有爆破装置,使用时较为危险。
6. 落体式流量计落体式流量计利用重力来完成测量液体流量的装置,主要由测量管、落体装置等组成。
其工作原理是通过让被测液体自由落体,并通过时间和液体测量管的标定来计算流量大小。
落体式流量计的主要优点是结构简单、适用于粘度较高的液体,但数据处理较为麻烦。
7. 均质器流量计均质器流量计是利用液体在均质器中的压力平衡来测量流量的装置,主要由均质器、流量计、变送器等组成。
For personal use only in study and research; not for commercial use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)。
3. 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。
流量计选型原则及优缺点分析流量计是少数几种使用比制造艰难的仪表之一。
这是因为流量是一个动态量,处于运动状态的液体内部不仅存在着粘性摩擦作用,还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。
测量仪表本身受到众多因素,如:管道、口径大小、形状(圆形、矩形)、边界条件、介质的物性(温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等)、流体的流动状态(紊流状态、速度分布等)以及安装条件与水平的影响。
面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表(先后发展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型),如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型,是应用好流量仪表的前提和基础。
除了仪表自身质量要得到保证,工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。
没有一种流量计是完美的,对任何流体、工况都完全适应的,每种流量计都有自己的特点,有着其适应的条件,因此在对各种测量方法和仪表特性作比较全面了解的前提下,选择出最适合、最稳定可靠的最佳形式。
本文介绍了几种流量计的特点和适用环境。
1、电磁流量计电磁流量计自20世纪50年代末国内首次工业应用以来,七八十年代在流量测量中运用和发展很快。
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,即被测介质垂直于磁力线方向流动,因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX,当磁场强度B与两极间距离d一定时,则感应电动势EX与被测介质流量(流速)成正比。
电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界因素的影响,测量管内部无收缩或凸出部分的压力损失,另外,流量元件检测出的最初信号,是一个与流体平均流速成精确线性变化的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。
根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污水的流量,电磁流量计是一个很好的选择。
它结构紧凑、体积小,安装、操作、维护方便,如测量系统采用智能化设计,整体密封加强,能在较恶劣的环境下正常工作。
常用流量计的基础知识和比较流量计是一种用于测量流体流动速度和体积的仪器。
常用的流量计主要有:差压式流量计、涡街式流量计、电磁式流量计、超声波流量计和质量流量计。
本文将为您介绍这些常用流量计的基础知识和比较。
一.差压式流量计差压式流量计是通过测量绕流体管道的压差(即扩压器前后的压差)来计算流量的。
其优点是测量范围较宽,从小到几毫升/分钟到大量的水/秒不等,测量误差较小、可靠性高。
但是,差压式流量计对管道结构和管道粗糙度的要求较高,对于粘度和密度变化较大的流体,测量误差会增大。
涡街式流量计是通过测量涡轮绕轴线自转的角速度来计算流量的。
其优点是测量范围广泛,可以适应不同流体粘度的测量,并且安装与使用方便。
但是,涡街式流量计对流体在管道中的流动方向要求比较苛刻,具有一定的压力损失,且易受流体中颗粒物的影响。
电磁式流量计是通过测量液体通过磁场产生的电动势来测量液体的流量,其优点在于测量范围非常广泛,测量误差小,使用寿命长,对于含有颗粒物和腐蚀性强的流体,电磁式流量计有很好的稳定性和精度。
但是,其安装必须采用同轴式电极或成对电极,仪器成本较高,也需要较高的安装精度。
四.超声波流量计超声波流量计是通过测量超声波传播速度和方向,来测量流量的。
其优点在于测量范围广泛,不易受流体颜色、浊度、气泡和颗粒物的影响,具有使用方便等优点。
但是,超声波流量计在某些情况下会受到流体波动和结构振动的影响,其测量精度和稳定性有待更进一步改善。
五.质量流量计质量流量计是一种基于质量守恒原理和热力学平衡原理测量瞬时流量的仪器。
其优点在于可以不受温度、压力和流体密度等参数的影响,能够精确测量几乎所有的流体,并且可以反映温度、压力等流体参数变化的影响,具有系统灵敏性和速度性能高等优点。
但是,质量流量计具有高昂的价格和较高的维护成本,需要使用优质的精密元器件,并需要高级的使用和维护技术人员。
总体来看,不同的流量计具有不同的优缺点,一般应根据实际需要选择合适的流量计。
差压式(即节流式,如孔板流量计)流量计测量原理
差压式流量计
差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。
它是目前生产中测量流量最成熟、最常用的方法之一。
通常是由能将被测流体的流量转换成压差信号的节流装置(如孔板、喷嘴、文丘利管等)和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压流量计所组成。
所谓节流装置就是在管道中放置能使流体产生局部收缩的元件。
应用最广的是孔板,其次是喷嘴、文丘利管和文丘利喷嘴。
这几种节流装置的使用历史较长,已经积累了丰富的实践经验和完整的实验资料,因此,国内外都把它们的形式标准化,并称为标准节流装置。
就是说根据统一标准进行设计和制造的标准节流装置可直接用来测量,不必单独标定。
但对于非标准化的特殊节流装置,在使用时,应对其进行个别标定。
差压式流量计测量原理
流体在有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。
节流装置包括节流元件和取压装置。
节流元件是使管道中的流体产
生局部收缩的元件,常用的节流元件有孔板、喷嘴和文丘利管等,下面以孔板为例说明节流现象。
在管道中流动的流体具有动能和位能,在一定条件下这两种能量可以相互转换。
而根据能量守恒定律,流体所具有的静压能和动能,再加上克服流动阻力的能量损失,在没有外加能量的情况下,其总和是不变的。
图示在孔板前后流体的速度与压力的分布情况。
流体在管道截面I 前,以一定的流速v流动。
此时的静压力为P;。
在接近节流装置时,由于遇到节流装置的阻挡,使靠近管壁处的流体受到节流装置的阻挡作用最大,因而使一部分动能转换为静压能,出现了节流装置人口端面靠近管壁处的流体静压力升高,并且比管道中心处的压力要大,即在节流装置人口端面处产生一径向压差,这一径向压差使流体产生径向附加速度,从而使靠近管壁处的流体质点的流向与管道中心轴线相倾斜,形成了流束的收缩运动。
由于惯性作用,流束收缩最小的地方不在孔板的开孔处,而是在开孔处的截面11 处。
根据流体流动的连续性方程,截面II处的流体的流动速度最大,达到v2。
随后流束又逐渐扩大,至截面III后则完全恢复平稳状态,流速便降低到原来的数值,即v1=v3。
由于节流装置造成流束的局部收缩,使流体的流速发生变化,即动能发生变化。
与此同时,表征流体静压能的静压力也在变化。
在截面I 处,流体具有静压力P1。
到达截面II时,流速增加到最大值,静压力则降低到最小值P2,而后又随着流束的恢复而逐渐恢复,由于在孔板端面处,流通截面突然缩小和扩张,使流体形成局部涡流,要消耗一部分能量,同时流体流经孔板时,要克服摩擦力,所以流体的静压力不能恢复到原来的数值P;,而产生了压力损失£=P1-P2。
节流装置前流体的压力较高,称为正压,常以“+ ' 标志;节流装置后流体压力较低,称为负压(不同于真空度的概念),常以“-”标志。
节流装置前后压差的大小与流量有关。
管道中流动的流体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,只要测出孔板前后压差的大小,即可反映出流量的大小,这就是节流装置测量流量的基本原理。
值得注意的是:要准确地测量出截面I 与截面II处的压力P1和P2是有困难的,这是因为产生最低静压力P2的截面II的位置随着流速的不同会改变,事先根本无法确定。
因此,实际上是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点,来测量流体在节流装置前后的压力变化。
因而所测得的压差与流量之间的关系,与测压点和测压方式的选择是紧密相关的。
涡街流量计与孔板流量计优缺点对比
(1)涡街流量计的优点
与节流式差压流量计相比,涡街流量计有如下优点。
②结构简单、牢固、安装维护方便。
无需导压管和三阀组等,减少泄露、堵塞和冻
结等。
②精确度较高,一般为±(1~1.5)%R。
③测量范围宽,合理确定口径,范围度可达20:1。
④压损小,约为节流式差压流量计的1/4~1/2。
⑤输出与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移。
⑥在一定雷诺数范围内,输出频率不受流体物性(密度、粘度)和组成的影响,即仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状、尺寸有关。
(2)涡街流量计的局限性
①对管道机械振动较敏感,不宜用于强振动场所。
②口径越大,分辨率越低,一般满管时流量计用于DN400以下。
③流体温度太高时,传感器还有困难,一般流体温度≤420℃。
④当流体有压力脉动或流量脉动时,示值大幅度偏高,影响较大,因此不适用于脉动流。
(3)节流式差压流量计优点
①节流式差压流量计中的标准孔板结构易于复制,简单牢固,性能稳定可靠,价格低廉。
无需实流校准就可使用,这在流量计中是少有的。
②适用范围广泛。
既适用于全部单相流体,也可测量部分混相流,如气固、汽液、固液等。
③高温高压大口径和小流量均适用。
④对振动不敏感,抗干扰能力特别优越。
(4)节流式差压流量计局限性
①测量精确度在流量计中属中等水平。
由于众多因素的影响错综复杂,精确度难以提高。
②范围度窄,由于仪表信号(差压)与流量为平方关系,一般范围度仅3:1~4:1。
③现场安装条件要求较高,如需较长的直管段(指孔板、喷嘴),一般难以满足。
④节流装置与差压显示仪表之间引压管线为薄弱环节,易产生泄露、堵塞及冻结、信号失真等故障。
最近几年发展起来的一体型节流式差压流量计,虽然仍有引压管线,但长度不足1m,因而减小了这方面的缺陷。
⑤压损大(指孔板、喷嘴)。