流量计主要有哪几种分类测量原理分别是什么

tasaki2023-04-29  10

目前流量测量的方法很多, 测量原理和流量传感器(或称流量计)也各不相同。

一、差压式流量计的基本构成和原理:

差压式流量传感器又称节流式流量传感器, 主要由节流装置和差压传感器 (或差压变送器)组成。 它是利用管路内的节流装置, 将管道中流体的瞬时流量转换成节流装置前后的压力差, 然后用差压传感器将差压信号转换成电信号, 或直接用差压变送器把差压信号转换为与流量对应的标准电流信号或电压信号, 以供测量、 显示、 记录或控制。

节流装置的作用是把被测流体的流量转换成压差信号。 当被测流体流过节流元件时,流体受到局部阻力, 在节流元件前后产生压力差, 就像电流流过电阻元件产生电压差那样。

二、 容积式流量计又称排量流量计(positive displacement flowmeter), 简称PD流量计或PDF, 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, 根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。PD流量计一般不具有时间基准, 为得到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。

容积式流量计的分类: 1 椭圆齿轮流量计 2 腰轮流量计(又称罗茨流量计)

3 活塞式式流量计 活塞受被测介质推动在气缸中往复运动, 每往复一次送出一定量介质, 主要用于测量较低粘度的油类, 可以测量很小的流量。 4 刮板式流量计 在它的偏心转子上安装有刮板, 在转子旋转时由刮板与外壳间构成固定容积将介质送出流量计,再根据转子的转数确定总量。

三、 速度流量计——叶轮式流量计

通过叶轮盒的分配作用,将多束水流从叶轮盒的进水口切向冲击叶轮使之旋转,然后通过齿轮减速机构连续记录叶轮的转数,从而记录流经水表的累积流量。

四、振动式流量计

根据流体受阻后产生振动漩涡的原理制成的流量传感器,又称漩涡式流量计(俗称涡接流量计)。流体在流动过程中遇到某种阻碍后在它的下游会产生一系列自激振荡的漩涡,测量流量漩涡的振动频率就可推算出流量值。该进动频率与流量大小成正比,不受流体物理性质和密度的影响。

五、 电磁式流量计

流量传感器是把流过管道内的导电液体的体积流量转换为线性电信号。其转换原理就是著名的法拉第电磁感应定律,即导体通过磁场,切割电磁线,产生电动势。

六、质量流量计

科里奥利流量计 :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。

质量流量计

质量流量计泛指可以直接测出质量流量读数的流量计。专指利用科里奥利原理的流量计。

质量流量=密度×流速×流通面积 (M=ρνA ),当式中的密度ρ由流量计自行检测获得时,这种流量计就可以称为质量流量计。

质量流量计可分为直接式和间接式两种:

直接式的工作原理往往和介质的质量(密度)相关,即直接测出与ρν成比例的信号。目前运用较多的直接式质量流量计有:利用科里奥利原理的质量流量计和利用流体与固体的热能交换原理的热式流量计。前者只能用于液体介质测量,后者多用于气体介质测量。

间接式则是在测流速的同时测量介质密度,或者测量介质的温度、压力并通过对应关系获得介质密度,并由密度、流速和流通面积推导出质量流量。

 

利用科里奥利原理的流量计-科氏力质量流量计 

在一个转动中的轮盘中,当一个质点从圆心沿着半径向边沿运动时,会产生一个导致圆盘转速下降的力。反之则会产生一个导致圆盘转速上升降的力。这个力的大小和质点的质量以及运动速度有直接关系。最早系统研究这类现象的人叫科里奥利,这个力也被称为科氏力。

将上述现象中的质点运动及轨迹换成管道及其中流动的介质,将将上述现象中的转动限制在很小范围内的来回转动。则根据科里奥利原理可知,当沿管道由圆心向外流动时,会产生一个使来回转动频率下降的力。当沿管道向圆心流动时,会产生一个使来回转动频率上升的力。这个力的大小和介质的密度以及流速大小有直接关系。

制作一个使介质向先下流动,然后再向上使流动的管道,施加一个使管道下方来回震动的,具有固定频率的力,使管道下降段和上升段做来回圆周运动。当管道中介质流动时,由于科氏力的作用,管道下降段和上升段的震动频率与推动管道震动的频率会产生一个相位差。这个相位差与介质的密度、流速、以及管道形状(流通面积)成一定的比例关系,检出这个相位差,可以直接得到质量流量。

根据这个原理工作的流量计,目前都称为质量流量计或科氏力质量流量计。

管道流量计又称为管道式电磁流量计,它能满足现场监测显示的同时可输出标准电流信号的(4-20mA)供电记录可调节和控制,可广泛应用于化工环保,医药,酿造等行业管道内导电介质的液体流量计量,除测量一般导电液体外,它还可以根据用户特殊需要,还可测量导电的液固两相流,高黏度液体及盐类,强酸,强碱等液体的流量。

流量计,是计量各种液体数量的仪表。你家里一定有水表吧?计量你家使用了多少自来水的水表就是典型的流量计的一种。复杂的或先进的流量计都带有能将流量这种物理量转换成计算机能懂的脉冲信号0与1,以便进行计算机自动控制与计量,多用在水厂、化工厂、电厂以及一般用液体的企业。

不同的流量计工作原理不一样。

超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后,被另一个探头接收到,同时,第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到。由于受到介质流速的影响,二者存在时间差Δt,根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt,进而可以得到流量值Q。

涡轮流量计的工作原理是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

明渠流量计的工作原理是利用超声波技术,通过测量流体液位高度,再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量,明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下,发射和接受超声波,根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离,从而得到液位高度,由于该液位与流量之间有一定的比例关系,因此可根据计算公式最终得到液体流量Q。

流量计英文名称是flowmeter,全国科学技术名词审定委员会把它定义为:指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。

工程上常用单位m3/h,它可分为瞬时流量(Flow Rate)和累计流量(Total Flow),瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量,流过的物质可以是气体、液体、固体;累计流量即为在某一段时间间隔内(一天、一周、一月、一年)流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量,所以瞬时流量计和累计流量计之间也可以相互转化。

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