化工仪表的五种流量计介绍.docx

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1、化工仪表的五种流量计介绍电磁流量计在流量测量中，当被测介质是具有导电性的液体介质时，可以应用电磁感应的方法来测量流量。电磁流量计的特点是能够测量酸，碱，盐溶液以及含有固体颗粒（例如泥浆）或纤维液体的流量。电磁流量计通常由变送器和转换器两部分组成。被测介质的流量经变送器变换成感应电势后，再经转换器把电势信号转换成统一的OIOmA直流信号作为输出，以便进行指示，记录或与电动单元组合仪表配套使用。电磁流量计变送部分的原理图如下图所示。图317电磁流量计点星简图1一磁极；2-电极；3-管道在一段用非导磁材料制成的管道外面，安装有一对磁极N和S,用以产生磁场。当导电液体流过管道时，因流体切割磁力线而产生

2、了感应电势（根据发电机原理）。感应电势的方向由右手定则判断，其大小由下式决定；K称为仪表常数，在磁感应强度B,管道直径D确定不变后，K就是一个常数，这时感应电势的大小与体积流量之间具有线性关系，因而仪表具有均匀刻度。特点:电磁流量计的测量导管内无可动部件或突出于管内的部件，因而压力损失很小。在采取防腐衬里的条件下，可以用于测量各种腐蚀性液体的流量，也可以用来测量含有颗粒，悬浮物等液体的流量。止匕外，其输出信号与流量之间的关系不受液体的物理性质（例温度，压力，粘度等）变化和流动状态的影响。对流量变化反应速度快，故可用来测量脉动流量。缺点和注意事项:电磁流量计只能用来测量导电液体的流量，其导电率要

3、求不小于10-6-10-51（cm）,即不小于水的导电率。不能测量气体，蒸汽及石油制品等的流量。由于液体中所感应出的电势数值很小，所以要引入高放大倍数的放大器，由此而造成测量系统很复杂，成本高，并且很容易受外界电磁场干扰的影响，在使用不恰当时会大大地影响仪表的精度。在使用中要注意维护，防止电极与管道间绝缘的破坏。安装时要远离一切磁源（例如大功率电机，变压器等）。不能有振动。涡轮流量计在流体流动的管道内，安装一个可以自由转动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮的转速或

4、转数，就可确定流过管道的流体流量或总量。下图是涡轮流量计的结构示意图它主要由下列几部分组成叶轮3是用高导磁系数的不锈钢材料制成。叶轮芯上装有螺旋形叶片。流体作用于叶片上使之转动前导向件2是用以稳定流体的流向和支承叶轮的磁电感应转换器是由线圈和滋钢组成，用以将叶轮的转速转换成相应的电信号，以供给前置放大器5进行放大。整个涡轮流量计安装在外壳1上，外壳1是由非导磁的不锈钢制成，两端与流体管道相连接。交变电信号的频率与涡轮的转速成正比，也即与流量成正比。这个电信号经前置放大器放大后，送往子计数器或电子频率计，以累积或指示流量特点:涡轮流量计安装方便,磁电感应转换器与叶片间不需密封和齿轮传动机构，因而

5、测量精度高，可耐高压，静压可达50MPao由于基于磁电感应转换原理。故反应快，可测脉动流量。输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。缺点和注意事项:涡轮流量计的涡轮容易磨损，被测介质中不应带机械杂质，否则会影响测量精度和损坏机件。因此，一般应加过滤器。安装时，必须保证前后有一定的直管段，以使流向比较稳定。一般入口直管段的长度取管道内径的10倍以上，出口取5倍以上。椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计是属于容积式流量计的一种。它对被测流体的粘度变化不敏感，特别使合干测量高粘度的流体（例如重油，聚乙烯醇，树脂等），甚至糊状物的流量。1、工作原理椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个相互啮合的椭圆形齿轮A和B,

6、轴及壳体组成。椭圆齿轮与壳体之间形成测量室，如图所示如图(a),(b),(C)所示，椭圆齿轮转动了1/4周,其所排出的被测介质为一个半月形容积。所以，椭圆齿轮每转一周所排出的被测介质量为半月形容积的4倍。故通过椭圆齿轮流量计的体积流量QQ=4nV0式中n一椭圆齿轮的旋转速度；VO半月形测量室容积。椭圆齿轮流量计的流量信号(即转速n)的显示,有就地显示和远传显示两种。2、使用特点由于椭圆齿轮流量计是基于容积式测量原理的，与流体的粘度等性质无关。因此，特别适用于高粘度介质的流量测量。测量精度较高，压力损失较小，安装使用也较方便。但是，在使用时要特别注意被测介质中不能含有固体颗粒，更不能夹杂机械物，

7、否则会引起齿轮磨损以至损坏。为此，椭圆齿轮流量计的入口端必须加装过滤器。另外，椭圆齿轮流量计的使用温度有一定范围，温度过高，就有使齿轮发生卡死的可能。椭圆齿轮流量计的结构复杂，加工制造较为困难，因而成本较高。如果因使用不当或使用时间过久，发生泄漏现象，就会引起较大的测量误差。转子流量计节流装置对管径小于50mm,低雷诺数的流体的测量精度是不高的。而转子流量计则特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，测量的流量可小到每小时几升。1工作原理转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管;转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的

8、流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状已经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或

9、变小时，转子将作向上或向下的移动，相应位置的流动截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法:一种是在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动，另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。2、测量范围SSDN(mm)流量范圉百通

10、型！径DN(mm)空气vn20C01013水Uh20C25MPa最K压力或失空气(kPa)水(kPa)1515255080100007M).72.5-250.11-1.146407.16.5126.50181866600282.8101007.3667.56.6040-4016-16080680.70-7.025250100104(h40010.87.21086251.6X6606。0300-3010010001411.17.77450451601600700-7025025008.881210850801001U110400400018-18060060001915.8868.1252501

11、000100004040016001600010.41115.617757502500250001-10004000-40G00819.51500600060000101501258000-8000010000100000150100(1500003、安装注意为了能让转子流量计正常工作且能达到一定的测量精度，在安装流量计时要注意以下几点：1、转子流量计必须垂直安装在无振动的管道上。流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2。,水平安装时水平夹角优于2。;(现在有可水平安装的转子流量计)2、为了方便检修和更换流量计、清洗测量管道，安装在工艺管线上的金属管浮子流量计应加装旁路管道和旁路阀；3、转子流量

12、计入口处应有5倍管径以上长度的直管段，出口应有250mm直管段;4、如果介质中含有铁磁性物质，应安装磁过滤器;如果介质中含有固体杂质，应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器；5、当用于气体测量时，应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失，以使浮子稳定工作；6、为了避免由于管道引起的流量计变形，工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行，管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷，测量系统中控制阀应安装在流量计的下游：7、测量气体时，如果气体在流量计的出口直接排放大气，则应在仪表的出口安装阀门，否则将会在浮子处产生气压降而引起数据失真。8、安装PTFE衬里的仪表时,法兰螺母不要随意不对称拧得

13、过紧,以免引起PTFE衬里变形；9、带有液晶显示的仪表，要尽量避免阳光直射显示器，以免降低液晶使用寿命;带有锂电池供电的仪表,要尽量避免阳光直射、高温环境仁65。C）以免降低锂电池的容量和寿命。差压式流量计一、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量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。在单元组合仪表中，由节流装置产生的压差信号，经常通过差压变送器转换成相应的标准信号（电的或气的），以供显示，记录或控

14、制用。1、节流现象与流量基本方程式Q）节流现象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。节流装置包括节流件和取压装置，节流件是能使管道中的流体产生局部收缩的元件，应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴，文丘里管等。下面以孔板为例说明节流现象。流动流体的能量有两种形式，即静压能和动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转化，但是，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。差压式流量计，由于使用历史长久，已经积累了丰富的实践经验和完整的实验资料。因此，国内外已把最常用的节流装置

15、，孔板，喷嘴，文丘里管等标准化,并称为“标准节流装置”。标准化的具体内容包括节流装置的结构，尺寸，加工要求，取压方法，使用条件等。例如：标淮孔板对尺寸和公差，光洁度等都有详细规定。其中d/D应在0.2-0.8之间；最小孔径应不小于12.5mm;直孔部分的厚度h=(0.0050.02)D;总厚度H0.05D;锥面的斜角=300450等等。图示在孔板前后流体的速度和压力的分布情况。节流装置前流体压力较高，称为正比，常以“十”标志;节流装置后流体压力较低，称为负压（注意不要与真空混淆），常以“一“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，我们只要测出孔板前后两侧压差的大小，即可表示流量的大小，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与截面处的压力是有困难的，这是因为产生最低静压力的截面的位置随着流速的不同会改变的，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的。