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什麽是流量測量儀表

發布時間:2016-04-28 作者: 來源:本站(zhàn)整理 瀏覽:2166

  流量測量(liàng)儀表是用來(lái)測量管(guǎn)道或明溝中的液體、氣體或蒸汽等流體流(liú)量的工業自(zì)動化儀表,又稱流量計(jì)。

  流量是指單位時間內流經管(guǎn)道有效截麵的流體數量,流體數量(liàng)用體積表示者稱為體(tǐ)積流量,單位為米?/時、升/時等;流體數量用質量表示者稱為質(zhì)量流量,單位為噸/時、千克/時等。

  早在1738年,瑞(ruì)士人丹尼爾第一?伯(bó)努利以伯努利方程為基礎,利用差壓法測量水(shuǐ)流量;後來(lái)意大利人文丘裏研究用文丘裏管測量流量,並於1791年發表了研究結果;1886年,美國人(rén)赫謝爾用文丘裏(lǐ)管製成測量水流量的實用裝置。

  20世紀初(chū)期到中期,原有(yǒu)的測量原理逐漸成熟,人們開始探索(suǒ)新的測量原理。自1910年起,美(měi)國開始研製測量明溝中水流量的槽式流量計。1922年,帕歇爾將原文丘裏水槽改革為帕歇爾水槽。

  1911~1912年,美籍匈牙利人卡門提出卡門渦街的新理論;30年代,又出現了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法,但到第二次世界大戰為止未獲很(hěn)大進展,直到1955年(nián)才有應用聲循環法的馬克森流量計,用於測(cè)量航空燃料的流量。1945年,科林用交變磁場成(chéng)功地測量了血液流動的情況。

  二十(shí)世紀60年代以後,測量儀表開始向精密化、小型化等方向發展。例如,為了提高差(chà)壓儀表的精確(què)度,出現了力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器;為使電磁流(liú)量(liàng)計的傳感器小型化和改善信噪比,出現了用(yòng)非均勻磁場(chǎng)和低頻勵磁方(fāng)式的電磁流量計。此外,具有寬測量範圍和無活動檢測部(bù)件的實用卡門渦(wō)街流量計也在70年代問世(shì)。

  隨著集成電路技術的迅(xùn)速發展(zhǎn),具有(yǒu)鎖相環路技術的超(chāo)聲(波)流(liú)量計也得到了普遍應用。微型計算機的廣泛應用,進一步提高了流量測(cè)量的能力,如激光(guāng)多普勒流速計(jì)應用微型計算機後,可(kě)處理較為複雜的信號(hào)。

  流量可利用各種(zhǒng)物理現象來間接測量,所以(yǐ)流量測量(liàng)儀表種類繁多。按測量方法分,流量計有差壓式、變麵積式、容積式、速度式和電(diàn)磁式等。

  差壓流量計是應用非常廣(guǎng)泛的一類流量測量儀表,約占流量測量儀表總數的70%。它由節流裝置和差壓計兩部分組成,充滿圓管(guǎn)的流體流經節流(liú)件(如孔板(bǎn))時,流(liú)束在孔板處形成局(jú)部收縮,由(yóu)於(yú)流(liú)速增加、靜壓(yā)力降低而在(zài)孔板前後產生壓差,這一壓差與流量的平方成正比。

  測量壓差的儀表有應變、電容和振弦式(shì)等差壓變送器,以及雙波紋管差壓計等類(lèi)型。這類(lèi)儀表調試方便,且已規範化。隻要將節流裝置(zhì)與差壓計配套就可(kě)用於測(cè)量流體的流量。

  變麵(miàn)積式流量計的主要形式是轉(浮)子流量計,是由錐形(xíng)玻璃管和浮子組成,浮子能在垂直安(ān)裝的錐形玻(bō)璃管內上下移動。被測流體自下向上流過管壁與浮子之間環隙(xì)時,托起浮子向上,這時管與浮子之間的環隙麵積增大,直到浮子兩邊壓差所形成的力與浮子重力相等時,浮子便處(chù)在一個平衡位置。

  流量變化時浮子兩邊壓差所形成的力也隨(suí)之變化,使浮子又在一個新的(de)位置上重新平衡,浮子浮起的高度即為流量(liàng)計的讀數。

  渦輪流量計由(yóu)傳感器和顯示儀表組(zǔ)成,傳感器主要由磁電感應轉換器和渦輪(lún)組成。流體(tǐ)流(liú)過傳感器時,先經過前導流件,再推動鐵磁材(cái)料製成的渦輪旋轉。旋轉的渦輪切割固殼體上的磁電感應轉換器的磁力線,磁路中(zhōng)的磁阻便發生周期性的變化,從而感應出交流電信號。

  信(xìn)號的頻率與(yǔ)被(bèi)測流體的體積流量成正比,傳感(gǎn)器的輸出信號(hào)經前置放大(dà)器放大後輸至(zhì)顯示儀(yí)表,進行流量指示和積算。渦輪轉(zhuǎn)速信號還可用光電效應、霍(huò)耳效應等轉換器檢出。

  電磁流量計(jì)是由傳感器、轉(zhuǎn)換器和顯示儀表(biǎo)組成,根據法拉第電磁(cí)感應定律(lǜ)工作。

  卡門渦街流(liú)量計是在流體中放置一個非流線型柱狀物(圓(yuán)柱或三角柱形等),在某一雷諾數範圍內便會在柱狀物後(hòu)麵的兩側交替地產生一種有規律的旋渦(wō)。根據兩側(cè)旋渦之間的距離與同側旋渦之間距的(de)相互關係,就可測出旋渦(wō)頻率即可得出體積流量。

  一般流量計測量的是體積流量,而流體密度是隨著溫度、壓力的變化而變化的。因此,在密度變化的(de)情況下,求出的(de)體積流量對某一規定的工況來說是不準(zhǔn)確(què)的,而質量流量卻與溫度、壓力變化無關。因此在一些情況下,就需要使用質量流量計(jì)了。質量流量計可分為(wéi)直接式和推導式兩(liǎng)類。

  為了(le)滿足流量(liàng)測量的特殊要求,隨著新技術的發展,又出現一些(xiē)新型流量測量儀表。例如多普勒激光(guāng)流速計能測量射(shè)流元件內(nèi)氣流變(biàn)化速度、超(chāo)聲速的氣流和湍流、燃燒火焰,特別是它能測量速度的分布;用氣(qì)動力輸送各種物料時,需要測量(liàng)氣(qì)-固兩相流的流量,為此而研製出一種不需要單獨標定的相關流量(liàng)計。

  另外,為(wéi)了解決煙絲(sī)、水泥和玉米粉等固體流量測量,而研製出衝量流量計;為解決礦石、紙、煤破(pò)碎後變成漿狀液的輸(shū)送,和汙水處理、挖泥等汙泥的運送中的計量問題(tí),已有耐磨內襯和帶濃度補償的電磁流量計;另外,在(zài)大口徑中插入一(yī)種由小口徑渦輪、渦街(jiē)和電磁等製成的插入式流量計,就(jiù)可測量大(dà)流量,而且儀器價格低廉(lián),壓損小,也便於維修(xiū)。

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