1、流量測量原理和分類流量測量的原理和分類作者:國電中自 文章來源:本站原創(chuàng) 點擊數(shù)：8 70更新時間：2008-5 1915:02: 08流量測量的原理和分類1流量測量原理可分為哪幾類？ 答:流量測量按照測量原理可分為以下幾類 差壓式流量計。包括電容式變送器、力平衡式變送器、壓敏電阻式 變送器、雙波紋管式變送器。橢圓齒輪流量計。漩渦流量計。超聲波流量計。靶式流量計。電磁流量計。渦輪流量計。均速管流量計。（阿紐巴流量計） 2.電容式流量變送器的工作原理是什么？（其代表為115 1型、羅斯 蒙特的3051型） 答：電容式變送器的敏感元件為電容，當有差壓輸入時，連在膜片上 的電容與膜片一起產(chǎn)生微小位移

2、， 改變了電容的電容量。通過檢測電 路和轉(zhuǎn)換放大電路，轉(zhuǎn)換成二線制輸出的42 0mA直流信號。3.力平衡式流量變送器的工作原理是什么?答:被測差壓通過彈性敏感元件轉(zhuǎn)換成作用力，使平衡杠桿產(chǎn)生偏轉(zhuǎn), 杠桿的偏轉(zhuǎn)由檢測放大器轉(zhuǎn)換成 420mA的直流電流輸出，電流輸入 處于永久磁場內(nèi)的反饋動圈中，使之產(chǎn)生與作用力相平衡的電磁反饋 力，當作用力與反饋力達到平衡時，杠桿系統(tǒng)就停止偏轉(zhuǎn)，此時的電 流即為變送器輸出電流，它與被測流量成正比。4壓敏電阻式流量變送器的工作原理是什么？（其代表為ST- 300 0智能變送器） 答:當被測差壓作用到傳感器上，其阻值即發(fā)生變化。阻值變化通過電 橋轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過模

3、/數(shù)（A/ D）變換器送入微處理器。同時，環(huán)境溫度和靜壓通過另外兩個輔助傳感器轉(zhuǎn)換為電信號 ，再經(jīng)模/數(shù)（A/D）變換器送入微處理器。經(jīng)微處理器運算處理后送至（D /A）變換 器輸出420m A的D C模擬信號或420mA的D C數(shù)字信號。5雙波紋管流量計的工作原理是什么?答:雙波紋管流量計是根據(jù)差壓與位移成正比的原理工作的，當正負 壓室產(chǎn)生差壓后，處于正壓室中的波紋管被壓縮 ，填充工作液通過阻 尼環(huán)與中心基座之間的環(huán)隙和阻尼旁路流向處于負壓室中的波紋管 從而破壞了系統(tǒng)平衡。連接軸按水平方向從左向右移動， 使量程彈簧 產(chǎn)生相應(yīng)的拉伸，直到量程彈簧的變形力與差壓值所產(chǎn)生的測量力平 衡為止。此時，

4、系統(tǒng)在新的位置上達到平衡，由連接軸產(chǎn)生的位移量, 通過扭力管轉(zhuǎn)換成輸出轉(zhuǎn)角，因其轉(zhuǎn)角與差壓成正比，故可用轉(zhuǎn)角大小 表示差壓高低，用特定刻度盤就可以顯示其流量。6橢圓齒輪流量計的工作原理是什么？答:橢圓齒輪流量計是根據(jù)被測介質(zhì)的能量來推動橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)，從而 以齒輪的旋轉(zhuǎn)排出介質(zhì)的多少來測量流量的。7漩渦（渦街）流量計的工作原理是什么？ 答：漩渦流量計是一種新型流量儀表，它由傳感器及與其配套的顯示 儀表兩部分組成。傳感器包括旋渦發(fā)生體、感測器及信號處理系統(tǒng)三 部分。旋渦發(fā)生體是核心，它是一非線形柱狀物體（圓柱或三角柱等）, 垂直插在流體中，當流速大于一定值時，在柱狀物體下游兩側(cè)將產(chǎn)生 兩排旋轉(zhuǎn)方向

5、相反、交替出現(xiàn)的漩流，這兩排平行的渦流成為卡門渦 街。一般情況下，柱狀物后面產(chǎn)生的渦街是不穩(wěn)定的，只有當渦街的 距離H和旋渦間隔L之比為0.2 81時才穩(wěn)定，此時旋渦的分離頻率 正比于流量值，旋渦頻率由感測器檢出，經(jīng)放大、濾波整形等處理后, 得到代表渦街的數(shù)字脈沖并送至配套的儀表，顯示出瞬時流量或累計 流量。8.電磁流量計的工作原理是什么?答:電磁流量變送器是由電磁流量傳感器與電磁流量轉(zhuǎn)換器組合而成的,電磁流量變送器測量流量的依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律，它是在非 限性管道中測量導電流體的平均流速，在工作管道的兩側(cè)有一對電磁 鐵，當勵磁繞組通入交流電后，產(chǎn)生一個與工作管道相垂直的交變磁 場，當導電

6、液在管道內(nèi)流動時并切割了磁力線， 因此液體中產(chǎn)生了與 流體平均速度成正比的電動勢，這個電動勢由裝于導管壁上的一對電 極輸出，轉(zhuǎn)換器將傳感器檢測得到的電壓信號放大，并轉(zhuǎn)換成420mA的直流標準信號輸出。9.靶式流量計的工作原理是什么?答：靶式流量計是一種節(jié)流變壓降式流量計，它的工作原理為：在管 道中同心地設(shè)置一圓形靶作為節(jié)流件，靶與管壁之間形成環(huán)行通流截 面，流體在靶前后所形成的壓差對靶形成一個推力，推力的大小與流體 的動能（或流速大小）及靶面積的大小成正比。作用于靶上的推力通 過杠桿系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱厮偷搅ζ胶庾兯推鳎善滢D(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栔?輸出，以達到測量流量的目的。10簡述靶式流量計工作過程。

7、答：在管道中裝設(shè)一個 靶板”靶板是一個圓鋼片或圓鋼球。當流體 從管道中流過時，對靶作用一個沖擊力，使靶產(chǎn)生位移帶動主杠桿移 動,通過支點傳遞給副杠桿帶動反饋線圈位移，使位移檢測鋁片產(chǎn)生位移，經(jīng)位移檢測放大器將檢測鋁片的位移轉(zhuǎn)換成42 0mA的直流電 流信號。11超聲波流量計的工作原理是什么？ 答:超聲波流量計的工作原理是：在流體中超聲波向上游和下游的傳播 速度由于疊加了流體的流速而不相同，因此，可以根據(jù)超聲波向上游、下游傳播速度之差測得流體流速。測定流體流速的方法很多，主要有 時間法、相位法或頻率差法等方法。具體的測量方法如下：在管壁的 斜對面固定兩個超聲波振子 TR1、T R2,兼作為超聲波

8、的發(fā)送和接收元件。由一側(cè)的振子產(chǎn)生的超聲波脈沖穿過管壁流體-管壁，被 另一側(cè)的振子接收，并轉(zhuǎn)換成電脈沖，經(jīng)放大后再用此電脈沖來激發(fā)對面的發(fā)送振子，形成所謂的單環(huán)自激振蕩。振蕩周期由超聲波在流 體中的順流傳播速度決定，周期的倒數(shù)即為單環(huán)振蕩頻率f1。一定時 間間隔以后，經(jīng)切換電路使發(fā)送振子切換成接收振子，而接收振子切 換成發(fā)送振子，單換振蕩頻率f2取決于超聲波在逆流中的傳播速度。由于f2和f1的差值與管徑方向的流體平均流速成線性關(guān)系，循環(huán) 交替的測出f2和f1，通過運算電路可算得流量。12渦輪流量計的工作原理是什么?答:渦輪流量計主要由渦輪、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換器（永久磁鐵和感應(yīng)線圈）等 部分組成。當被測流

9、體通過流量計時，沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)。周 期性地改變檢測線圈磁電回路的磁阻。由于通過線圈的磁通量發(fā)生周 期性變化,使檢測線圈產(chǎn)生與流量成正比的脈沖信號，經(jīng)放大器放大 后,送入顯示儀表其瞬時流量。13均速管流量計（阿紐巴流量計）的工作原理是什么？ 答:均速管流量計的工作原理為：通過管道某一截面的連續(xù)流體，其體 積流量與在此截面上測得的動壓的平方根成正比。1 4.說明流量測量的意義。答:在火力發(fā)電廠熱力過程中，需要連續(xù)監(jiān)視水、汽、煤的油等的流量 或總量，其目的是多方面的。例如，為了進行經(jīng)濟核算需測量原煤或 燃油量;為了控制燃燒，測量燃料和空氣量是不可少的；而給水流量和 蒸汽流量則是進行汽包水位

10、三沖量調(diào)節(jié)不可缺少的。另外檢測鍋爐每 小時的蒸發(fā)量及給水泵在額定壓力下的給水流量 ，能判斷該設(shè)備是否 在最經(jīng)濟和安全的狀況下運行。15.流量測量儀表有哪幾種？ 答：差壓式流量計;速度式流量計;體積式流量計;恒壓式流量計;動壓式流量計;電磁流量計;靶式流量計。16.已知節(jié)流件的計算公式為 M=0.01251 a o職20 p說明式中每答:個符號的意義。M =0 .0 12 51 ao £ iepD V'bo p式中M 質(zhì)量流量，kg /h;a 0流量系數(shù)；ie管道粗糙度修正系數(shù);p節(jié)流件和管道的直徑比;D管道內(nèi)徑,m mh2 0 節(jié)流件前后的差壓，用20C時的毫米水柱或毫米汞柱

11、高度表示。P工作狀態(tài)下流體的密度，kk/ m3&流速膨脹系數(shù),對于液體，£ =11 7 簡述節(jié)流變壓降流量計的測量原理，并寫出體積流量基本計算公 式。答：在流體管道內(nèi)，加一個孔徑較小的節(jié)流件，當流體通過節(jié)流件時, 產(chǎn)生局部收縮，部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能，收縮截面出口流體的平均流速 增加，靜壓力減小，在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓差，流體的速度愈大，這個靜壓差也愈大，兩者的關(guān)系一一對應(yīng)，測出節(jié)流件的壓差，就可間接 地測出流體的流量。Qm =0 .01251c0gRe £ 2D2(h2 0/p)1 r 式中,Qm流體的質(zhì)量流量；a 0流量系數(shù);Ye管道粗糙度修正系數(shù)；£ 膨脹

12、系數(shù);B節(jié)流件的直徑比;D 管道直徑;h20溫度為20C時，節(jié)流件前后的差壓;P流體密度。18.簡述渦輪流量計的工作過程。答:當被測流體通過變送器時，沖擊渦輪葉片，使渦輪轉(zhuǎn)動，在一定的 流量范圍內(nèi)、一定的流體黏度下，渦輪上的導磁不銹鋼制成的螺旋形 葉片輪流接近處于管壁上的檢測線圈，周期性地改變檢測線圈磁電回 路的磁阻，使通過線圈的磁通量發(fā)生周期性變化，進而使檢測線圈發(fā) 生與流量成正比的脈沖信號。此信號經(jīng)前置放大器放大后，可遠距離 傳送至顯示儀表。19.電磁流量計具有哪些特點?答:(1)變送器內(nèi)徑與管道內(nèi)徑相同，內(nèi)部沒有阻力元件及活動部件 沒有壓力損失，因而測量范圍廣，在0100m/S流速范圍內(nèi)

13、均可應(yīng)用。(2)可測腐蝕性液體，并且耐磨損。(3)變送器輸出的電信號與被測流體溫的流速成正比，顯示儀表不需采 取線性化措施。體積測量誤差小。(4)變送器對環(huán)流不敏感，因而對流量計前面的直管段要求較短。(5)反映靈敏,能測定正反向的流體流量。(6)可測管道口徑范圍大，管道直徑在0.52.4m范圍內(nèi)均適用。(7 )儀表輸出010m A或420m A直流電流信號。(8)測量流體的體積流量時，不受流體的溫度、壓力等參數(shù)的影響。20給水流量信號如何進行補償?答:由于溫度對水的密度的影響較大，所以給水流量通常采用溫度補 償。21風量信號如何進行補償？ 答：由于溫度對空氣的密度影響較大，所以采用溫度信號校正

14、。2 2 流量測量的分類和工作原理是什么?答：流量測量的分類和工作原理如表 1-1所示。23流量測量的分類和工作原理種類典型產(chǎn)品工作原理主要特點差壓式流量計雙波紋管差壓計膜片式差壓計1流體通過節(jié)流裝置 時，其流量比較成熟，應(yīng) 用廣泛，儀表 出廠時不用標差壓變送器與節(jié)流裝置（配二次儀前后的差壓表）有一定的關(guān)電子開方器系。比例積算器2.對壓差變ST-3000 型變送器輸出進送器行開方運電容式變送器算，使輸出 和流量成線 性比例關(guān) 系。3對瞬時流 量進行積 算，求累計 流量。葉輪式流量計（水表）葉輪或渦輪速度式流量計渦輪流量計被流體沖轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比精確度高，測量范圍大，靈敏，耐壓高,信號能遠傳,但壽命短體積式流量計橢圓齒輪流量計羅茨流量計橢圓型齒輪 或轉(zhuǎn)子被流 體沖轉(zhuǎn)，每 轉(zhuǎn)周便有 定量的流體 通過精確靈敏，但結(jié)構(gòu)復雜，成本高恒壓降式流量計轉(zhuǎn)子流量計沖塞式流量計轉(zhuǎn)子或沖塞 上下壓降一 定，它們被 流體沖起的 高度與流量 大