1、流量檢測工作儀表4.7.1 轉子流量計轉子流量計 又稱恒壓降變面積流量計，適用于中小流量。檢測原理檢測原理 流體在錐形管中自下而上流動，其中的浮子（轉子）將穩定在某一個位置。 20SSSAgCAQA0環狀流通面積；AS浮力面積（最大） 信號轉換信號轉換 轉子流量計根據顯示方式的不同可分為兩類： 直接指示型的轉子流量計 電遠傳轉子流量計LZ系列金屬管浮子流量計系列金屬管浮子流量計 轉子流量計的特點轉子流量計的特點 主要適用于中小管徑、較低雷諾數的中小流量的檢測； 結構簡單，使用方便，工作可靠，儀表前直管段長度要求不高； 基本誤差約為儀表量程的12%，量程比可達101； 易受工作介質密度，粘度，純

2、凈度等影響注意節流孔板與轉子的區別： a.恒壓降 b.b.變截面 4.7.2 渦輪流量計渦輪流量計渦輪流量計是從葉輪流量計（水表）基礎上發展起來的；渦輪流量計是從葉輪流量計（水表）基礎上發展起來的；當流體流經渦輪時，由于流體的沖擊作用，將使渦輪發生旋，轉動的頻率當流體流經渦輪時，由于流體的沖擊作用，將使渦輪發生旋，轉動的頻率 與流量等相關；與流量等相關；測量出葉輪的轉速或頻率，就可確定流過管道的流體流量和總量。測量出葉輪的轉速或頻率，就可確定流過管道的流體流量和總量。渦輪流量計主要由渦輪、導流器、磁電感應轉換器、放大與信號變換。渦輪流量計主要由渦輪、導流器、磁電感應轉換器、放大與信號變換。磁電

3、感應轉換器是將渦輪轉換成電脈沖數，這是渦輪流量計的關鍵部分。磁電感應轉換器是將渦輪轉換成電脈沖數，這是渦輪流量計的關鍵部分。葉輪用磁性的不銹鋼做，管道外裝上傳感器，它由磁鋼和線圈組成。當葉輪用磁性的不銹鋼做，管道外裝上傳感器，它由磁鋼和線圈組成。當葉片轉動時周期也改變檢測器中磁路的磁阻，使通過感應線圈的磁通量隨葉片轉動時周期也改變檢測器中磁路的磁阻，使通過感應線圈的磁通量隨之變化。這樣，在感應線圈的兩端即感應出脈沖信號。之變化。這樣，在感應線圈的兩端即感應出脈沖信號。渦輪流量傳感器結構示意圖 1、一個設計和加工精良的渦輪轉子2、流體推動渦輪轉子3、一副電磁脈沖發生器 精度較高0.5級，常作標準

4、表。 量程比較大10：1。 適用于清潔介質（一般要裝過濾器）。 周圍不能有強磁場。 介質的密度、粘度變化對測量結果有影響。 反應迅速，可測脈動流量。渦輪流量計渦輪流量計4.7.3 渦街流量計渦街流量計 渦街流量計也稱漩渦流量計 漩渦流量計有兩種：一種是應用自然振蕩的卡門漩渦列原理而制成的稱為卡門漩渦流量計；另一種是應用強迫振蕩的漩渦旋進原理而制成的稱為旋進式漩渦流量計 60年代末期發展起來的一種較新的流量測量技術。一、檢測原理一、檢測原理 渦街流量計實現流量測量的理論基礎是流體力學中著名的“卡門渦街”原理。 若在流體中垂直于流向放置一個圓柱體或棱柱體，在它下游兩側就會交替出現漩渦，兩側漩渦的旋

5、轉方向相反，并輪流地從柱體上分離出來，這兩排平行的非對稱的漩渦列稱為卡門渦街。 漩渦發生體是漩渦流量計的核心。漩渦發生體的形狀主要有圓柱形、方柱形和三角柱形，也有組合式的。卡門渦街卡門渦街lh圓柱體后漩渦發生的頻率為：圓柱體后漩渦發生的頻率為：)/()/(1mdVSdVSfttV1、V分別為圓柱體兩側的分別為圓柱體兩側的 流體速度和管道流體的平流體速度和管道流體的平 均流速：均流速：m/s； d 圓柱體直徑，圓柱體直徑，m；m 管道流體的平均流速與圓柱體兩側流速之比。管道流體的平均流速與圓柱體兩側流速之比。m V / V1；fSdAQt)5 . 11)(/(0 如采用三角柱體作為旋渦發生體，其

6、迎流面的邊長或寬如采用三角柱體作為旋渦發生體，其迎流面的邊長或寬度為度為d，流體的體積流量，流體的體積流量Q為：為： 漩渦頻率的檢測有很多，一般與漩渦發生體形狀有關： 熱電絲圓柱體 熱敏電阻三角柱 壓電元件組合式 超聲波檢測元件三角柱 渦街流量計由渦街流量傳感器和流量顯示渦街流量計由渦街流量傳感器和流量顯示儀表兩部分構成儀表兩部分構成二、漩渦頻率的檢測在三角柱的兩側面各有相同的彈性金屬膜片，內充硅油，旋渦在三角柱的兩側面各有相同的彈性金屬膜片，內充硅油，旋渦引起的壓力波動，使兩膜片與柱體間構成的電容產生差動變化。引起的壓力波動，使兩膜片與柱體間構成的電容產生差動變化。其變化頻率與旋渦產生的頻率

7、相對應，故檢測由電容變化頻率其變化頻率與旋渦產生的頻率相對應，故檢測由電容變化頻率可推算出流量。可推算出流量。(1) 電容檢測法電容檢測法常用渦街頻率檢測方法：常用渦街頻率檢測方法：在三角柱中央或其后部插入嵌有壓電陶瓷片的桿，桿端為扁平片，在三角柱中央或其后部插入嵌有壓電陶瓷片的桿，桿端為扁平片，產生旋渦引起的壓力變化作用在桿端而形成彎矩，使壓電元件出產生旋渦引起的壓力變化作用在桿端而形成彎矩，使壓電元件出現相應的電荷。此法技術上比較成熟，應用較多，已有系列化產現相應的電荷。此法技術上比較成熟，應用較多，已有系列化產品。品。 (2) 應力檢測法應力檢測法(3) 熱敏檢測法熱敏檢測法 在圓柱體下

8、端有一段空腔，被隔板分成兩側，中心位置有一根在圓柱體下端有一段空腔，被隔板分成兩側，中心位置有一根細鉑絲，它被加熱到比所測流體溫度略高細鉑絲，它被加熱到比所測流體溫度略高10左右，并保持溫左右，并保持溫度恒定。產生旋渦引起的壓力變化，流體向空控內流動，穿過度恒定。產生旋渦引起的壓力變化，流體向空控內流動，穿過空腔將鉑絲上的熱量帶走，鉑絲溫度下降，電阻值變小。其變空腔將鉑絲上的熱量帶走，鉑絲溫度下降，電阻值變小。其變化頻率與旋渦產生的頻率相對應，故可通過測量鉑絲阻值變化化頻率與旋渦產生的頻率相對應，故可通過測量鉑絲阻值變化的頻率來推算流量。的頻率來推算流量。 (4) 超聲檢測法超聲檢測法 在柱體

9、后設置橫穿流體的超聲波束，流體出現旋渦將使超聲波由在柱體后設置橫穿流體的超聲波束，流體出現旋渦將使超聲波由于介質密度變化而折射或散射，使收到的聲信號產生周期起伏，于介質密度變化而折射或散射，使收到的聲信號產生周期起伏，經放大得到相應于流量變化的脈沖信號。經放大得到相應于流量變化的脈沖信號。渦街頻率的檢測方法（熱阻絲）渦街頻率的檢測方法（熱阻絲） 圓柱體表面開有導壓孔，與圓柱體內部空腔相通空腔由隔圓柱體表面開有導壓孔，與圓柱體內部空腔相通空腔由隔板分成兩部分，在隔板的中央部分有板分成兩部分，在隔板的中央部分有小孔，在小孔中裝有檢測小孔，在小孔中裝有檢測流體流動的鉑電阻絲流體流動的鉑電阻絲三、渦街

10、流量計的選用三、渦街流量計的選用 渦街流量計適用于測量液體、氣體、蒸汽的單相介質流量，渦街流量計適用于測量液體、氣體、蒸汽的單相介質流量， 滿管式渦街流量計管徑范圍滿管式渦街流量計管徑范圍 25mm250mm 插入式管徑范圍插入式管徑范圍 2502000mm。 主要技術性能是：主要技術性能是： 雷諾數范圍雷諾數范圍21047106， 介質溫度介質溫度40+300， 介質壓力介質壓力02.5Mpa， 介質流速：介質流速： 空氣空氣 560 m/s，蒸汽，蒸汽 670 m/s，水，水 0.47m/s，渦街流量計的特點精度高精度高0.21.0%。量程比量程比100：120：1。幾乎不受流體性質幾乎不

11、受流體性質變化的影響變化的影響結構簡單。結構簡單。頻率輸出，便于數字化測量，頻率輸出，便于數字化測量，f f與與v v成正比。成正比。渦街流量計4.7.4 彎管流量計彎管流量計 流體流過彎曲管道時，因流向改變，產生慣性離心力，彎管外側壓力Pg，會高于其內側的壓力Pd，形成壓差P(PPgPd) 原理原理流量實用方程為下：流量實用方程為下： 或或 彎管流量計屬于差壓式流量測量彎管流量計屬于差壓式流量測量系統，是利用流體離心力原理測系統，是利用流體離心力原理測量管道內介質流量的儀表，可用量管道內介質流量的儀表，可用于測量氣體（焦爐煤氣、高爐煤于測量氣體（焦爐煤氣、高爐煤氣等干濕氣體），蒸汽，液體各氣

12、等干濕氣體），蒸汽，液體各種介質。種介質。 彎管流量計由傳感器，轉換器壓彎管流量計由傳感器，轉換器壓差變送器及一些管道閥門組成，差變送器及一些管道閥門組成，當流量測量需要溫度、壓力補償當流量測量需要溫度、壓力補償時還應配備壓力變送器、溫度變時還應配備壓力變送器、溫度變送器。送器。 彎管流量計測量范圍寬，重現性彎管流量計測量范圍寬，重現性精度高，無附加壓力損失，現場精度高，無附加壓力損失，現場免維護，運行費用低，可實現溫免維護，運行費用低，可實現溫壓實時補償。壓實時補償。MLW-2000系列彎管流量計系列彎管流量計 4.7.5 超聲波流量計超聲波流量計 聲波在靜止流體中的傳播速度與流動流體中的傳

13、播速度不同。 超聲波的接收和發射稱換能器，換能器既可兼作聲波的收和發，也可以分開進行。 當前封閉管道用當前封閉管道用USF主要是傳播時間法和主要是傳播時間法和多普勒效應法多普勒效應法F1發射的超聲波先到達發射的超聲波先到達 T11) 頻率差法頻率差法 F1、F2 是完全相同的超聲探頭，安裝在管壁外面，通過是完全相同的超聲探頭，安裝在管壁外面，通過電子開關的控制，交替地作為超聲波發射器與接收器用。首先電子開關的控制，交替地作為超聲波發射器與接收器用。首先由由F1發射出第一個超聲脈沖，它通過管壁、流體及另一側管壁發射出第一個超聲脈沖，它通過管壁、流體及另一側管壁被被F2接收，此信號經放大后再次觸發

14、接收，此信號經放大后再次觸發F1的驅動電路，使的驅動電路，使F1發射發射第二個聲脈沖第二個聲脈沖 。緊接著，由緊接著，由F2發射超聲脈沖，而發射超聲脈沖，而F1作接收器，作接收器，可以測得可以測得F1的脈沖重復頻率為的脈沖重復頻率為f1。同理可以測得。同理可以測得F2的脈沖重復的脈沖重復頻率為頻率為f2。順流發射頻率。順流發射頻率f1與逆流發射頻率與逆流發射頻率f 2的頻率差的頻率差 f與被與被測流速測流速v成正比成正比 。F2F1 此法是通過測量順流和逆流時超聲脈沖的重復頻率差去此法是通過測量順流和逆流時超聲脈沖的重復頻率差去測量流速。在單通道法中脈沖重復頻率是在一個發射脈沖被接測量流速。在

15、單通道法中脈沖重復頻率是在一個發射脈沖被接收器接收之后，立即發射出一個脈沖，這樣以一定頻率重復發收器接收之后，立即發射出一個脈沖，這樣以一定頻率重復發射，對于順流和逆流重復發射頻率為：射，對于順流和逆流重復發射頻率為：smv /12 多普勒效應是當聲源和目標之間有相對運動，會多普勒效應是當聲源和目標之間有相對運動，會引起聲波在頻率上的變化，這種頻率變化正比于運動引起聲波在頻率上的變化，這種頻率變化正比于運動的目標和靜止的換能器之間的相對速度。的目標和靜止的換能器之間的相對速度。2）多普勒法）多普勒法 多普勒法是利用聲學多普勒原理確定流體流量多普勒法是利用聲學多普勒原理確定流體流量 多普勒效應是

16、奧地利物理學家多普勒效應是奧地利物理學家 Christian Doppler 1842年發現的，通過運動火車的鳴笛聲音的高低與火年發現的，通過運動火車的鳴笛聲音的高低與火車的速度有關系車的速度有關系 當單色光束入射到運動體上某點時，光波在該點被運當單色光束入射到運動體上某點時，光波在該點被運動體散射，散射光頻率與入射光頻率相比，產生了正比于動體散射，散射光頻率與入射光頻率相比，產生了正比于物體運動速度的頻率偏移，稱為多普勒頻移。物體運動速度的頻率偏移，稱為多普勒頻移。例：多普勒流量計測污水管道內的流體流量，若流體流速為例：多普勒流量計測污水管道內的流體流量，若流體流速為12，發送的聲波和流體的流向夾角為，發送的聲波和流體的流向夾角為45，發射波的頻率為，發射波的頻率為1MHz，超聲波在水中的速度為，超聲波在水中的速度為1482，求發射和接收信號之間，求發射和接收信號之間的頻率差？的頻率差？162001000000148245sin122 f已知：流體的流速（可視為散射質點的流速）已知：流體的流速（可視為散射質點的流速） ，發射和接收聲波與流體的流動方向的夾角發射和接收聲波與流體的流動方向的夾角 ，超聲波，超聲波在靜止