課題一渦輪流量計課題二超聲波流量計課題三電磁流量計課題四差壓式流量計¤了解渦輪流量計的特點及應用¤了解渦輪流量計的工作原理¤掌握渦輪流量計的選擇和使用方法課題一渦輪流量計任務提出：工業過程控制(PCS)是以溫度、壓力、流量、液位等連續變化的工藝參數為控制對象的自動控制,是工業自動化領域的重要分支。本課題的任務就是,為這套過程實驗設備選擇合適的流量傳感器,并確定它與其他設備的連接和安裝方式。過程控制實驗裝置示意圖任務分析：本課題任務的關鍵點在于流量傳感器的選型及與相關設備的配套使用。要選擇合適的流量傳感器,需要了解過程控制對流量測量的要求和該實驗裝置的使用條件,并熟悉常用流量傳感器的特點和使用場合.完成傳感器選型后,還要熟悉該傳感器的輸出接口和安裝要求等。相關知識一、渦輪流量計的特點及應用渦輪流量計是葉輪式流量傳感器的主要品種，這種傳感器具有如下優點：1.精度高.2.測量范圍寬3.重復性好4.數字信號輸出5.此外,這種傳感器還具有壓力損失小、安裝維修方便、結構簡單、耐腐蝕等特點但同時,也存在一些使用局限性：1.不能長期保持校準特性,需要定期校驗。2.對被測介質的清潔度要求較高,含有懸浮物或磨蝕性液體時容易造成軸承磨損或被卡住。3.普通型不適用于測量較高黏度的介質,會使傳感器的線性變差。4.流體的物理性質(密度、黏度等)和環境條件(溫度、壓力等)對流量計量的影響較大。5.為保證測量精度,要求傳感器上下游的直管段較長,要求安裝空間較大。二、渦輪流量計的結構和工作原理渦輪流量計是通過測量放置在流體中的渦輪的旋轉速度,利用流體流速與渦輪轉速的近似線性關系工作的。這種傳感器的結構如下圖所示,主要由渦輪、導流器、殼體和磁電式傳感器等組成。渦輪式流量計結構圖三、渦輪流量計組成的測量系統1.測量系統的組成2.流量積算顯示儀表四、流量儀表的選型和使用1.渦輪流量計和管道的選型（1）明確測量的流體（2）渦輪流量計的口徑（3）主要部件的材質2.渦輪流量計的安裝３．使用注意事項(１)使用時應注意保持被測液體的清潔。(２)傳感器在開始使用時,應先將傳感器內緩慢地充滿液體,然后再開啟出口閥門,嚴禁傳感器處于無液體狀態時受到高速流體的沖擊。(３)傳感器的維護周期一般為半年.檢修清洗時注意不要損傷測量腔內的零件,特別是葉輪,裝配時注意導向件及葉輪的位置關系。(４)傳感器不用時,應清理內部液體,在傳感器兩端加上防護套,置于干燥處保存。任務實施：一、控制方案設計課題設計的流量控制系統組成如下圖所示。過程控制系統組成框圖二、測量儀表選型1.流量傳感器選型2.其他檢測儀表選型三、流量計的安裝與使用渦輪流量計的精確度在很大程度上取決于安裝情況,合理安裝可減低旋渦流對測量的影響。1.安裝及使用要求2.接線該渦輪流量計的接線端子在中繼箱內。知識鏈接：一、流量傳感器類型1.流量的種類(１)體積流量：指單位時間內流過管道或設備某橫截面積的流體體積。(２)質量流量：單位時間內流過管道或設備某橫截面積的流體質量。(３)能量流量：單位時間內流過管道或設備某橫截面積的流體能量。2.常用的流量傳感器(１)差壓式流量傳感器(２)速度式流量傳感器(３)容積式流量傳感器(４)質量流量傳感器(５)其他流量傳感器二、流量計選型中考慮的因素合理選擇和使用流量傳感器,需要考慮傳感器技術參數、流體特性、安裝條件、環境條件和經濟性等因素。１．技術參數也稱為儀表的測量特性,包括靜態參數和動態參數。２．流體特性即流體的物理性質,對流量測量的準確度及流量傳感器選用有較大影響。３．安裝條件４．環境條件５．經濟因素思考與練習：１．渦輪流量計通常用在什么場合?對測量介質(流體)和工作性質有什么要求?２．選型時如何確定渦輪流量計的公稱內徑?３．簡述渦輪流量計的安裝要求.常用的一體化流量計應該如何接線?返回¤了解超聲波流量計的主要類型¤了解超聲波流量計的工作原理¤掌握超聲波流量計的選擇和使用方法

課題二超聲波流量計任務提出：管道運輸因經濟、便捷、安全,被廣泛應用于石油、天然氣等的運輸中。但隨著管線的延長,發生管道泄漏事故的風險不斷加大,一旦發生泄漏事故會影響生產并導致環境的污染和人員的傷亡,因此管道泄漏監測對維護管道運輸安全有重要意義。本課題將演示如何完成輸油管道泄漏監測系統的部分設計任務,弄清上述問題是完成設計的關鍵。任務分析：超聲波流量計是隨著集成電路技術和檢測技術發展的產物,由于響應速度快、可實現非接觸式檢測、對流體不產生擾動和阻力,在大口徑管道計量中得到廣泛應用。完成本任務的核心是弄清如何選擇并在現場安裝和使用超聲波流量計。相關知識：一、超聲波流量計的基本知識１．一般特點超聲波在流動的流體中傳播時,可以反映流體流速的變化。(１)解決了大管徑、大流量及各類明渠、暗渠測量困難的問題。(２)對介質幾乎無要求。(３)超聲流量計的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、密度、黏度等參數的影響。(４)超聲流量計的測量范圍度寬,一般可達20:1。２．基本概念(１)多通道(２)多聲道二、超聲波流量計的分類１．按照測試原理分類超聲波流量計的測定原理多樣,如傳播速度差法、波速移動法、多普勒法、流動聽聲法等。(１)速度差式超聲波流量計(２)多普勒式超聲波流量計這種傳感器是利用多普勒效應來測定流體的流量。２．按使用場合分類根據使用場合不同,可以分為固定式超聲波流量計和便攜式超聲波流量計。３．按照換能器供電方式不同分類按照換能器的供電方式分類,可以分為外貼式、插入式、管段式超聲波流量計。三、超聲波流量計的選用１．常用超聲波流量計特點(１)多普勒式超聲波流量計(２)便攜式超聲波流量計(３)時差式超聲波流量計(４)管道式超聲波流量計(５)固定式超聲波流量計２．被測流體性質３．流道條件及其對測量精度的要求４．流量計的使用目的和功能要求四、超聲波流量計的使用１．超聲波流量計的構成２．換能器(探頭)３．超聲波流量計的安裝４．換能器的安裝任務實施一、流量傳感器選型根據現場管道特點和測量要求,可以選擇兩種方案。方案一:采用外貼式超聲波流量計組建監測系統。方案二:采用插入式超聲波流量計組建監測系統。二、管道泄漏監測１．監測方案設計２．監測系統組成思考與練習：１．超聲波流量計的主要類型有哪些?各類超聲波流量計的使用場合有哪些?２．在管道泄漏監測中為什么要使用超聲波流量計?超聲波流量計在管道泄漏監測中能發揮怎樣的作用?¤了解電磁流量計的工作原理¤了解電磁流量計的特點及應用¤掌握電磁流量計的安裝和使用方法

課題三電磁流量計任務提出：自來水公司進、出廠水流量的計量既是水資源管理的重要環節,也是供水行業生存發展的關鍵。我國城鎮供水行業主要使用以電磁流量計為主的流量計進行流量計量，這類流量計有一系列優良特性,可以解決其他流量計不易應用的臟污流、腐蝕流的測量,因此各地自來水公司大量使用電磁流量計,且大量更新為智能化、高精度、多功能的流量儀表。任務分析：要完成自來水公司進、出廠水流量的計量,應首先掌握電磁流量計的基本概念和主要參數等知識,然后在對自來水公司進、出廠水流量計量的特點和要求進行分析的基礎上,選擇合適的電磁流量計類型。相關知識：一、電磁流量計的特點和應用１．電磁流量計的特點(１)無可動部件,可靠性高,長期穩定性好。(２)無附加阻力,壓力損失小,節能效果顯著,對于大管徑供水管道尤為適合。(３)測量精確度高(４)測量范圍度大(５)測量管道是一段無阻流檢測件的光滑直管,不易阻塞,適用于測量含有固體顆粒或纖維的流體。(６)電磁流量計所測得的是體積流量,受流體密度、黏度、溫度、壓力和電導率變化的影響不顯著。(７)對直管段要求低。(８)很多產品為雙向測量系統,可進行正、反向總量和差值總量的測量。(９)可應用于腐蝕性流體的測量。這類流量計的主要缺點有:(１)不能測量電導率很低的液體,如石油制品和有機溶劑等。(２)通用型電磁流量計由于襯里材料和電氣絕緣材料限制,不能用于對較高溫度的液體測量。２．電磁流量計的應用電磁流量計在多個行業都獲得廣泛應用,主要用于對封閉管道中的導電液體和漿液的體積流量的測量。二、電磁流量計工作原理和結構１．基本原理電磁流量計是根據電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表,即導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端會產生感應電動勢。２．電磁流量計的結構電磁流量計由流量傳感器和轉換器兩大部分組成。三、電磁流量計的安裝和使用１．使用和安裝要求通常電磁流量傳感器對安裝場所有以下要求:(１)測量混合流體時,選擇不會引起流體分離的場所；測量雙組分液體時,避免裝在混合尚未均勻的下游。(２)盡可能避免測量管內變成負壓。(３)選擇震動小的場所,特別是對一體型的儀表。(４)避免附近有大電動機、大變壓器等,以免引起電磁場干擾。(５)選擇易于實現傳感器單獨接地的場所。(６)盡可能避開周圍環境有高濃度腐蝕性氣體。２．直管段長度要求３．安裝位置和流動方向４．接地任務實施一、供水計量對流量計的要求二、供水行業電磁流量計的選型１．流量計口徑的確定２．一體型或分離型的選擇思考與練習：１．電磁流量計的是基于什么物理規律工作的?其工作原理是什么?２．電磁流量計的應用場合有哪些?什么情況下不能使用這類流量計測流量?３．供水測量中,對電磁流量計安裝位置的要求有哪些?¤了解差壓式流量計的主要類型¤了解差壓式流量計的工作原理¤掌握差壓式流量計的選擇和使用方法課題四差壓式流量計任務提出：焦爐煤氣是焦炭生產的副產物,在瑞典SSAB公司被用作軋鋼廠窯爐煤氣燃燒器(見下圖)的燃料.焦爐煤氣中含有的萘、銨水合物和焦油等組分在傳輸過程中會從氣體中分離出來,在管道內壁和其他構件上凝結,使焦爐煤氣的流量監測變得困難。這就需要學習相關知識、了解常用差壓式流量計后進行分析。窯爐煤氣燃燒器任務分析：實現在高爐煤氣流量計量中選擇差壓式流量計的任務,與前面做過的任務類似,也應首先了解差壓式流量計的典型形式和應用領域、應用效果等基本知識,然后分析高爐煤氣流量計量的特點,從而選擇和安裝符合要求的流量計。相關知識：一、差壓式流量計概述差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件兩端產生的壓力差、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表,如右圖所示。差壓式流量計二、差壓式流量計工作原理１．基本原理當充滿管道的流體流經管道內的節流件時,流速將在節流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節流件前后產生差壓,流體流量越大,產生的差壓越大.找到流量和差壓的關系式,就可以用壓差衡量流量的大小。２．主要特點(１)差壓式流量計應用范圍廣泛。(２)該流量計的檢測件與差壓顯示儀表可分開由不同生產廠生產,便于專業化形成規模經濟。三、差壓式流量計的結構類型差壓式流量計的分類見表8-2四、差壓式流量計的選型要點差壓式流量計選用時考慮的因素主要有五個方面,即儀表性能、流體特性、安裝條件、環境條件和經濟因素。１．儀表性能方面主要性能指標有:精確度、重復性、線性度、流量范圍和范圍度。２．壓力損