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[流量] 速度式流量计

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计量员-2 发表于 2007-8-9 23:46:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
速度式流量计
  速度式流量计,是从直接测量管道内流体流速v作为流量测量依据的。若测得的是管道截面上的平均流速v则流体的体积流量qV=Av(A为测量管道横截面积),苦测得的是管道横截面上某一点流速v,则流体的体积流量qV=KAv (K为截面上的平均流速与被测点流速的比值,它与臂道内流速分布有关)。
  在典型的层流或紊流分布的情况下,圆管横截面上流速的分布是有规律的,K为确定值。但在阀门、弯头等局部阻力件后,流速分布变得非常不规律,K值很难确定,而且通常是不稳定的。因此,速度式流量计的一个共同特点是,测量结果的准确度不但取决于仪表本身的准确度,而且与管道横截而上的流速分布有关。为了使测量时流速分布与流量计检定时的流速分布相一致,流量计要求在其前后有足够长的直管段或加装整流器,以使流体进入流量计前速度分布就达到典刑的层流分布或典型的紊流分布。
  工业生产中使用的速度式流量计种类很多,本节仅介绍使用较普遍的涡轮流量计和水表二种速度式流量计以及超产波流量计。
  一、涡轮流量计
涡轮流量计是一种典型的速度式流量计。它是利用悬置于流体中叶片的转子或叶轮感受流体的平均流速而推导出被测流体的瞬时流量和累积流量,从而实现流量测量目的。涡轮流量计通常由涡轮流量传感器和显示仪表组成。
涡轮流量计是20世纪50年代研制发展起来的一种新型速度式流量测量仪表,它具有以下特点:
(1)测量准确座高:其基本误差为±0.5%~0.2%,有时可达±0.1%;
(2)量程宽:量程比为10:1,适用于流量变化幅度较大的现场测量;
(3)压力损失小:工作流量下的压力损失仅为0.005~0.075 MPa;
(4)耐高压,适用温度范围宽;
(5)流量计元件可用各种抗腐蚀材料制成,可用于酸、碱、油和水等各种介质的流量测量;
(6)输出脉冲信号,易于实现信号远传、自动控制和调节;
(7)流量计重复性好,动态响应好;
(8)流量计结构紧凑、体积小、重量轻、安装维修方便。
涡轮流量计虽有以上诸多优点,但也有不足之处,主要是使用要求高,且其特性和测量准确度受被测流体粘度变化的影响较大。
  由于涡轮流量计具有上述特点,它被广泛应用于工业生产的各个部门,测量介质包括价格昂贵的油品,燃气和食品液,也可用于清洁的气体及酸、碱等各种腐性流体瞬时流量和累积流量的测量,还可在量值传递中作为标准流量计使用。
  (一)涡轮流量计的显示仪表
  涡轮流量计的显示仪表,是用来将涡轮传感器输出的脉冲数转换成瞬时流量和累积流量,并显示出来。由于涡轮传感输出的是脉冲电势信号,涡轮流量计的显示仪表实际上是一种测量电频信号的仪表。
  显示仪表的种类很多,具体线路和功能都有许多不同之处,但其测量原理大同小异。从线路的构成及其功能考虑,显示仪表通常有放大整形、单位换算、频率一电流转换和瞬时流量指示、积算电路和累积流圾显示、自检装置和电源部分构成,加上接口与微机相连,刘流量信号进行采集、进一步处理或控制。
(二)涡轮流量计的特性
涡轮流量计的特性可从多个角度来叙述,这里仅就线性特性、频率-流量特性和压力特性三个主要方面分析讨沦。
  (1)曲线特性,线性特性是表示仪表系数K和体积流量qV之间的关系。K—q特性曲线如图11-3-1所示。   
  理想的线性特性曲线是平行于qV轴的直线。但由于流体水力特性的影响和叶轮上所受阻力矩作用的结果,实际的特性曲线具有高峰特征,高峰出现在传感器上限流量的20%~30%处。产生高峰特征的原因是,当流量减少到某一数值(通常为上限流量的20%—30%)时,作用于涡轮上的旋转力矩和粘滞阻力矩都相应地减少。但因粘滞阻力矩减少更显著,所以涡轮的转速反而提高,特性曲线出现高峰。随着流量的进一步减少,这样使作用在涡轮上的所有阻力矩的影响相对突出,涡轮转速降得快,特性曲线明显下降。相反,当流量增大到超过某一值时,作用在涡轮上的旋转力矩增大;当与阻力矩达到平衡时,特性曲线就显得较平直。
  为了获得高的测量准确度,流量计的使用的范围应选在特性曲线的线性段。
(2)频率—流量特性,频率—流量特性是表示输出信号频率(f)与体积流量(qV)之间的关系。
  理想的f-qV曲线应是通过坐标原点的一条直线。但从线性特性分析可知,在实际的流量测量中,仪表系数是随流量大小的变化而有所变化,故其输出脉冲数f与流量大小的变化偏离理想的f-qV曲线。
  (3)压力损失特性,涡轮流量计的压力损失产’L原因有二。一是涡轮本体对流体动能产生的机械阻力所引起的一部分压力损失。流量越大,涡轮的转速就越高,产生的机械阻力也就越大,引起的压力损失就越大。这是涡轮流量计产生压力损失的主要因素。二是流体的粘滞阻力引起的压力损失。流体的粘度越大,产生的粘滞阻力越大。另外压力损失还与仪表的公称口径等有关。
压力损失δp与体积流量qV之间的实验曲线。
仪表生产厂所给出的压力损失,是在正常流量范围内的最大的压力损失。

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zcyjkl + 4 速度式流量计

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lykoko 发表于 2007-9-7 11:40:49 | 显示全部楼层
最常见的就是水表了!
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