传感器与检测技术第4章-流量传感器课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《传感器与检测技术第4章-流量传感器课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 传感器 检测 技术 流量传感器 课件
- 资源描述:
-
1、第第4章章 流量检测技术流量检测技术4.1 概述概述4.2 差压式流量计差压式流量计4.3 容积式流量计容积式流量计4.4 速度式流量计速度式流量计4.5 质量式流量计质量式流量计4.6 流量计的选用流量计的选用内容提要本章介绍了流量的基本概念,流量的检测方法,常用流量计的分类、性能和主要参数;重点讲述了压差式流量计、容积式流量计、速度式流量计的检测原理、主要特点及适用范围等;对压差式流量计的安装使用与容积式流量计的安装使用也作了一定的阐述,最后介绍了选用流量计应考虑的因素以及选型步骤。通过本章学习,要求掌握针对不同被测介质而选用对应流量计的方法和流量计的安装使用。4.1 概述概述4.1.1
2、流量检测基础流量检测基础流量,是指单位时间内流过管道某截面流体的体积(称为体积流量)或质量(称为质量流量),在一段时间内流过的流体量就是流体总量,即瞬时流量对时间的积累。测量流量的计量器具称为流量计,通常由一次装置和二次仪表组成。一次装置安装于流体导管内部或外部,根据流体与一次装置相互作用的物理定律,产生一个与流量有确定关系的信号。一次装置又称为流量传感器。二次仪表接受一次装置的信号,并转换成流量输出信号或显示信号。由于用于流量测量的一次装置与二次仪表通常配套使用,所以将传感器与二次仪表通称为流量计。流量计的分类流量计的分类分为:瞬时流量计累积式流量计流量的计量单位流量的计量单位体积流量的计量
3、单位为米3/秒(m3/s);质量流量的计量单位为千克/秒(kg/s);累积体积流量的计量单位为米3(m3);累积质量流量的计量单位为千克(kg)。除这些计量单位外,工程上还使用米3/时(m3/h)、升/分(L/min)、吨/小时(t/h)、升(L)、吨(t)等作为流量计量单位。4.1.2 流量的检测方法流量的检测方法按测量对象划分:封闭管道用和明渠用两大类。按测量目的分:总量测量和流量测量 其仪表分别称作总量表和流量表。按测量原理分:力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、原子物理学原理等。4.1.3 流量计的分类流量计的分类表表4-1 常用流量计分类及性能常用流量计分类及性能4.1.4 流量
4、计的主要技术参数流量计的主要技术参数1.流量范围流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。2.量程和量程比量程和量程比流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比。最大流量与最小流量的比值称为量程比。3.允许误差和精度等级允许误差和精度等级流量计在规定的正常工作条件下允许的最大误差,称为该流量计在规定的正常工作条件下允许的最大误差,称为该流量计的允许误差。流量计的允许误差。4.压力损失压力损失通常用流量计的进、出口之间的静压差来表示。通常用流量计的进、出口
5、之间的静压差来表示。4.2 差压式流量计差压式流量计4.2.1 节流式流量计节流式流量计4.2.2 靶式流量计靶式流量计4.2.3 转子流量计转子流量计4.2.4 差压式流量计标准节流装置的安装要求差压式流量计标准节流装置的安装要求4.2.5 差压式流量计的使用差压式流量计的使用4.2.1 节流式流量计节流式流量计节流式流量计:是在管道中安装某种节流元件,当流体流过节流元件时,产生压力差,通过测量压力差,就可实现流量的测量。节流式流量传感器主要由节流装置和差压计(或差压变压器)和显示仪表。节流装置是流量敏感检测元件,是安装在流体流动的管道中的阻力元件,其直径比管径小。如孔板、喷嘴、文丘利管。节
6、流装置的作用:把被测流体的流量转换成压差信号;压差计的作用:对压差进行测量并显示测量值;差压变送器的作用:能把差压信号传换为与流量对应的标准信号或气信号,以供显示、记录或控制。1.测量原理节流式流量计的工作原理示意如图4-1所示。图4-1 节流流量计工作原理示意图静压:流体分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力;动压:流体流动时产生的压力,只要管道内流体流动就具有一定的动压;全压=静压+动压静压差的大小p与流过管道的流体体积流量QV之间的关系为 (4-1)式中,为实验方法所确定的流量系数;为流体膨胀校正系数(可压缩流体1,不可压缩流体1);S0为节流装置收缩最厉害的截面面积();为流体密度(k
7、g/m3)。pSQV202.主要特点主要特点优点优点:具有结构简单、牢固、工作可靠、性能具有结构简单、牢固、工作可靠、性能稳定、准确度适中、价格便宜、使用方便;稳定、准确度适中、价格便宜、使用方便;缺点:易受流体密度的影响,管道中有压力损缺点:易受流体密度的影响,管道中有压力损失,只适用于对洁净流体的测量。失,只适用于对洁净流体的测量。3.适用范围适用范围广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等行广泛用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等行业。适用于对液体、蒸汽、气体的流量测量。业。适用于对液体、蒸汽、气体的流量测量。节流式流量计外形如图节流式流量计外形如图4-2所示。所示。图4-2 节流式流量计外
8、形4.2.2 靶式流量计靶式流量计图图 靶式流量计靶式流量计1.测量原理测量原理 (4-2)式中:式中:QV为体积流量(为体积流量(m3/s););为直径比,为直径比,d/D;D为测量管内径(为测量管内径(m););d为靶直径(为靶直径(m););为流体密度(为流体密度(g/m3););F为靶受到的力(为靶受到的力(N););为流量系数,由实验确定。为流量系数,由实验确定。FDQV21253.12.主要特点主要特点靶式流量计与节流式相比具有结构简单,不需要安装引压管和其他辅助管件,安装维护方便和不易堵塞等特点;压力损失一般低于节流式流量计,约为孔板压力损失的一半。3.适用范围适用范围靶式流量计
9、可用于测量液体、气体和蒸汽的流量,尤其可用于测量高粘度的液体。例如用于重油、沥青、含固体颗粒的浆液及腐蚀性介质的流量测量。4.2.3 转子流量计转子流量计图4-5 转子流量传感器测流量原理图1.工作原理工作原理转子在锥形管内的位置(高度)与被测流体的体积流量有关,他们的关系可用下式表示 (4-3)式中,为转子对流体的阻力系数;df为转子的最大直径(m);H为转子高度(m);为锥形管的锥角(rad);g为重力加速度;pf为转子的密度(kg/m3);为流体的密度(kg/m3);Sf为转子最大的横截面积()。fff2tan1SgHdQV2.主要特点主要特点转子流量计按锥形管制造材料的不同有玻璃管和金
10、属管两大类.3.适用范围适用范围转子流量计适合测量较小的流量,如可测量气体或液体的流量(粘度大的液体除外),比较适合于实验室或仪器装置中的流量指示和监视。图4-6 转子流量计外形4.2.4 差压式流量计标准节流装置的安装要求差压式流量计标准节流装置的安装要求 安装时,必须保证节流件的开孔和管道同心,节流装置端面与管道的轴线垂直。在节流件的上下游,必须配有一定长度的直管段。导压管尽量按最短距离敷设在350m之内。为了不致在此管路中积聚气体和水分,导压管应垂直安装。水平安装时,其倾斜率不应小于1:10,导压管为直径1012mm的铜、铝或钢管。测量液体流量时,应将差压计安装在低于节流装置处。若一定要
11、装在上方时,应在连接管路的最高点处安装带阀门的集气器,在最低点处安装带阀门的沉降器,以便排出导压管内的气体和沉积物,如图4-7所示。图4-7 测量液体时差压计安装1节流装置;2沉降器;3集气器 测量气体流量,最好将差压计装在高于节流装置处。如一定要安装在下面,在连接导管的最低处安装沉降器,以便排除冷凝液及污物,如图4-8所示。图4-8 测量气体时差压计安装1差压计;2沉降器 测量粘性的、腐蚀性的或易燃的液体流量时,应安装隔离器,如图4-9所示。隔离器的用途是保护差压计不受被测流体的腐蚀和沾污,隔离器是两个相同的金属容器,容器内充满化学性质稳定并与被测流体不相互作用和溶融的液体,差压计同时充满隔
12、离液。图4-9 测量腐蚀性液体时仪表安装1差压计;2节流装置;3冲洗阀;4导压管;5隔离器;6沉降器;7排水阀;8平衡阀 测量蒸汽流量时,差压计和节流装置之间的相对配置和测量液体流量相同。为保证导压管中的冷凝水处于同一水平面上,在靠近节流装置处安装冷凝器。冷凝器是为了使差压计不受700C以上高温流体的影响,并能使蒸汽的冷凝液处于同一水平面上,以保证测量精度。如图4-10所示。图4-10 测量蒸汽流量时安装1冷凝器;2沉降器;3差压计4.2.5 差压式流量计的使用差压式流量计的使用1.测量液体流量测量液体流量2.测量气体流量测量气体流量3.测量蒸汽测量蒸汽4.3 容积式流量计容积式流量计4.3.
13、1 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计4.3.2 腰轮流量计腰轮流量计4.3.3 旋转活塞式流量计旋转活塞式流量计4.3.4 刮板式流量计刮板式流量计4.3.5 容积式流量计的安装与使用容积式流量计的安装与使用原理:利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。优点:测量精度高,被测流体粘度影响小,不要求前后有直管段等。4.3.1 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计计量齿轮的转数计数机构图4-11 椭圆齿轮流量计示意图4.3.2 腰轮流量计腰轮流量计各测量元件不接触运行磨损小图4-12 腰轮流量计原理示意图图4-13 腰轮流
14、量计外形 腰轮流量计的型号表示腰轮流量计的型号表示腰轮流量计管道安装形式腰轮流量计管道安装形式4.3.3 旋转活塞式流量计旋转活塞式流量计活塞的转数图4-14 旋转活塞式流量计原理图4.3.4 刮板式流量计刮板式流量计图4-15 凸轮式刮板流量计原理图4.3.5 容积式流量计的安装与使用容积式流量计的安装与使用安装时要注意被测流体的流动方向应与流量计外壳上的流向标志一致。容积式流量计只能测量单相洁净的流体,安装前必须先清洗上游管线,在流量计上游要安装过滤器,以免杂质进入流量计内,卡死或损坏测量元件;当测量含气液体或易气化的液体时,还应考虑加装消气器;调节流量的阀门应位于流量计下游,为维护方便需
15、设置旁通管路。容积式流量计在使用过程中被测流体应充满管道,并工作在规定的流量范围内;当粘度、温度等参数超过规定范围时应对流量值进行修正;流量计需定期清洗和检定。4.4 速度式流量计速度式流量计4.4.1 涡轮流量计涡轮流量计4.4.2 叶轮式流量计叶轮式流量计4.4.3 涡街流量计涡街流量计4.4.4 电磁流量计电磁流量计4.4.5 超声波流量计超声波流量计速度式流量计的工作原理速度式流量计的工作原理原理:利用测量管道内流体的速度来测量流量。若测得管道截面上的平均速度,则流体的体积流量流量=平均流速平均流速管道截面积管道截面积 体积流量:当流体以体积表示时称为体积流量。质量流量:当流体以质量表
16、示时称为质量流量。AudtdVtVqtv0limAudtdMtMqtm0lim4.4.1 涡轮流量计涡轮流量计1.工作原理基于流体动量矩守恒原理工作 流量涡轮磁电转换装置前置放大显示仪表将涡轮转速电脉冲信号转速转速脉冲脉冲图4-16 涡轮流量计1导流器;2壳体;3支承;4涡轮;5磁电转换器涡轮流量计的结构涡轮流量计的结构涡轮流量计主要由壳体、导流器、支承、涡轮和磁电转换器组成。涡轮是测量元件,由导磁性较好的不绣钢制成,根据流量计直径的不同,其上装有28片螺旋形叶片,装在摩擦力很小的轴承上;导流器由导向片及导向座组成,用以导直流体;磁电转换装置由线圈和磁钢组成,安装在流量计壳体上。2.主要特点涡
展开阅读全文