050321m01流量传感器的选用重点课件.ppt
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- 050321 m01 流量传感器 选用 重点 课件
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1、宁静致远日照职业技术学院项目三项目三 流量传感器及其仪表流量传感器及其仪表的安装与调试的安装与调试任务二任务二 流量传感器的选用流量传感器的选用 宁静致远日照职业技术学院单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用单元内容单元内容一、项目引入一、项目引入二、知识讲解二、知识讲解 1、各种流量计的优缺点 2、流量计的选用原则 3、流量计的选用步骤 4、典型流量流体的流量测量三、三、归纳总结归纳总结 四、作业四、作业1学时宁静致远日照职业技术学院单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用教教学学目目标标能力目标能力目标知识目标知识目标(1)掌握按工作原理选用流量传感器;(2)掌握按传感器的特性选用流
2、量传感器;(3)熟悉按测量对象与测量环境选用流量传感器。(1)各种流量测量的方法;(2)常见流量传感器性能。教教学学重重点点难难点点重重 点点难难 点点(1)常用流量传感器性能及测量方法;(2)理解流量传感器选用规定。各类流量传感器的选用原则。宁静致远日照职业技术学院单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用差压式流量计:节流式流量计、毕托管流量计、靶式流量计、浮子(转子)流量计等;容积式流量计:椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等;速度式流量计:电磁流量计、空气流量计、超声波流量计、涡轮流量计等;质量流量计:直接式和间接式。根据测量原理,流量计可以这样分类宁静致远日照职业技术学院Q 差压式流量计差压
3、式流量计 原理原理:基于在流通管道上设基于在流通管道上设置流动阻力件,流体通过置流动阻力件,流体通过阻力件时将产生压力差,阻力件时将产生压力差,此压力差与流体流量之间此压力差与流体流量之间有确定的数值关系,通过有确定的数值关系,通过测量差压值可以求得流体测量差压值可以求得流体流量。如流量。如孔板流量计、文孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量丘里流量计、均速管流量计计单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点优点:结构简单,无可动部件;可靠性较高;复现性能好;适结构简单,无可动部件;可靠性较高;复现性能好;适应性较广,应性较广,它适用于各种工况下的单相流体,适用的管道
4、它适用于各种工况下的单相流体,适用的管道直径范围宽,直径范围宽,可以配用通用差压计;装置已标准化。可以配用通用差压计;装置已标准化。缺点缺点:安装要求严格安装要求严格;流量计前后要求较长直管段;测量范围;流量计前后要求较长直管段;测量范围窄,一般范围度为窄,一般范围度为 3:1 3:1;压力损失较大;对于较小直;压力损失较大;对于较小直径的管道测量比较困难径的管道测量比较困难 ;精确度不够高精确度不够高(1%1%2%)2%)。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q靶式流量计靶式流量计 原理原理 在管流中垂直于流动方向安在管流中垂直于流动方向安装一圆盘形阻挡件,称之
5、为装一圆盘形阻挡件,称之为“靶靶”。流体经过时,由于受阻。流体经过时,由于受阻将对靶产生作用力,此作用力将对靶产生作用力,此作用力与流速之间存在着一定关系。与流速之间存在着一定关系。通过测量靶所受作用力,可以通过测量靶所受作用力,可以求出流体流量。求出流体流量。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点:优点:靶式流量计结构比较简单,维护方便,不易堵塞,靶式流量计结构比较简单,维护方便,不易堵塞,适适于测量高粘度、高脏污及有悬浮固体颗粒介质的流量于测量高粘度、高脏污及有悬浮固体颗粒介质的流量。缺点缺点 压力损失大,测量精度不太高压力损失大,测量精度不太高。目前靶式流
6、量计的配。目前靶式流量计的配用管径为用管径为 15200mm 15200mm 系列,正常情况下测量精确度可达系列,正常情况下测量精确度可达1%1%,范围度为,范围度为3:13:1。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 转子流量计转子流量计 又称浮子流量计又称浮子流量计,其流量检测元件由一根其流量检测元件由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子所组成,被测流体从下向轴上下移动的浮子所组成,被测流体从下向上经过上经过锥管和浮子锥管和浮子形成的环隙时,浮子上下形成的环隙时,浮子上下端产生差压形成浮子上升的力,当
7、浮子所受端产生差压形成浮子上升的力,当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时,浮子便上升力大于浸在流体中浮子重量时,浮子便上升,上升,环隙面积随之增大环隙面积随之增大,环隙处流体流速,环隙处流体流速立即下降,浮子上下端差压降低,作用于浮立即下降,浮子上下端差压降低,作用于浮子的上升力亦随着减少,直到上升力等于浸子的上升力亦随着减少,直到上升力等于浸在流体中浮子重量时,浮子便稳定在某一高在流体中浮子重量时,浮子便稳定在某一高度。度。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点:优点:结构简单,使用维护方便,对仪表前后直管结构简单,使用维护方便,对仪表前后直管段长度要求不
8、高,压力损失小而且恒定,测量范段长度要求不高,压力损失小而且恒定,测量范围比较宽;围比较宽;缺点:缺点:测量精确度相对较低,为测量精确度相对较低,为2 2%左右,左右,更适用更适用于中小管径、中小流量和较低雷诺数的流量测量于中小管径、中小流量和较低雷诺数的流量测量。仪表测量仪表测量受被测介质的密度、粘度、温度、压受被测介质的密度、粘度、温度、压力、纯净度影响力、纯净度影响;单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 容积式流量计容积式流量计 原理:原理:容积式流量计,又称定排量流量计,在流量仪表中是精度最高容积式流量计,又称定排量流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。
9、它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的一类。它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。的次数来测量流体体积总量。应用:应用:容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量,由于容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量,由于这种流量计可以精密测量体积量,所以其类型包括从小型的家用这种流量计可以精密测量体积量,所以其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表。煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表。单元二单元二 流量传感器选用流量
10、传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点优点:(1)(1)计量精度高计量精度高;(2);(2)安装管道条件对计量精度没有影响安装管道条件对计量精度没有影响;(3)(3)可用于高粘度液体的测量可用于高粘度液体的测量;(4);(4)范围度宽范围度宽;(5);(5)直读式直读式仪表无需外部能源可直接获得累计总量仪表无需外部能源可直接获得累计总量,清晰明了清晰明了,操作简操作简便。便。缺点缺点:(1)1)结构复杂结构复杂,体积庞大体积庞大;(2);(2)被测介质种类、口径、介质被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大工作状态局限性较大;(3)(3)不适用于高、低温场合不适用于高、低温场合;(4);(4
11、)大大部分仪表只适用于洁净单相流体部分仪表只适用于洁净单相流体;(5)(5)产生噪声及振动。产生噪声及振动。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 电磁流量计电磁流量计工作原理工作原理 电磁流量计是一种应用法拉电磁流量计是一种应用法拉第第电磁感应定律电磁感应定律的流量计,其的流量计,其传感器主要由内衬绝缘材料的传感器主要由内衬绝缘材料的测量管,穿通测量管壁安装的测量管,穿通测量管壁安装的一对一对电极电极和用以产生工作磁场和用以产生工作磁场的一对的一对线圈线圈及及铁芯铁芯组成。当导组成。当导电流体流经传感器测量管时,电流体流经传感器测量管时,在电极上将感应与流体平均
12、流在电极上将感应与流体平均流速成正比的电压信号。该信号速成正比的电压信号。该信号经转换器放大处理,直接显示经转换器放大处理,直接显示流量及总量并可输出模拟、数流量及总量并可输出模拟、数字信号字信号。Q 电磁流量计示意图电磁流量计示意图单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点优点:测量导管中无阻力件,压力损失极小;其流速测量范测量导管中无阻力件,压力损失极小;其流速测量范围宽,为围宽,为0.510m/s0.510m/s;范围度可达;范围度可达10:110:1;流量计的口径可;流量计的口径可从几毫米到几米以上;流量计的精度从几毫米到几米以上;流量计的精度 0.5-1.
13、50.5-1.5级;仪表反级;仪表反应快,流动状态对示值影响小应快,流动状态对示值影响小缺点:缺点:对测量导电流体的电导率有要求,不能测量气体、蒸对测量导电流体的电导率有要求,不能测量气体、蒸汽和电导率低的石油流量汽和电导率低的石油流量。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 超声流量计超声流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲或超声脉冲)的作用以测量的作用以测量流量的仪表。流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法传播速度差法(直接直接时差法、时差法、
14、相位差法和频差法时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。空间滤法及噪声法等。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点:优点:不受电率、压力、温度以及粘度的影响;与介质不接不受电率、压力、温度以及粘度的影响;与介质不接触,触,尤其适用于腐蚀性介质的测量尤其适用于腐蚀性介质的测量 ;安装简单,费用低;安装简单,费用低 ;可在现有管道上安装,无需切断工艺管道,管径适用广;可在现有管道上安装,无需切断工艺管道,管径适用广泛;无挠流件,不限流、无需缩径;泛;无挠流件,不限流、无需缩径;缺点:缺点
15、:超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂;需要满超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂;需要满管操作;管操作;单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 涡轮流量计涡轮流量计 原理:原理:它采用多叶片的转它采用多叶片的转子子(涡轮涡轮)感受流体平均流感受流体平均流速速,将流速转换为涡轮的将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。可流量成正比的电信号。可以测量气体、液体流量。以测量气体、液体流量。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点优点:高精度高精度,一般为一般为 0.5 0.5 级,在小范围内误
16、差级,在小范围内误差0.1%0.1%,在所有流量计中,在所有流量计中,属于属于最精确的流量计最精确的流量计;无零点漂移无零点漂移,抗干扰能力好,内部清洗简单。仪表有校宽的工作温度范抗干扰能力好,内部清洗简单。仪表有校宽的工作温度范围围(-200400)(-200400),可耐较高工作压力,可耐较高工作压力(10MPa)(10MPa)。缺点:缺点:要求被测介质洁净;适用于粘度大的液体测量。要求被测介质洁净;适用于粘度大的液体测量。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 涡街流量计的原理涡街流量计的原理:在流量计管道中,设置一在流量计管道中,设置一阻流件阻流件,当流体
17、流经阻流件时,由于阻流件,当流体流经阻流件时,由于阻流件表面的阻流作用,流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列表面的阻流作用,流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的的游涡游涡。这些旋涡在阻流件的侧后方分开,形成所谓的卡门这些旋涡在阻流件的侧后方分开,形成所谓的卡门 (KarmanKarman)旋)旋涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的。涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的。原理:原理:钝体产生的涡街脱落频率与流速有一定的关系。钝体产生的涡街脱落频率与流速有一定的关系。涡街流量计原理示意图涡街流量计原理示意图单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院优点
18、:优点:涡街流量计涡街流量计适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量,其测适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量,其测量几乎不受流体参数(温度、压力、密度、粘度)变化影响。量几乎不受流体参数(温度、压力、密度、粘度)变化影响。涡街流量计在仪表内部无可动部件,使用寿命长;压力损失小涡街流量计在仪表内部无可动部件,使用寿命长;压力损失小;输出为频率信号;有较宽的范围度;输出为频率信号;有较宽的范围度 30:1 30:1;测量精度也比较;测量精度也比较高,为高,为0.5%0.5%1%1%。缺点:缺点:流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度,旋涡发生流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度,旋涡发生体
19、被沾污也会引起误差。体被沾污也会引起误差。单元二单元二 流量传感器选用流量传感器选用宁静致远日照职业技术学院Q 质量流量计原理质量流量计原理传感器测量主体为一根传感器测量主体为一根U U形管,形管,U U形管形管的两个开口端固定,流体由此流的两个开口端固定,流体由此流入和流出。在入和流出。在U U形管顶端装有形管顶端装有电磁装置电磁装置,用于激发,用于激发U U形管,使其以形管,使其以O-OO-O为轴,按为轴,按固有的自振频率振动固有的自振频率振动,振动方向垂直于,振动方向垂直于U U形管所在平面。形管所在平面。U U形形管中的流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动,此时流体将产管中的流体在
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