14種常用流量計的工作原理及各自特點講解

    流量計是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛,與國民經(jīng)濟、*建設、科學研究有著密切的關系,在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位與作用,可用于氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)流量的測量。為了較好的展示流量計測量原理,我們給大家介紹14種流量計的工作原理!希望大家能夠明白!
    1. 孔板流量計
    板流量計工作原理:
    流體充滿管道,流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時,流束會出現(xiàn)局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降,即壓差,介質(zhì)流動的流量越大,在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大,所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續(xù)性定律為基準的。
    工作特點:
    ①節(jié)流裝置結構簡單、牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用期限長,價格低廉;
    ②應用范圍廣,全部單相流皆可測量,部分混相流亦可應用;
    ③標準型節(jié)流裝置無須實流校準,即可投用;
    ④ 一體型孔板安裝較簡單,無須引壓管,可直接接差壓變送器和壓力變送器。
     
    2. 電磁流量計
    電磁流量計工作原理:
    基于法拉*電磁感應定律。在電磁流量計中,測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉*試驗中的導電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁常當有導電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過不導電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
    工作特點:
    ①具有雙向測量系統(tǒng);
    ② 傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑;
    ③ 壓力損失??;
    ④測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;
    ⑤主要應用于污水處理方面。
     
    3. 渦輪流量計
    渦輪流量計工作原理:
    在一定的流量范圍內(nèi),渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。流體流動帶動渦輪轉(zhuǎn)動,渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖,用二次表顯示出數(shù)據(jù),反應流體流速。
    工作特點:
    ①抗雜質(zhì)能力強;
    ②抗電磁干擾和抗振能力強;
    ③其結構與原理簡單,便于維修;
    ④幾乎無壓力損失,節(jié)省動力消耗。
     
    4. 文丘里流量計
    文丘里流量計工作原理:
    當流體流經(jīng)文丘里流量計管道內(nèi)的節(jié)流件時,流速在文丘里節(jié)流件初形成局部收縮,導致流速增加,靜壓差下降,文丘里流量計前后便產(chǎn)生了靜壓差,流體流量越大,靜壓差就越大,根據(jù)壓差來衡量流量。
    工作特點:
    無磨蝕與積污的問題,同時可以有一定的整流的作用,測量精度和穩(wěn)定性高。
     
    5. 容積式流量計
    積式流量計工作原理:
    流體通過流量計,就會在流量計進出口之間產(chǎn)生一定的壓力差.流量計的轉(zhuǎn)動部件(簡稱轉(zhuǎn)子)在這個壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),并將流體由入口排向出口.在這個過程中,流體一次次地充滿流量計的“計量空間”,然后又不斷地被送往出口。在給定流量計條件下,該計量空間的體積是確定的,只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù).就可以得到通過流量計的流體體積的累積值。
    工作特點:
    ①計量精度高;
    ②安裝管道條件對計量精度沒有影響;
    ③可用于高粘度液體的測量;
    ④范圍度寬;
    ⑤直讀式儀表*外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便;
    ⑥結構復雜,體積龐大
    ⑦不適用于高、低溫場合;
    ⑧大部分儀表只適用于潔凈單相流體;⑨噪聲和振動較大。
     
    6. 橢圓齒輪流量計
    橢圓齒輪流量計工作原理:
    當被測液體經(jīng)管道進入流量計時,由于進出口處產(chǎn)生的壓力差推動一對齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn),不斷地把經(jīng)初月形空腔計量后的液體輸送到出口處,橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測液體流量的總量。
    工作特點:
    ①流量測量與流體的流動狀態(tài)無關;粘度愈大的介質(zhì),從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小,因此核測介質(zhì)的粘度愈大,泄漏誤差愈小,對測量愈有利;
    ②橢圓齒輪流量計計量精度高,適用于高粘度介質(zhì)流量的測量,但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會將齒輪卡死,以致無法測量流量)。如果被測液體介質(zhì)中夾雜有氣體時,也會引起測量誤差。
     
    7. 轉(zhuǎn)子流量計
    轉(zhuǎn)子流量計工作原理:
    當測量流體的流量時,被測流體從錐形管下端流入,流體的流動沖擊著轉(zhuǎn)子,并對它產(chǎn)生一個作用力,當流量足夠大時,產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起。同時,被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面,這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個:流體對轉(zhuǎn)子的動壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計垂直安裝時,轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會相重合,作用在轉(zhuǎn)子上的三個力都沿平行于管軸的方向。當這三個力達到平衡時,轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對于給定的轉(zhuǎn)子流量計,轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定,因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當來流流速變大或變小時,轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動,相應位置的流動截面積也發(fā)生變化,直到流速變成平衡時對應的速度,轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對于一臺給定的轉(zhuǎn)子流量計,轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對應關系。
    工作特點:
    它具有結構簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點;轉(zhuǎn)子流量計適用于測量通過管道直徑。
     
    8. 渦街流量計
    渦街流量計工作原理:
    根據(jù)流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關,根據(jù)這種關系,旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,再乘以橫截面積得到流量。
    工作特點:
    ①結構簡單而牢固,無可動部件,可靠性高,長期運行十分可靠;
    ②安裝簡單,維護十分方便;
    ③檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì),性能穩(wěn)定,壽命長;
    ④輸出是與流量成正比的脈沖信號,無零點漂移,精度高;
    ⑤測量范圍寬,量程比可達1:10;
    ⑥壓力損失較小,運行費用低,較具節(jié)能意義。
     
    9. 腰輪流量計
    腰輪流量計工作原理:
    當有流體通過流量計時,在流量計進出口流體差壓的作用下.兩腰輪將按正方向旋轉(zhuǎn)。計量室內(nèi)液體不斷流進流出,只需要知道計量室體積和腰輪轉(zhuǎn)動次數(shù)就可以計算出流體流量。
    工作特點:
    適合各種清潔液體的流量測量,尤其適用于油品計量,也可制成測量氣體的流量計。它的計較準確度高,可達0.1-0.5級,壓力損失小,量程范圍大。
     
    10. 雙轉(zhuǎn)子流量計
    雙轉(zhuǎn)子流量計工作原理:
    進、出口處較小的壓差推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),同一時刻,每一個轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣,但兩個轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn),排量均衡無脈動。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出 8 倍空腔的容積,因此,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的瞬時流量成正比。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性聯(lián)軸器傳到表頭計數(shù)器,顯示出流過流量計(流過管道)的流量。
    工作特點:
    ① 適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油,被測量液體的粘度范圍大;
    ② 流量計通過的液體流量大;
    ③使用壽命長,準確度高,可靠性強;
    ④壓內(nèi)損失較小;
    ⑤可直接與計算機聯(lián)網(wǎng)。
     
    11. 靶式流量計
    靶式流量計工作原理:
    當流體流動,對靶板產(chǎn)生一個作用力,使靶板產(chǎn)生微量的位移,位移大小與流速有關,根據(jù)位移與流速的關系計算出流量。
    工作特點:
    ①整臺儀表結構堅固無可動部件,插入式結構,拆卸方便;
    ②可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)(如哈氏合金,鈦等);
    ③整機可做成全密封無死角(焊接形式),無任何泄漏點,可耐42MPa 高壓;
    ④儀表內(nèi)設自檢程序,故障現(xiàn)象一目了然;
    ⑤傳感器不與被測介質(zhì)接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠;
    ⑥能準確測量各種常溫、高溫500 度、低溫-200 度工況下的氣體、液體流量等。
     
    12. 超聲波流量計
    超聲波流量計工作原理:
    超聲波流量計通過檢測流體流動對超聲波產(chǎn)生的影響來對液體流量進行測量,其利用的是“時差法”。首先,使用探頭1**信號,信號穿過管壁1、流體、管壁2后被另一側的探頭2接收到;在探頭1**信號的同時探頭2也發(fā)出同樣的信號,經(jīng)過管壁2、流體、管壁1后被探頭1接收到;由于流速的存在使得兩時間不等,存在時間差,因此根據(jù)時間差便可求得流速,進而得到流量值。
    工作特點:
    可以測量常規(guī)管道流量,還可以測量不易觀察、不易接觸的管道的流量;其不僅可以測量常規(guī)流體流量,還可對具有強腐蝕性、放射性、易燃、易爆等特點的流體進行流量的測量。但是超聲波流量計對所測流體的溫度范圍有所限制,目前我國的超聲波流量計僅可用于200℃以下流體的測量;而且,超聲波流量計的測量線路相當復雜,對測量線路要求較高。
     
    13. 噴嘴流量計
    噴嘴流量計工作原理:
    噴嘴的測量原理是依據(jù)流體力學的節(jié)流原理,充滿管道的流體,當它們流經(jīng)管道內(nèi)的噴嘴時,流速將在噴嘴形成局部收縮,從而使流速加快,靜壓力降低,于是在噴嘴前后便產(chǎn)生了壓力降或叫壓差,介質(zhì)流動的流量愈大,在噴嘴前后產(chǎn)生的壓差也就愈大,所以可通過測量壓差來測量流體流量的大小。
    工作特點:
    ①結構簡單,安裝方便;
    ② 噴嘴比孔板的壓力損失小,要求直管段長度也短;
    ③*實流校驗,性能穩(wěn)定;
    ④可耐高溫高壓、耐沖擊;
    ⑤耐腐蝕性能比孔板好,壽命長;
    ⑥精度高、重復性好、流出系數(shù)穩(wěn)定;
    ⑦圓弧形結構設計可測量各種液體、氣體、蒸汽以及各種臟污介質(zhì);
    ⑧ 整體鍛造加工技術,造價較高。
     
    14. 科里奧利質(zhì)量流量計
    科里奧利質(zhì)量流量計工作原理:
    當一個位于旋轉(zhuǎn)系內(nèi)的質(zhì)點作朝向或者離開旋轉(zhuǎn)中心的運動時,將產(chǎn)生一慣性力,通過直接或者間接地測量出在旋轉(zhuǎn)管道中流動的流體作用于管道上的科里奧利力,就可以測得流體通過管道的質(zhì)量流量。
    工作特點:
    ①科里奧利質(zhì)量流量計直接測量質(zhì)量流量,有很高的測量精確度。
    ②可測量流體范圍廣泛,包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。
    ③測量管的振動幅度小,可視作非活動件,測量管路內(nèi)無阻礙件和活動件。對外界振動干擾較為敏感,為防止管道振動影響,大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計的流量傳感器安裝固定要求較高等。

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  • 詞條

    詞條說明

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