測量(liang)不同的(de)介質選(xuǎn)擇不同(tóng)的流量(liàng)計
廣州(zhōu)迪川儀(yi)器儀表(biǎo)有限公(gong)司爲了(le)保證流(liu)量儀表(biao)在生産(chǎn)現場過(guo)程中發(fā)揮好、精(jīng)确的使(shǐ)用，流量(liàng)計的💞選(xuǎn)擇，必須(xu)要根據(ju)生産現(xiàn)場需要(yào)計量的(de)介質而(er)定。
一、氣(qi)體介質(zhi)，應選擇(ze)的流量(liang)計品種(zhǒng)是：1、超聲(sheng)波氣體(tǐ)流量計(ji)。2、渦街流(liú)量計。如(rú)氣體溫(wēn)度超過(guo)300℃,可選氣(qì)壓式流(liu)量計。
二(èr)、石油、柴(chai)油等油(yóu)品介質(zhi)，應選擇(ze)的流量(liang)計品種(zhong)是：超聲(shēng)波流量(liàng)計。
三、砂(sha)漿、電粉(fěn)漿等大(dà)濃度、固(gu)體顆粒(li)含量大(da)的介質(zhì)💁，應選擇(ze)☎️的流量(liang)計品種(zhǒng)是：電磁(cí)流量計(jì)。 四、自來(lái)水大流(liu)量的介(jie)質，應選(xuǎn)擇的流(liu)🔞量計品(pin)種是：适(shì)用選型(xíng)爲✊智能(néng)電磁流(liu)量計、超(chāo)聲波流(liu)量計。其(qi)他⭐諸如(rú)渦街流(liu)量計、孔(kǒng)闆流量(liang)計等也(ye)可以。
五(wu)、污水、紙(zhi)漿等渾(hun)濁液體(tǐ)介質，應(yīng)選擇的(de)流量計(jì)品種🚶♀️是(shì)：1、超📱聲波(bo)💞流量計(jì)及智能(néng)電磁流(liú)量計。但(dan)在選用(yong)☁️電磁流(liu)量🏃♀️計時(shí)要考慮(lǜ)液體中(zhōng)不含較(jiào)多空氣(qi)或氣泡(pào)。 六、帶💋有(yǒu)較多氣(qì)泡的液(ye)體介質(zhì)，應選擇(zé)的流量(liang)計品種(zhǒng)是：超聲(shēng)波流量(liang)計，使用(yong)該類型(xíng)的流量(liang)計測量(liàng)🛀帶有氣(qi)泡的🐪流(liú)體，效果(guǒ)十分好(hǎo)。 七、純淨(jìng)水、除鹽(yan)水等電(dian)導率低(dī)的介質(zhi)，應選擇(zé)的流⭕量(liàng)計品種(zhǒng)是：超聲(shēng)波流量(liàng)計非常(chang)适合測(cè)量這類(lei)流體。 八(ba)、酸、堿液(yè)等強腐(fu)蝕性介(jie)質，應選(xuan)擇的流(liu)量計品(pin)種是：1、抗(kàng)💰酸堿内(nei)襯的電(diàn)磁流量(liàng)計。2、外夾(jiá)式超聲(sheng)波流量(liàng)計。
用以(yi)測量管(guan)路中流(liú)體流量(liàng)(單位時(shí)間内通(tong)過的流(liu)體體積(ji))的🚶♀️儀表(biao)。有轉子(zi)流量計(ji)、節流式(shi)流量計(jì)、細縫流(liu)量計、容(róng)積流量(liang)計、電磁(ci)流量計(jì)、超聲波(bo)流量計(ji)和堰等(děng)。
流量測(ce)量方法(fǎ)和儀表(biǎo)的種類(lei)繁多,分(fèn)類方法(fǎ)也很多(duo)。至今爲(wei)止🆚,可供(gong)工業用(yong)的流量(liàng)儀表種(zhǒng)類達60種(zhǒng)之多。品(pǐn)🚩種如此(cǐ)之多的(de)原因就(jiu)在于至(zhi)今還沒(mei)找到一(yī)⛱️種對任(ren)🏒何流體(ti)、任何量(liang)程、任何(hé)流動狀(zhuàng)态以及(jí)任何使(shi)用條件(jiàn)都适用(yong)的流量(liang)儀表☁️。
這(zhè)60多種流(liu)量儀表(biǎo),每種産(chan)品都有(yǒu)它特定(dìng)的适用(yòng)性,也都(dōu)有🔅它的(de)局限性(xìng)。按測量(liang)對象劃(huà)分就有(yǒu)封閉管(guǎn)道和明(ming)渠兩大(da)類;按測(cè)量目的(de)又可分(fen)爲總量(liàng)測量🤟和(hé)流量測(cè)量,其儀(yí)表分别(bié)稱作總(zong)量表和(hé)流量計(jì)。
總量表(biao)測量一(yi)段時間(jiān)内流過(guò)管道的(de)流量,是(shì)以短暫(zàn)💋時✂️間内(nei)流過的(de)總量除(chu)以該時(shi)間的商(shāng)來表示(shi),實際上(shang)🔞流量計(jì)通常亦(yi)備有累(lèi)積流量(liang)裝置,做(zuò)總量表(biao)使用,而(ér)🚩總量表(biao)亦備有(yǒu)⭐流量發(fā)🏃♀️訊裝置(zhi)🤟。因此,以(yi)嚴格意(yi)義來分(fen)流量計(jì)和總量(liang)表已無(wu)實際意(yì)義。
按測(cè)量原理(li)分有力(lì)學原理(lǐ)、熱學原(yuan)理、聲學(xue)原理、電(dian)學原理(li)、光學原(yuan)理、原子(zǐ)物理學(xué)原理等(deng)。
按照目(mu)前流行(háng)、廣泛的(de)分類法(fa),即分爲(wèi):容積式(shì)流量計(jì)、差壓式(shì)🥰流量計(ji)、浮子流(liu)量計、渦(wō)輪流量(liàng)計、電磁(cí)流量計(ji)、流體振(zhèn)蕩流量(liang)計中的(de)渦街流(liu)量計、質(zhì)量流量(liàng)計和插(cha)入式流(liú)量計、探(tàn)針式流(liu)量計，來(lái)分别闡(chan)述各👅種(zhong)流量計(jì)的原理(li)、特點、應(yīng)用概況(kuang)及國内(nèi)外的發(fā)展情況(kuang)。
差壓式(shì)流量計(jì)是根據(ju)安裝于(yú)管道中(zhōng)流量檢(jian)測件産(chan)生的差(chà)壓,已知(zhī)的流體(ti)條件和(he)檢測件(jian)與管道(dao)的幾何(he)尺寸來(lái)計算流(liu)量的儀(yí)表。
差壓(yā)式流量(liang)計由一(yī)次裝置(zhi)(檢測件(jian))和二次(ci)裝置(差(cha)壓轉🌈換(huàn)和流量(liàng)顯示儀(yí)表)組成(cheng)。通常以(yi)檢測件(jiàn)形式對(dui)差壓式(shi)流量計(jì)分類,如(ru)孔闆流(liu)量計、文(wén)丘裏流(liu)量計、均(jun1)速管流(liú)量計等(deng)。
二次裝(zhuang)置爲各(ge)種機械(xie)、電子、機(jī)電一體(tǐ)式差壓(ya)計,差壓(yā)變送器(qì)及流量(liàng)顯示儀(yí)表。它已(yǐ)發展爲(wei)三化(系(xì)列化、通(tong)用化🍉及(jí)标準化(huà))程度✔️很(hěn)高的、種(zhǒng)類規格(ge)龐雜的(de)一大類(lèi)儀表,它(ta)✍️既可測(ce)量流量(liang)✊參數,也(ye)可測量(liàng)其它🙇🏻參(cān)數(如壓(ya)力、物位(wèi)、密度等(děng))。
差壓式(shi)流量計(ji)的檢測(ce)件按其(qi)作用原(yuan)理可分(fèn)爲:節流(liu)裝置、水(shuǐ)力阻力(li)式、離心(xīn)式、動壓(ya)頭式、動(dong)壓頭增(zeng)益式及(ji)射流式(shi)幾㊙️大類(lei)。
檢測件(jiàn)又可按(àn)其标準(zhun)化程度(dù)分爲二(er)大類:标(biāo)準的和(hé)非标準(zhun)的。
所謂(wei)标準檢(jiǎn)測件是(shi)隻要按(an)照标準(zhǔn)文件設(she)計、制造(zao)⛱️、安裝和(he)使💰用,無(wú)須經實(shí)流标定(dìng)即可确(que)定其流(liu)量值和(he)估算測(cè)量誤🌈差(chà)。
非标準(zhun)檢測件(jian)是成熟(shú)程度較(jiao)差的,尚(shàng)未列入(rù)标準💰中(zhōng)的檢測(cè)件。
差壓(yā)式流量(liang)計是一(yī)類應用(yong)廣泛的(de)流量計(ji),在各類(lèi)流量儀(yi)表💋中💚其(qí)使用量(liàng)占居*。近(jìn)年來,由(you)于各種(zhǒng)新型流(liu)量計的(de)問世,它(ta)的使用(yòng)量百分(fen)數逐漸(jiàn)下降,但(dàn)目🈲前仍(réng)是重要(yào)的🚶一類(lèi)流量計(jì)。
優點:
(1)應(ying)用多的(de)孔闆式(shi)流量計(ji)結構牢(láo)固,性能(néng)穩定可(kě)靠🐪,使用(yong)壽命長(zhang);
(2)應用範(fàn)圍廣泛(fan),至今尚(shang)無任何(hé)一類流(liu)量計可(kě)與之相(xiang)比🔞拟;
(3)檢(jiǎn)測件與(yǔ)變送器(qi)、顯示儀(yí)表分别(bié)由不同(tóng)廠家生(sheng)産,便于(yú)🔅規模經(jīng)濟生産(chǎn)。
缺點:
(1)測(ce)量精度(du)普遍偏(piān)低;
(2)範圍(wei)度窄,一(yi)般僅3:1~4:1;
(3)現(xiàn)場安裝(zhuāng)條件要(yào)求高;
(4)壓(yā)損大(指(zhi)孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注(zhu)：一種新(xīn)型産品(pin)：引進美(měi)國航天(tiān)*而開發(fā)的平衡(héng)流⭐量計(ji)，這👣種☁️流(liú)量計的(de)測量精(jing)度是傳(chuán)統節流(liú)裝置的(de)5-10倍，永9壓(yā)力損失(shī)1/3。壓力🌂恢(huī)複✏️快2倍(bèi)，小直管(guan)段可以(yǐ)小至1.5D，安(ān)裝和使(shǐ)用方🐪便(biàn)，大大💁減(jian)少流體(tǐ)運行的(de)能力消(xiao)耗。
應用(yòng)概況:
差(cha)壓式流(liu)量計應(yīng)用範圍(wéi)特别廣(guang)泛,在封(fēng)閉管道(dào)的流量(liang)測量中(zhōng)各種對(dui)象都有(you)應用,如(ru)流體方(fang)面:單相(xiàng)、混相、潔(jie)淨、髒污(wu)、粘性流(liu)等;工作(zuo)狀态方(fāng)面:常壓(ya)、高壓✉️、真(zhēn)空、常🥰溫(wēn)、高溫、低(dī)溫等;管(guǎn)徑方面(miàn):從幾💃mm到(dao)幾m;流動(dòng)條件方(fāng)面:亞音(yin)速、音速(su)、脈動流(liu)等。它在(zai)各工業(yè)部門的(de)用量約(yuē)占流量(liang)計全部(bù)用🌈量的(de)1/4~1/3。
3.2 浮子流(liú)量計
浮(fú)子流量(liang)計,又稱(chēng)轉子流(liu)量計,是(shì)變面積(ji)式流量(liang)計的一(yi)種,在♊一(yi)根由下(xia)向上擴(kuo)大的垂(chui)直錐管(guan)中,圓形(xíng)橫截面(mian)的浮子(zi)的重力(lì)是❌由液(ye)體動力(lì)承受的(de),從而使(shǐ)浮子可(kě)以在錐(zhuī)管内自(zi)由地上(shàng)升和下(xia)降。
浮子(zi)流量計(jì)是僅次(ci)于差壓(ya)式流量(liàng)計應用(yong)範圍寬(kuān)廣的一(yī)類流量(liàng)計,特别(bie)在小、微(wei)流量方(fang)面有舉(jǔ)足輕🏃♂️重(zhong)的作用(yòng)。
80年代中(zhōng)期,日本(běn)、西歐、美(měi)國的銷(xiāo)售金額(é)占流量(liang)儀表的(de)15%~20%。中國🚩産(chǎn)量1990年估(gū)計在12~14萬(wan)台,其中(zhong)95%以上爲(wei)玻璃錐(zhuī)管浮子(zǐ)流量計(jì)。
特點:
(1)玻(bo)璃錐管(guǎn)浮子流(liu)量計結(jié)構簡單(dan),使用方(fang)便,缺點(dian)是耐🛀壓(yā)力低,有(you)玻璃管(guǎn)易碎的(de)較大風(fēng)險;
(2)适用(yong)于小管(guǎn)徑和低(dī)流速;
(3)壓(ya)力損失(shi)較低。
3.3容(rong)積式流(liú)量計
容(rong)積式流(liu)量計,又(yòu)稱定排(pai)量流量(liang)計,簡稱(chēng)PD流量計(jì),在流量(liàng)儀表中(zhōng)是精度(dù)高的一(yi)類。它利(li)用機械(xiè)測量元(yuán)件把流(liú)體連續(xu)✨不斷💚地(dì)分♋割成(chéng)單個已(yi)知的體(tǐ)積部分(fen),根據測(ce)量室逐(zhú)次重複(fú)地充滿(man)和排放(fang)該體積(jī)部分流(liu)體的次(ci)數來測(cè)量流體(tǐ)體積總(zong)量。
容積(ji)式流量(liang)計按其(qi)測量元(yuan)件分類(lèi),可分爲(wèi)橢圓齒(chǐ)輪流量(liang)🌂計、刮闆(pan)流量計(ji)、雙轉子(zǐ)流量計(ji)、旋轉活(huo)塞流量(liàng)計、往複(fú)活塞流(liu)量計、圓(yuán)盤流量(liàng)計、液封(feng)轉筒式(shì)流量計(jì)、濕🈚式氣(qi)量計及(ji)膜式氣(qì)量計等(deng)。
優點:
(1)計(jì)量精度(du)高;
(2)安裝(zhuāng)管道條(tiáo)件對計(ji)量精度(du)沒有影(ying)響;
(3)可用(yòng)于高粘(zhan)度液體(ti)的測量(liang);
(4)範圍度(du)寬;
(5)直讀(du)式儀表(biao)無需外(wai)部能源(yuan)可直接(jiē)獲得累(lèi)計,總量(liàng),清晰㊙️明(míng)了,操作(zuò)簡便。
缺(quē)點:
(1)結果(guo)複雜,體(ti)積龐大(dà);
(2)被測介(jiè)質種類(lei)、口徑、介(jiè)質工作(zuo)狀态局(jú)限性較(jiao)大;
(3)不适(shì)用于高(gao)、低溫場(chang)合;
(4)大部(bu)分儀表(biǎo)隻适用(yong)于潔淨(jìng)單相流(liu)體;
(5)産生(shēng)噪聲及(ji)振動。
應(ying)用概況(kuàng):
容積式(shi)流量計(ji)與差壓(ya)式流量(liàng)計、浮子(zi)流量計(ji)并列爲(wei)三⚽類使(shi)♻️用量大(da)的流量(liang)計,常應(ying)用于昂(áng)貴介質(zhi)(油品、天(tiān)然氣等(děng))的總量(liàng)測量。
工(gong)業發達(dá)國家近(jin)年PD流量(liang)計(不包(bāo)括家用(yong)煤氣表(biǎo)和家用(yòng)水表)的(de)銷售金(jīn)額占流(liu)量儀表(biǎo)的13%~23%;我國(guó)約占20%,1990年(nian)産量(不(bu)包括家(jia)用煤氣(qì)表)估計(jì)爲34萬台(tai),其中橢(tuo)圓齒輪(lún)式和腰(yāo)輪式分(fen)别約占(zhan)70%和20%。
3.4 渦輪(lun)流量計(jì)
渦輪流(liu)量計,是(shi)速度式(shi)流量計(jì)中的主(zhǔ)要種類(lèi),它采用(yong)多葉片(pian)的轉子(zǐ)(渦輪)感(gan)受流體(tǐ)平均流(liu)速,從而(er)且推導(dao)出流🈲量(liàng)或總量(liàng)的儀表(biao)。
一般它(ta)由傳感(gan)器和顯(xian)示儀兩(liǎng)部分組(zu)成,也可(kě)做成整(zhěng)體式。
渦(wo)輪流量(liàng)計和容(rong)積式流(liú)量計、科(ke)裏奧利(li)質量流(liú)量計稱(chēng)爲👨❤️👨流量(liang)🐇計中三(san)類重複(fu)性、精度(du)佳的産(chǎn)品,作爲(wèi)🛀類型流(liú)量計之(zhī)一,其産(chǎn)品已發(fa)展爲多(duō)品種、多(duō)系列批(pi)量生産(chan)的規模(mó)。
優點:
(1)高(gāo)精度,在(zài)所有流(liú)量計中(zhōng),屬于精(jing)确的流(liú)量計;
(2)重(zhòng)複性好(hǎo);
(3)元零點(dian)漂移,抗(kang)幹擾能(néng)力好;
(4)範(fan)圍度寬(kuān);
(5)結構緊(jǐn)湊。
缺點(dian):
(1)不能長(zhang)期保持(chí)校準特(tè)性;
(2)流體(tǐ)物性對(dui)流量特(tè)性有較(jiào)大影響(xiǎng)。
應用概(gài)況:
渦輪(lún)流量計(ji)在以下(xià)一些測(ce)量對象(xiang)獲得廣(guang)泛應用(yòng):石油、有(you)機液體(tǐ)、無機液(ye)、液化氣(qì)、天然氣(qì)和低溫(wen)流體統(tǒng)在歐洲(zhōu)和美國(guo),渦輪流(liú)🌈量計在(zài)用量上(shang)是僅次(ci)于孔闆(pan)流量計(jì)的👌天然(rán)計量儀(yí)表,僅荷(he)蘭在天(tian)然氣管(guan)線上就(jiu)采用了(le)2600多台各(gè)種尺寸(cùn),壓力從(cóng)0.8~6.5MPa的氣體(tǐ)渦輪流(liu)量計,它(ta)們已成(cheng)爲優良(liáng)的天然(rán)氣計量(liàng)儀表。
3.5電(dian)磁流量(liàng)計
電磁(ci)流量計(jì)是根據(jù)法拉弟(dì)電磁感(gǎn)應定律(lǜ)制成的(de)一種測(ce)量導電(dian)性液體(tǐ)的儀表(biǎo)。
電磁流(liú)量計有(you)一系列(lie)優良特(te)性,可以(yi)解決其(qi)它流量(liàng)計不易(yi)應用的(de)問題,如(ru)髒污流(liu)、腐蝕流(liú)的測量(liàng)。
70、80年代電(dian)磁流量(liang)在技術(shù)上有重(zhòng)大突破(pò),使它成(chéng)爲應用(yòng)🍓廣泛的(de)一🛀類流(liú)量計,在(zai)流量儀(yi)表中其(qí)使用量(liàng)百分數(shù)不斷上(shang)升。
優點(dian):
(1)測量通(tong)道是段(duàn)光滑直(zhi)管,不會(huì)阻塞,适(shi)用于測(ce)量含固(gù)體顆粒(li)的🛀🏻液固(gu)二相流(liu)體,如紙(zhi)漿、泥漿(jiāng)、污水等(deng);
(2)不産生(sheng)流量檢(jiǎn)測所造(zao)成的壓(ya)力損失(shī),節能效(xiào)果好;
(3)所(suo)測得體(tǐ)積流量(liàng)實際上(shàng)不受流(liú)體密度(dù)、粘度、溫(wen)度♈、壓力(lì)和電導(dǎo)率變化(hua)的明顯(xiǎn)影響;
(4)流(liú)量範圍(wéi)大,口徑(jìng)範圍寬(kuan);
(5)可應用(yong)腐蝕性(xing)流體。
缺(que)點:
(1)不能(néng)測量電(dian)導率很(hen)低的液(yè)體,如石(shi)油制品(pǐn);
(2)不能測(cè)量氣體(ti)、蒸汽和(hé)含有較(jiao)大氣泡(pào)的液體(tǐ);
(3)不能用(yong)于較高(gāo)溫度。
應(ying)用概況(kuang):
電磁流(liú)量計應(ying)用領域(yu)廣泛,大(da)口徑儀(yi)表較多(duo)應用于(yu)給排水(shui)工程;中(zhong)小口徑(jìng)常用于(yu)高要求(qiu)或難測(ce)場合,如(rú)鋼鐵工(gong)業高爐(lu)🌏風口冷(lěng)卻水控(kòng)制,造紙(zhi)工業測(ce)量紙漿(jiāng)✌️液和黑(hei)液,化學(xue)工業的(de)強腐蝕(shi)液,有色(sè)冶金工(gōng)業的礦(kuàng)漿;小口(kǒu)徑😘、微小(xiǎo)口徑常(cháng)用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工(gong)業、生物(wu)💛化學等(deng)有衛生(shēng)要求的(de)場所。
3.6 渦(wō)街流量(liang)計
渦街(jie)流量計(jì)是在流(liú)體中安(ān)放一根(gēn)非流線(xiàn)型遊渦(wō)發生🔅體(ti),流體在(zài)發生體(tǐ)兩側交(jiao)替地分(fèn)離釋放(fàng)出兩串(chuan)規則地(di)交錯排(pái)列㊙️的遊(yóu)👉渦的儀(yí)表。
渦街(jiē)流量計(ji)按頻率(lǜ)檢出方(fang)式可分(fen)爲:應力(li)式、應變(biàn)式、電容(rong)式♊、熱敏(min)式、振動(dòng)體式、光(guang)電式及(jí)超聲式(shì)等。
渦街(jie)流量計(ji)是屬于(yú)年輕的(de)一類流(liú)量計,但(dan)其發展(zhǎn)迅速,目(mù)前🚩已成(chéng)爲通用(yong)的一類(lèi)流量計(jì)。
優點:
(1)結(jie)構簡單(dan)牢固;
(2)适(shì)用流體(tǐ)種類多(duo);
(3)精度較(jiao)高;
(4)範圍(wéi)度寬;
(5)壓(yā)損小。
缺(quē)點:
(1)不适(shì)用于低(dī)雷諾數(shù)測量;
(2)需(xu)較長直(zhi)管段;
(3)儀(yí)表系數(shu)較低(與(yu)渦輪流(liu)量計相(xiàng)比);
(4)儀表(biao)在脈動(dòng)流、多相(xiang)流中尚(shàng)缺乏應(yīng)用經驗(yàn)。
3.7 超聲波(bō)流量計(ji)
超聲波(bo)流量計(ji)是通過(guo)檢測流(liú)體流動(dong)對超聲(shēng)束(或超(chao)聲✍️脈沖(chong)☁️)的作用(yòng)以測量(liang)流量的(de)儀表。
根(gēn)據對信(xìn)号檢測(cè)的原理(lǐ)超聲流(liu)量計可(kě)分爲傳(chuán)播速度(du)🔴差法🧑🏾🤝🧑🏼(直(zhí)接時差(chà)法、時差(cha)法、相位(wei)差法和(he)頻差法(fǎ))、波束偏(pian)移法、多(duo)普勒法(fǎ)、互🌈相關(guān)法、空間(jiān)濾法及(ji)噪聲法(fa)等。
超聲(shēng)流量計(ji)和電磁(cí)流量計(jì)一樣,因(yīn)儀表流(liu)通通道(dao)未設置(zhi)任何阻(zǔ)礙件,均(jun1)屬*流量(liàng)計,是适(shì)于解決(jué)流量測(cè)量困難(nán)問題的(de)一類流(liu)量計,特(tè)别在大(dà)口徑流(liú)量測量(liang)方🙇🏻面有(yǒu)較突出(chū)的優點(diǎn),近年來(lai)它是發(fa)展迅速(su)的一類(lèi)流量計(ji)之一。
優(yōu)點:
(1)可做(zuò)非接觸(chu)式測量(liang);
(2)爲無流(liú)動阻撓(nao)測量,無(wú)壓力損(sǔn)失;
(3)可測(cè)量非導(dao)電性液(yè)體,對無(wú)阻撓測(ce)量的電(diàn)磁流量(liàng)計是一(yī)種👉補充(chong)。
缺點:
(1)傳(chuan)播時間(jiān)法隻能(neng)用于清(qīng)潔液體(tǐ)和氣體(ti);而多普(pu)勒法✍️隻(zhi)能用于(yú)測量含(hán)有一定(ding)量懸浮(fú)顆粒和(he)氣泡的(de)液體;
(2)多(duō)普勒法(fa)測量精(jīng)度不高(gao)。
應用概(gài)況:
(1)傳播(bo)時間法(fǎ)應用于(yu)清潔、單(dān)相液體(ti)和氣體(tǐ)。典型應(ying)用有工(gōng)廠💋排放(fang)液、:怪液(ye)、液化天(tiān)然氣等(děng);
(2)氣體應(yīng)用方面(miàn)在高壓(ya)天然氣(qi)領域已(yi)有使用(yòng)良好的(de)經驗;
(3)多(duō)普勒法(fa)适用于(yu)異相含(hán)量不太(tai)高的雙(shuāng)相流體(tǐ),例如:未(wèi)處理污(wū)水、工廠(chang)排放液(ye)、髒流程(chéng)液;通常(chang)不适用(yong)于非常(chang)清潔的(de)液體。
[編(bian)輯本段(duàn)]3.8 科裏奧(ao)利質量(liàng)流量計(ji)
科裏奧(ao)利質量(liang)流量計(ji)(以下簡(jian)稱CMF)是利(li)用流體(ti)在振動(dòng)🔴管中🌍流(liú)動🔞時,産(chan)生與質(zhì)量流量(liàng)成正比(bǐ)的科裏(li)奧利力(lì)⛱️原理制(zhì)成的一(yī)種直接(jie)式質量(liang)流量儀(yí)表。
我國(guó)CMF的應用(yong)起步較(jiào)晚,近年(nian)已有幾(jǐ)家制造(zao)廠(如太(tai)行🌐儀🆚表(biao)廠☀️)自行(háng)開發供(gong)應市場(chǎng);還有幾(jǐ)家制造(zào)廠組建(jiàn)合資企(qǐ)業或引(yǐn)用生産(chǎn)系列儀(yí)表。
熱式(shì)氣體質(zhi)量流量(liàng)計
熱式(shì)流量計(ji)傳感器(qì)包含兩(liǎng)個傳感(gan)元件，一(yi)個速度(du)傳感💋器(qì)和一🈚個(gè)溫度傳(chuán)感器。它(tā)們自動(dòng)地補償(cháng)和校正(zhèng)氣體溫(wēn)度變🥰化(huà)。儀表的(de)電加熱(rè)部分将(jiāng)速度傳(chuan)感器加(jiā)熱✏️到高(gāo)于工況(kuang)溫度的(de)某一個(ge)定值，使(shi)速度傳(chuan)⭕感器和(he)測量工(gōng)況溫度(du)的傳感(gan)器之間(jian)形成恒(heng)定溫差(cha)。當保持(chi)溫差不(bú)變時，電(dian)🔞加熱消(xiao)耗的🈲能(neng)量，也可(kě)以☀️說熱(rè)消散值(zhi)💜，與流過(guò)氣體的(de)質量流(liú)量成正(zhèng)比。
熱式(shi)氣體質(zhì)量流量(liang)計即Mass Flow Meter(縮(suo)寫爲MFM)，它(tā)是氣體(ti)流量計(ji)💰量中新(xīn)型🌈儀表(biao)，區别于(yu)其它氣(qi)體流量(liang)計不需(xu)要進行(hang)壓力和(hé)溫度♉修(xiu)正，直接(jiē)測量氣(qi)體的質(zhi)量流量(liàng)，一✌️支傳(chuán)感器可(ke)以🤩做到(dao)量程從(cong)極低到(dao)高量程(cheng)。它适合(he)單一氣(qi)體和固(gù)定比例(lì)多組份(fen)氣體的(de)測量。
熱(re)式氣體(tǐ)質量流(liú)量計是(shi)用于測(ce)量和控(kong)制氣體(tǐ)質量流(liu)✂️量的新(xīn)型儀表(biǎo)。可用于(yu)石油、化(huà)工、鋼鐵(tiě)、冶金、電(dian)力、輕工(gong)、醫🔞藥、環(huan)保等工(gong)業部門(mén)的空氣(qi)、烴類氣(qì)體、可燃(ran)性氣體(ti)、煙道氣(qi)體的監(jian)測。
特 點(dian)
可靠性(xing)高 重複(fú)性好 測(cè)量精度(dù)高 壓損(sun)小
無活(huó)動部件(jiàn) 量程比(bi)寬 響應(ying)速度快(kuài) 無須溫(wen)壓補償(cháng)🍉
應 用
•工(gong)業管道(dào)中氣體(tǐ)質量流(liu)量測量(liàng) •煙囪排(pai)出的煙(yan)氣流速(su)測量
•煅(duan)燒爐煙(yan)道氣流(liú)量測量(liàng) •燃氣過(guò)程中空(kong)氣流量(liàng)測⚽量
•壓(yā)縮空氣(qì)流量測(cè)量 •半道(dào)體芯片(pian)制造過(guo)程中氣(qì)體流量(liang)測量㊙️
•污(wū)水處理(lǐ)中氣體(ti)流量測(ce)量 •加熱(re)通風和(hé)空調系(xi)統中的(de)氣體流(liú)量測量(liàng)
•熔劑回(hui)收系統(tong)氣體流(liu)量測量(liang) •燃燒鍋(guo)爐中燃(ran)燒氣體(ti)流量測(ce)量
•天然(rán)氣、火炬(ju)氣、氫氣(qi)等氣體(tǐ)流量測(cè)量
•啤酒(jiu)生産過(guò)程中二(er)氧化碳(tan)氣體流(liu)量測量(liang)
•水泥、卷(juàn)煙、玻璃(lí)廠生産(chan)過程中(zhōng)氣體質(zhì)量流量(liàng)測量
如(ru)：美國SIERRA
中(zhōng)國DSN
3.9 明渠(qu)流量計(ji)
與前述(shù)幾種不(bu)同,它是(shi)在非滿(mǎn)管狀敞(chang)開渠道(dao)測量自(zì)由表面(mian)自然流(liú)的流量(liàng)儀表。
非(fēi)滿管态(tai)流動的(de)水路稱(chēng)作明渠(qu),測量明(ming)渠中水(shui)流流量(liàng)的稱作(zuò)明渠流(liu)量計(open channel flowmeter)。
明(ming)渠流量(liang)計除圓(yuán)形外,還(hai)有U字形(xing)、梯形、矩(jǔ)形等多(duo)種形狀(zhuàng)。
明渠流(liú)量計應(ying)用場所(suǒ)有城市(shi)供水引(yǐn)水渠;火(huo)電廠引(yǐn)水和排(pái)水渠、污(wū)水治理(li)流入和(hé)排放渠(qú);工礦企(qǐ)業水排(pai)放以及(ji)水利工(gong)❄️程和農(nóng)業灌溉(gài)用渠道(dào)。有人估(gū)計1995台,約(yue)占流量(liang)儀表整(zhěng)體的1.6%,但(dàn)是國内(nei)應用尚(shàng)無估計(jì)數據。
4, 新(xīn)工作原(yuán)理流量(liang)儀表的(de)研究和(hé)開發
4.1 靜(jìng)電流量(liàng)計
(electrostatic flowmeter)
日本(ben)東京技(jì)術學院(yuàn)研制适(shi)用于石(shi)油輸送(song)管線低(dī)⭐導電液(ye)體流✔️量(liang)測量的(de)靜電流(liú)量計。
靜(jìng)電流量(liang)計的金(jīn)屬測量(liang)管絕緣(yuan)地與管(guǎn)系連接(jie),測量電(dian)容📞器上(shàng)靜電荷(hé)便可知(zhi)道測量(liàng)管内的(de)電荷。他(ta)們分别(bie)作了内(nei)徑4~8mm銅、不(bú)鏽🔅鋼等(deng)金屬和(hé)塑料測(cè)量管✉️儀(yí)表的實(shi)流試✍️驗(yàn),試驗表(biao)明流量(liang)與電💚荷(he)之間接(jiē)近于線(xian)性。
4.2 複合(he)效應流(liu)量儀表(biao)
(combined effects meter)
該儀表(biao)的工作(zuo)原理是(shì)基于流(liú)體的動(dong)量和壓(yā)力作用(yong)于儀表(biǎo)腔體産(chǎn)生的變(biàn)形,測量(liàng)複合效(xiào)應的變(bian)形求取(qu)🍓流量。本(ben)儀表由(yóu)美國♍GMI工(gōng)程和管(guan)理學院(yuàn)開發,已(yi)申請兩(liǎng)項專力(lì)。
4.3 轉速表(biao)式流量(liàng)傳感器(qì)
(tachmetric flowrate sensor)
它是由(yóu)俄羅斯(si)科學工(gōng)程中心(xin)工業儀(yí)表公司(si)開發✨，是(shi)基于懸(xuán)浮效應(ying)理論研(yan)制的。該(gāi)儀表已(yi)在若幹(gan)現場成(cheng)功的🔅應(yīng)用(例如(rú)在核電(diàn)站安裝(zhuāng)2000餘台測(cè)量熱水(shuǐ)♊流量，連(lián)續使用(yong)8年),且還(hai)🙇🏻在改進(jin)以擴大(dà)應用領(ling)域。
5, 幾種(zhong)流量儀(yi)表應用(yong)和發展(zhan)動向
5.1 科(kē)裏奧利(lì)質量流(liú)量計(CMF)
5.2 電磁(cí)流量計(ji)(EMF)
EMF從50年代(dai)初進入(ru)工業應(yīng)用以來(lai),使用領(lǐng)域日益(yi)擴展,80年(nián)🚶代後🏃🏻♂️期(qī)🏃🏻起在各(ge)國流量(liàng)儀表銷(xiāo)售金額(é)中已占(zhan)16%~20%。
我國近(jin)年發展(zhǎn)迅速,1994年(nián)銷售估(gu)計爲6500~7500台(tai)。國内已(yǐ)生産大(da)口徑爲(wèi)2~6m的ENF,并有(yǒu)實流校(xiào)驗口徑(jìng)3m的設備(bei)能力。
5.3 渦(wō)街流量(liàng)計(USF)
USF在60年(nián)代後期(qi)進入工(gōng)業應用(yong),80年代後(hou)期起在(zài)各國流(liú)量儀☔表(biao)銷售金(jīn)額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世(shì)界範圍(wei)估計銷(xiao)售量爲(wèi)3.54.8萬台,同(tóng)👄期國内(nei)産品估(gu)計在8000~9000台(tái)。
5.4威力巴(bā)流量計(jì)
威立巴(ba)流量計(jì)計采用(yong)了*符合(he)空氣動(dòng)力學原(yuan)理的工(gōng)程結構(gòu)設計，是(shi)一種在(zài)精度、功(gong)效及可(ke)靠方面(mian)達到了(le)無比卓(zhuó)yue程度的(de)🌏傳感元(yuán)件。
6, 結論(lùn)
由上述(shu)可知,流(liú)量計發(fā)展到今(jīn)天雖然(rán)已日趨(qū)成熟,但(dan)其種類(lèi)仍然極(ji)其繁多(duo),至今尚(shang)無一種(zhǒng)對于任(rèn)何場合(he)🙇🏻都适用(yong)的流量(liàng)計。
每種(zhǒng)流量計(jì)都有其(qí)适用範(fan)圍,也都(dōu)有局限(xian)性。這就(jiù)要求我(wǒ)們:
(1)在選(xuǎn)擇儀表(biao)時,一定(ding)要熟悉(xi)儀表和(hé)被測對(duì)象兩方(fāng)面的情(qíng)況🐆,并要(yao)兼顧考(kǎo)慮其它(tā)因素,這(zhè)樣測量(liàng)才會準(zhǔn)确;
(2)努力(li)研制新(xīn)型儀表(biǎo),使其在(zài)現有的(de)基礎上(shàng)更加完(wan)😘善。
差壓(ya)式流量(liàng)計
差壓(yā)式流量(liang)計(以下(xia)簡稱DPF或(huò)流量計(jì))是根據(ju)安裝于(yú)管道中(zhong)流量檢(jian)測件産(chǎn)生的差(cha)壓、已知(zhi)的流體(tǐ)條件和(he)檢測件(jiàn)與管道(dào)的幾何(hé)尺寸來(lái)測量流(liu)量的儀(yi)表。DPF由一(yī)次裝置(zhi)(檢測件(jiàn))和二次(cì)裝置(差(chà)壓轉換(huan)和流量(liang)顯示儀(yí)表)組成(chéng)。通常以(yi)檢測件(jiàn)的型式(shì)對DPF分類(lèi)，如孔扳(ban)流量計(ji)、文丘裏(lǐ)管流量(liàng)計及均(jun)速管流(liú)量計等(deng)。二次裝(zhuāng)置爲各(gè)種機械(xie)、電子、機(jī)電一體(tǐ)式差壓(ya)計，差壓(yā)變送器(qì)和✂️流量(liang)顯示及(ji)計⭕算儀(yi)表，它已(yi)發展爲(wei)三化(系(xi)列化、通(tōng)用化及(jí)标準化(hua))程度很(hěn)高的種(zhǒng)類規格(ge)龐雜的(de)一大類(lèi)儀表。差(cha)壓計既(jì)可用于(yu)測量流(liu)量參數(shù)，也可測(ce)量其他(tā)參數(如(rú)壓🔴力、物(wu)位、密度(dù)等)。
DPF按其(qi)檢測件(jiàn)的作用(yong)原理可(ke)分爲節(jiē)流式、動(dòng)壓頭式(shi)💞、水🌂力阻(zǔ)力式、離(lí)心式、動(dòng)壓增益(yi)式和射(she)流式等(děng)幾大類(lei)，其中以(yi)節流式(shì)和動壓(yā)頭式應(yīng)用爲廣(guang)泛。
節流(liu)式DPF的檢(jiǎn)測件按(an)其标準(zhǔn)化程度(dù)分爲标(biāo)準型和(hé)非标準(zhǔn)型兩大(da)類。所謂(wei)标準節(jiē)流裝置(zhì)是指按(àn)照标準(zhǔn)文件設(shè)計、制造(zào)、安😘裝和(he)使用，無(wú)須經實(shí)流校準(zhǔn)即🌈可确(què)定其流(liú)量值并(bìng)估算流(liu)量測量(liàng)誤差，非(fēi)标準節(jiē)流裝置(zhì)是成熟(shú)程度🔞較(jiào)差，尚未(wèi)列入标(biāo)準文件(jian)中的🥵檢(jian)測件。
标(biāo)準型節(jiē)流式DPF的(de)發展經(jīng)過漫長(zhǎng)的過程(cheng)，早在20世(shì)紀20年代(dài)🍉，美國和(hé)歐洲即(jí)開始進(jin)行大規(guī)模的節(jie)流裝置(zhi)試驗研(yan)究。用得(de)普遍的(de)節流裝(zhuāng)置--孔闆(pan)和噴嘴(zuǐ)開始标(biao)準化。現(xian)在标準(zhun)噴嘴🚶♀️的(de)一種型(xing)式ISA l932噴嘴(zui)，其幾何(he)形狀就(jiù)是30年代(dai)标準化(huà)的，而标(biao)準孔闆(pan)亦曾稱(chēng)爲ISA l932孔闆(pan)💋。節流裝(zhuang)置結構(gou)形式的(de)标😄準化(huà)有很深(shen)遠的意(yì)義，因爲(wèi)隻有節(jie)流裝置(zhì)結構形(xíng)式标準(zhǔn)化了，才(cai)有可🐅能(néng)把上衆(zhōng)多研究(jiū)成果彙(hui)集到一(yī)起，它促(cu)進檢測(ce)件的理(lǐ)論和實(shí)踐向深(shen)度和廣(guǎng)度拓展(zhǎn)，這是其(qí)他流量(liang)計所不(bu)及的。1980年(nián)ISO(标準化(huà)組織)正(zhèng)式通過(guo)标準ISO 5167，至(zhì)此流量(liang)測量節(jiē)流裝置(zhì)*個标準(zhǔn)誕生👅了(le)。ISO 5167總結了(le)幾十年(nian)來上對(dui)爲數有(you)限的幾(ji)種節流(liu)裝置(孔(kǒng)闆、噴嘴(zuǐ)和文丘(qiu)裏管♊)的(de)理論與(yǔ)試驗的(de)研究成(chéng)果，反映(yìng)🌂了此類(lei)檢測件(jian)的當代(dài)科學與(yǔ)生産的(de)技術水(shuǐ)平。但是(shì)從ISO 5167正式(shi)頒布之(zhī)日起，它(ta)就暴露(lu)出許多(duō)亟待解(jiě)決的👨❤️👨問(wèn)題，這些(xiē)問題主(zhǔ)要有以(yi)下幾個(ge)方面。
1)ISO 5167試(shi)驗數據(jù)的陳舊(jiu)性 ISO 5167中采(cǎi)用的數(shù)據大多(duō)是30年代(dai)的試驗(yàn)結果，今(jin)天無論(lun)節流裝(zhuāng)置制造(zao)技術，流(liu)量試驗(yan)設備及(ji)實驗技(ji)術都有(you)巨大的(de)進步，重(zhong)新進行(hang)系統地(di)試驗以(yǐ)獲得更(gèng)高精确(què)度及更(gèng)可靠的(de)數據是(shi)必🐆要的(de)。進入80年(nián)代美國(guo)和歐洲(zhou)都進行(hang)大規模(mó)的試驗(yan)，爲修訂(dìng)ISO 5167打下基(jī)礎。
2) ISO 5167中關(guan)于直管(guan)段長度(dù)規定的(de)問題 在(zài)ISO投票通(tōng)過ISO 5167時，美(měi)國投了(le)反🧑🏽🤝🧑🏻對票(piào)，其主要(yào)原因是(shì)對直管(guǎn)段長度(du)的規定(ding)有不同(tong)意見，這(zhè)個問題(ti)應是ISO 5167修(xiū)訂的主(zhu)要問題(tí)之一。
3) ISO 5167中(zhong)各項規(guī)定的科(ke)學性問(wen)題 影響(xiang)節流裝(zhuāng)置流出(chū)系☂️數的(de)因素特(tè)别多，主(zhǔ)要有孔(kong)徑與管(guan)徑的比(bi)值β、取壓(ya)⚽裝置、雷(léi)諾數、節(jiē)🌐流件安(ān)裝偏心(xin)度、前後(hou)阻流件(jiàn)類型及(jí)直管段(duan)長度、孔(kong)闆入口(kou)邊緣㊙️尖(jiān)銳度、管(guan)壁粗糙(cāo)度、流體(tǐ)流動湍(tuan)流度等(deng)，衆多因(yin)素影響(xiang)錯綜複(fu)雜，有的(de)參數難(nán)以直接(jiē)測量，因(yīn)此标準(zhun)中有些(xiē)規定并(bìng)非科🏃♀️學(xué)地确定(ding)，而是🧡爲(wèi)了取得(de)一緻😄，不(bu)得不人(rén)爲地🐇确(que)定。*流量(liang)專家☔斯(sī)賓塞(E.A.Spencer)提(tí)出一系(xì)列應重(zhong)新檢讨(tao)的問題(tí)，如♻️孔闆(pan)平直度(du)、同心🚶度(dù)、直角邊(biān)緣尖銳(rui)度💁、管道(dào)粗糙度(du)、上遊流(liu)速分布(bu)及流動(dong)調整器(qì)的作用(yong)等。
4)關于(yú)節流式(shì)DPF測量精(jing)确度提(tí)高的問(wèn)題 鑒于(yu)節流式(shi)DPF在流量(liàng)計中💯占(zhan)有重要(yao)地位，提(ti)高其測(cè)量精确(què)度意義(yì)重大。曆(lì)次學術(shu)會議認(ren)爲必須(xu)使流量(liang)測量工(gong)作者、流(liu)體🌐力學(xue)與計算(suan)機😍技術(shù)工作者(zhe)緊密合(hé)作共同(tóng)攻關才(cái)能解決(jué)此問題(tí)。
20世紀80年(nian)代美國(guo)和歐洲(zhōu)開始進(jin)行大規(gui)模的孔(kǒng)闆流量(liang)計試驗(yan)研究，歐(ōu)洲爲歐(ōu)共體實(shí)驗計劃(huà)(EEC Experimental Program)，美國爲(wei)API實🔅驗計(ji)劃(API Experimental Program)。試驗(yàn)的目的(de)是用現(xiàn)代新測(ce)試設備(bei)及試驗(yan)數據的(de)🔅統計處(chu)理技術(shu)進行新(xin)🔴一輪的(de)範圍廣(guǎng)泛的試(shi)驗研究(jiū)，爲修訂(ding)ISO 5167打下技(ji)術基礎(chu)。1999年ISO發出(chū)ISO 5167的修訂(ding)稿(ISO/CD 5167-1-4)，該文(wén)件爲委(wěi)♌員會草(cǎo)案，它在(zài)技術内(nèi)容與編(biān)輯上都(dōu)💘有很大(dà)改動，是(shì)一份全(quán)新的标(biao)準。本來(lai)預定于(yu)2025年12月在(zai)美國丹(dān)佛舉行(háng)🌈的ISO/TC30/SC2會議(yì)上審查(chá)通過爲(wèi)DIS(标準草(cǎo)案)，但是(shì)會議認(rèn)爲尚有(yǒu)細節問(wen)題應再(zai)商榷而(ér)未能通(tōng)過。新的(de)ISO 5167标準何(hé)時正式(shì)頒布尚(shàng)不得而(ér)知。ISO 5167新标(biao)☂️準在标(biao)準的兩(liang)個核心(xīn)内容皆(jiē)🈲有實質(zhi)性變化(hua)，一是孔(kong)闆✏️的流(liu)出系數(shù)公式，用(yong)Reader-Harris/Gallagher計算式(shi)💛(R-G式)代替(tì)Stolz計算式(shì)，另一爲(wei)🔴節流裝(zhuang)置上遊(you)側直管(guan)段長度(du)的規定(dìng)以及流(liu)動調整(zhěng)器的使(shǐ)🔱用等。
我(wo)們通常(chang)稱ISO 5167(GB/T2624)中所(suǒ)列節流(liu)裝置爲(wei)标準節(jie)流裝置(zhi)，其他🔞的(de)都✔️稱爲(wèi)非标準(zhǔn)節流裝(zhuāng)置，應該(gāi)指出，非(fēi)标準節(jiē)流裝置(zhì)不🔞僅是(shì)指那🔴些(xiē)節流裝(zhuang)置結構(gou)與标難(nán)節流裝(zhuāng)置相異(yi)的，如🌈果(guǒ)标準節(jiē)流裝置(zhì)在偏離(li)标準條(tiao)件下工(gong)作亦🔆應(ying)稱爲非(fēi)标準節(jiē)流裝置(zhì)，例如，标(biāo)準孔闆(pǎn)在混相(xiàng)流或标(biao)準文丘(qiū)裏♋噴嘴(zuǐ)在臨界(jie)流下工(gōng)作的💔都(dōu)是。
目前(qián)非标準(zhun)節流裝(zhuang)置大緻(zhì)有以下(xià)一些種(zhong)類：
1)低雷(léi)諾數用(yòng) 1/4圓孔闆(pǎn)，錐形入(rù)口孔闆(pǎn)，雙重孔(kǒng)闆，雙斜(xié)孔闆⛹🏻♀️，半(bàn)圓孔👨❤️👨闆(pǎn)等；
2)髒污(wū)介質用(yong) 圓缺孔(kong)闆，偏心(xin)孔闆，環(huan)狀孔闆(pan)，楔形孔(kong)🏒闆，彎管(guǎn)節流♋件(jiàn)等；
3)低壓(yā)損用 羅(luó)洛斯管(guan)，道爾管(guǎn)，道爾孔(kong)闆，雙重(zhòng)文丘裏(li)噴嘴，通(tōng)用文丘(qiu)裏管，Vasy管(guǎn)等；
4)小管(guan)徑用 整(zhěng)體(内藏(cáng))孔闆；
5)端(duān)頭節流(liú)裝置 端(duan)頭孔闆(pan)，端頭噴(pen)嘴，Borda管等(děng)；
6)寬範圍(wei)度節流(liu)裝置 彈(dàn)性加載(zǎi)可變面(miàn)積可變(bian)壓頭🏃流(liu)量計(線(xian)性🌈孔闆(pǎn))；
7)毛細管(guan)節流件(jiàn) 層流流(liú)量計；
8)脈(mo)動流節(jiē)流裝置(zhi)；
9)臨界流(liú)節流裝(zhuang)置 音速(su)文丘裏(li)噴嘴；
10)混(hun)相流節(jie)流裝置(zhì)。
節流式(shi)DPF現場應(ying)用的不(bu)斷拓展(zhan)必然提(ti)出發展(zhan)非标準(zhun)💜節流🤞裝(zhuang)置的要(yào)求，十餘(yú)年來ISO亦(yì)在不斷(duan)制訂有(you)關非标(biao)準節流(liu)裝置的(de)🔱技術文(wen)件，在它(ta)們不能(neng)成爲正(zheng)式标準(zhǔn)📐之前作(zuò)爲技術(shu)報告發(fa)表。可以(yǐ)預見，今(jīn)後有可(kě)能若幹(gàn)較爲成(chéng)熟的非(fei)标準節(jiē)流裝置(zhi)會晉升(sheng)爲标準(zhun)型的。
20世(shi)紀90年代(dài)中後期(qi)世界範(fan)圍内各(gè)式DPF銷售(shòu)量在流(liú)量儀表(biao)總量👌中(zhong)台數占(zhan)50%-60%(每年約(yue)百萬台(tái))，金額占(zhàn)30%左右。我(wǒ)🔞國銷💋售(shòu)台數約(yue)占流量(liàng)儀表總(zong)量(不包(bao)括*表和(he)家用水(shuǐ)表及玻(bo)璃管浮(fu)子流🏃🏻量(liang)計)的35%-42%(每(měi)年6萬⛹🏻♀️-7萬(wan)台)。
2 工作(zuo)原理
2.1 基(jī)本原理(lǐ)
充滿管(guǎn)道的流(liú)體，當它(tā)流經管(guǎn)道内的(de)節流件(jiàn)時，如圖(tu)4.1所示，流(liú)速㊙️将在(zai)節流件(jian)處形成(cheng)局部收(shou)縮，因而(ér)流⚽速增(zēng)加，靜壓(yā)力👉降低(dī)，于是♍在(zai)節流件(jiàn)前後便(bian)産生了(le)👈壓差。流(liu)體流量(liang)愈大，産(chan)生的壓(yā)差愈大(da)，這樣可(ke)依據壓(ya)差來衡(héng)量流量(liàng)的🏃♂️大小(xiǎo)。這種測(ce)量方法(fǎ)是以流(liú)動連續(xu)性方程(cheng)(質量守(shǒu)恒定律(lǜ))和伯努(nu)利方程(cheng)(能量守(shou)恒定律(lü))爲基👅礎(chǔ)的。壓差(cha)的大小(xiao)不僅與(yǔ)流量還(hái)與其他(ta)許多因(yin)💁素有關(guān)，例如當(dāng)節流裝(zhuāng)置🔴形式(shi)或管道(dào)内流體(tǐ)的物理(lǐ)性質(密(mì)度、粘度(dù))不同時(shí)，在同🧡樣(yàng)大小的(de)流量下(xià)産生的(de)壓差也(yě)是不同(tong)的。
圖4.1 孔(kong)闆附近(jin)的流速(su)和壓力(li)分布
2.2 流(liú)量方程(cheng)
式中 qm--質(zhì)量流量(liàng)，kg/s;
qv--體積流(liu)量，m3/s;
C--流出(chū)系數；
ε--可(ke)膨脹性(xìng)系數；
β--直(zhi)徑比，β=d/D;
d--工(gong)作條件(jian)下節流(liú)件的孔(kong)徑，m；
D--工作(zuo)條件下(xia)上遊管(guan)道内徑(jìng)，m；
P--差壓，Pa；
ρl--上(shàng)遊流體(ti)密度，kg/m3。
由(yóu)上式可(kě)見，流量(liàng)爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參(cān)數的函(hán)數，此6個(gè)參數可(ke)分爲實(shi)測量[d，ρ，P，β(D)]和(he)統計量(liang)(C、ε)兩類。
(1)實(shi)測量
1)d、D 式(shi)(4.1)中d與流(liu)量爲平(píng)方關系(xì)，其精确(que)度對流(liu)量總精(jing)度影響(xiǎng)較大，誤(wù)差值一(yī)般應控(kong)制在±0.05%左(zuǒ)右，還應(yīng)計及工(gōng)作溫度(dù)對材料(liào)熱膨脹(zhang)的㊙️影響(xiǎng)。标準規(gui)定管道(dao)内徑D必(bi)須實測(ce)，需在上(shang)遊管段(duan)的幾個(ge)截面上(shang)進行多(duo)次測量(liàng)求其平(ping)均值，誤(wù)差不應(ying)大于±0.3%。除(chú)對數🧡值(zhí)測量精(jīng)度要求(qiu)較高外(wai)，還應考(kao)慮内徑(jìng)偏差會(hui)對節流(liú)件上遊(you)通道造(zào)成💛不💛正(zhèng)常節流(liu)現象所(suo)帶來的(de)嚴重影(yǐng)響。因此(cǐ)，當不是(shi)成套🔆供(gong)應節流(liu)裝置時(shi)，在現場(chǎng)配管應(yīng)充🌏分注(zhu)意這個(ge)問題。
2)ρ ρ在(zai)流量方(fang)程中與(yu)P是處于(yu)同等位(wei)置，亦就(jiu)是說，當(dang)追💯求差(cha)壓變💋送(sòng)🚶♀️器高精(jīng)度等級(ji)時，絕不(bu)要忘記(jì)ρ的測量(liàng)精度亦(yi)應與之(zhī)相匹配(pèi)。否則P的(de)提高将(jiāng)會被ρ的(de)降低😍所(suǒ)抵消。
3)P 差(chà)壓P的精(jīng)确測量(liang)不應隻(zhī)限于選(xuan)用一台(tái)高精度(dù)差壓變(biàn)🚩送器。實(shi)✉️際上差(chà)壓變送(sòng)器能否(fou)接受到(dao)真實的(de)差壓值(zhí)還決定(ding)于一系(xì)列因素(sù)，其中正(zhèng)确的取(qu)壓孔💃🏻及(jí)引壓管(guǎn)線的💰制(zhì)造、安裝(zhuāng)及使用(yong)是保證(zheng)獲得真(zhēn)實差壓(ya)值的❗關(guān)鍵，這些(xie)影響因(yīn)素很多(duō)是難以(yi)定量或(huò)㊙️定性确(que)定的，隻(zhi)有加強(qiang)制造及(ji)安裝的(de)✍️規範化(hua)工作才(cái)能達到(dao)目的。
(2)統(tong)計量
1)C 統(tong)計量C是(shi)無法實(shí)測的量(liang)(指按标(biāo)準設計(ji)制造安(ān)裝♊，不經(jīng)校準使(shǐ)用)，在現(xiàn)場使用(yòng)時複雜(za)的情況(kuang)出現在(zai)實際的(de)C值與标(biāo)準确🈲定(ding)的🍓C值不(bu)相符合(hé)。它們的(de)偏離是(shi)由設計(ji)、制造、安(an)裝及使(shi)用一系(xì)列因素(sù)造成的(de)。應該明(míng)确，上🈲述(shu)各環節(jie)🚶全部嚴(yan)格❤️遵循(xun)标準的(de)規定，其(qi)實際值(zhí)才會與(yu)标準确(que)定的值(zhí)相符合(hé)，現場是(shi)難以*這(zhè)種要求(qiu)的。
應該(gai)指出，與(yu)标準條(tiao)件的偏(pian)離，有的(de)可定量(liang)估算(可(ke)進行修(xiu)正)，有💃🏻的(de)隻能定(ding)性估計(jì)(不确定(ding)度的幅(fú)值與方(fang)向)。但是(shì)在現實(shí)中，有時(shí)不僅是(shì)一個條(tiáo)件偏離(li)，這就帶(dai)來非常(chang)複雜的(de)情況，因(yin)爲一般(bān)資👄料中(zhōng)隻介紹(shào)某一條(tiáo)件偏離(lí)引起的(de)誤差。如(ru)果許多(duo)條件同(tong)時偏離(li)，則缺少(shao)相關的(de)資料可(ke)查。
2)ε 可膨(péng)脹性系(xì)數ε是對(dui)流體通(tōng)過節流(liú)件時密(mi)度發生(shēng)變化🌈而(ér)引起🏃♀️的(de)流出系(xì)數變化(hua)的修正(zheng)，它的誤(wu)差由兩(liǎng)部🤟分組(zu)成：其一(yi)爲常用(yong)流量下(xià)ε的誤差(chà)，即标準(zhun)确㊙️定值(zhi)的誤差(cha)；其二爲(wei)由🧑🏽🤝🧑🏻于流(liu)量變化(huà)ε值将随(suí)之波動(dong)帶來的(de)誤差。一(yi)般在低(dī)靜壓高(gāo)💋差壓情(qing)況，ε值有(you)不可🔴忽(hu)略的誤(wu)差💞。當P/P≤0.04時(shi)，ε的誤差(cha)可忽略(luè)不計。
3 分(fèn) 類
差壓(yā)式流量(liang)計分類(lèi)如表4.1所(suǒ)示。
表4.1 差(cha)壓式流(liú)量計分(fen)類表
分(fen)類原則(zé) 分 類 類(lei) 型
按産(chǎn)生差壓(yā)的作用(yong)原理分(fèn)類 1)節流(liú)式；2)動壓(yā)頭式；3)水(shui)力🍓阻力(li)式；4)離心(xin)式；5)動壓(ya)增益式(shi)；6)射流式(shi)
按結構(gou)形式分(fèn)類 1)标準(zhun)孔闆；2)标(biao)準噴嘴(zui)；3)經典文(wen)丘裏管(guǎn)；4)文丘裏(li)💛噴嘴；5)錐(zhuī)形入口(kǒu)孔闆；6)1/4圓(yuán)孔闆；7)圓(yuan)缺孔闆(pan)；8)偏心孔(kong)闆；9)楔形(xíng)孔闆；10)整(zhěng)體(内藏(cang))孔闆；11)線(xian)性孔闆(pǎn)；12)環形孔(kong)✍️闆；13)道爾(er)管；14)羅洛(luò)斯管；15)彎(wān)管；16)可換(huàn)孔闆節(jie)流裝置(zhì)；17)臨界🧑🏾🤝🧑🏼流(liu)節流裝(zhuang)置
按用(yong)途分類(lei) 1)标準節(jiē)流裝置(zhi)；2)低雷諾(nuò)數節流(liu)裝置；3)髒(zang)污流☁️節(jie)流💋裝置(zhi)；4)低壓損(sun)節流裝(zhuang)置；5)小管(guan)徑節流(liú)裝置；6)寬(kuān)範圍度(du)節流裝(zhuang)置；7)臨界(jiè)流節流(liu)裝置；
3.1 按(àn)産生差(cha)壓的作(zuo)用原理(lǐ)分類
1)節(jiē)流式 依(yī)據流體(tǐ)通過節(jie)流件使(shi)部分壓(ya)力能轉(zhuǎn)變爲動(dòng)能以産(chǎn)生差壓(ya)的原理(lǐ)工作，其(qí)檢測件(jiàn)稱
之爲(wei)節流裝(zhuang)置，是DPF的(de)主要品(pin)種。
2)動壓(yā)頭式 依(yi)據動壓(yā)轉變爲(wei)靜壓的(de)原理工(gong)作，如均(jun)👅速管流(liú)量計。
3)水(shuǐ)力阻力(li)式 依據(jù)流體阻(zu)力産生(sheng)的壓差(cha)原理工(gōng)作，檢測(cè)💞件爲毛(mao)細管束(shù)，又稱層(ceng)流流量(liang)計，一
般(ban)用于微(wēi)小流量(liàng)測量。
4)離(lí)心式 依(yī)據彎曲(qu)管或環(huán)狀管産(chan)生離心(xīn)力原理(lǐ)形成的(de)壓差工(gōng)作，如彎(wān)管流量(liang)計，環形(xíng)管流量(liàng)
計等。
5)動(dong)壓增益(yi)式 依據(ju)動壓放(fàng)大原理(li)工作，如(rú)皮托-文(wén)丘裏管(guǎn)。
6)射流式(shì) 依據流(liú)體射流(liú)撞擊産(chan)生原理(lǐ)工作，如(ru)射流式(shi)🛀🏻差壓流(liú)量計。
3.2 按(àn)結構形(xing)式分類(lei)
1) 标準孔(kǒng)闆 又稱(chēng)同心直(zhi)角邊緣(yuán)孔闆，其(qí)軸向截(jié)面如圖(tú)4.2所示✔️。孔(kong)闆☎️是一(yī)塊加工(gōng)成圓形(xing)同心的(de)具有銳(rui)利👨❤️👨直角(jiao)邊緣的(de)薄闆。孔(kǒng)闆開孔(kong)的上遊(yóu)側邊緣(yuán)應是銳(rui)利的直(zhi)角。标準(zhǔn)孔闆有(yǒu)三種取(qu)壓方式(shì)：角接、法(fǎ)蘭及D-D/2取(qu)壓；如圖(tú)4.3所示。爲(wèi)從兩個(gè)方向🔞的(de)任一個(gè)方向測(ce)量流量(liang)，可采用(yong)對稱孔(kong)闆，節流(liu)孔的兩(liang)個🧑🏽🤝🧑🏻邊緣(yuán)均符合(he)直角邊(biān)緣孔闆(pan)上遊邊(bian)緣的特(te)性，且孔(kong)闆全部(bù)✨厚度🙇♀️不(bu)超過節(jiē)流孔的(de)厚度。
圖(tu)4.2 标準孔(kong)闆
圖4.3 孔(kǒng)闆的三(sān)種取壓(ya)方式
2) 标(biao)準噴嘴(zuǐ) 有兩種(zhong)結構形(xíng)式：ISA 1932噴嘴(zui)和長徑(jìng)噴嘴。
a. ISA 1932噴(pen)嘴(圖4.4) 上(shàng)遊面由(you)垂直于(yu)軸的平(píng)面、廓形(xing)爲圓周(zhōu)的兩段(duan)弧線所(suǒ)确定的(de)收縮段(duàn)、圓筒形(xíng)喉部和(hé)凹槽組(zǔ)成的💃🏻噴(pen)嘴✔️。ISA 1932噴嘴(zui)✔️的取壓(yā)方💋式僅(jin)角接取(qǔ)壓一種(zhǒng)。
圖4.4 ISA 1932噴嘴(zui)
b. 長徑噴(pen)嘴(圖4.5) 上(shang)遊面由(yóu)垂直于(yú)軸的平(ping)面、廓形(xing)爲1/4橢圓(yuan)的收縮(suō)🌈段、圓筒(tǒng)形喉部(bu)和可能(neng)有的凹(ao)槽或斜(xie)角組成(cheng)的噴嘴(zui)。長徑噴(pēn)嘴的取(qu)壓方式(shì)僅D-D/2取壓(ya)一種。
3) 經(jīng)典文丘(qiu)裏管 由(yóu)入口圓(yuan)筒段A、圓(yuan)錐收縮(suō)段B、圓筒(tong)形喉部(bu)C和⭐圓錐(zhui)擴散段(duàn)E組成，如(rú)圖4.6 所示(shì)。根據不(bu)同的加(jiā)工方法(fa)，有以下(xia)結構形(xíng)式：①具有(you)粗鑄收(shou)縮段的(de)；②具有機(ji)械加工(gong)收縮段(duan)的；③具🔴有(yǒu)鐵闆焊(han)接收縮(suō)段的。不(bu)同💘結構(gou)形式💰的(de)L1、L2、R1、R2與D、d的關(guān)系如表(biao)4.2所示。
4)文(wén)丘裏噴(pen)嘴 由進(jin)口噴嘴(zuǐ)、圓筒形(xíng)喉部及(ji)擴散段(duan)組成，如(ru)🌈圖4.7所示(shì)。
5)錐形入(rù)口孔闆(pǎn) 錐形入(ru)口孔闆(pan)與标準(zhun)孔闆相(xiang)似，相當(dang)于一塊(kuài)倒裝的(de)标準孔(kǒng)闆，其結(jié)構如圖(tu)4 . 8所示，取(qǔ)壓方式(shì)爲角接(jie)取壓。表(biao)4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關系(xì)
注 粗 鑄(zhu) 入 口 機(ji)械加工(gōng)的入口(kǒu) 粗焊的(de)鐵闆入(rù)口
1 ±0.25D(100mm
L1=0.5D±0.05D L1=0.5D±0.05D
2 L2=1D或0.25D+250mm兩(liǎng)個量中(zhong)的小者(zhě) L2≥D(入口直(zhí)徑) L2≥D(入口(kǒu)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊(hàn)縫除外(wài)
4 R2=3.625d至3.8d R2<0.25D R2=0,焊縫(feng)除外
圖(tu)4.6 經典文(wén)丘裏管(guan)
圖4.7 文丘(qiū)裏噴嘴(zui)
圖4.8 錐形(xíng)入口孔(kong)闆
1一環(huan)隙；2-夾持(chi)環；3一上(shang)遊端面(mian)A；4-下遊端(duān)面B；
5-軸線(xiàn)；6-流向；7-取(qu)壓口；8-孔(kǒng)闆；
X-帶環(huan)隙的夾(jiá)持環；Y-單(dan)獨取壓(ya)口
超聲(sheng)波流量(liàng)計的基(ji)本原理(lǐ)及類型(xíng)
超聲波(bō)在流動(dong)的流體(tǐ)中傳播(bō)時就載(zǎi)上流體(ti)流速的(de)信息。因(yin)此通過(guo)接收到(dào)的超聲(shēng)波就可(kě)以檢測(ce)出流體(ti)的流速(sù)，從而換(huan)算成流(liú)量。根據(jù)檢測的(de)方式，可(kě)分爲傳(chuan)播速度(du)差法、多(duo)普勒法(fǎ)、波束偏(pian)移法、噪(zào)聲法及(jí)相關法(fa)等不同(tong)類型的(de)超聲波(bo)流量計(ji)。起聲波(bō)流量計(ji)是近十(shi)幾年來(lai)随着集(ji)成電路(lù)技術迅(xùn)速發展(zhan)才開始(shǐ)應用的(de)一種
非(fei)接觸式(shì)儀表，适(shi)于測量(liàng)不易接(jiē)觸和觀(guan)察的流(liú)體🧡以🔞及(jí)大管徑(jìng)流量。它(ta)與水位(wèi)計聯動(dòng)可進行(hang)敞開水(shuǐ)流的流(liu)量測量(liang)。使用超(chao)聲🐉波流(liú)量比不(bu)用在流(liú)體中安(ān)裝測量(liàng)元件故(gu)不會改(gǎi)變流體(tǐ)的流動(dong)狀态，不(bú)産生附(fu)加阻❤️力(li)，儀表的(de)安裝及(jí)檢修均(jun)可不影(ying)響生産(chǎn)管線運(yùn)行因而(ér)是一種(zhong)理想的(de)節能型(xing)流量計(jì)。
*，目前的(de)工業流(liú)量測量(liàng)普遍存(cún)在着大(dà)管徑、大(da)流量測(ce)量困難(nan)的🔞問題(ti)，這是因(yin)爲一般(bān)流量計(jì)随着測(cè)量管徑(jìng)的增大(da)會帶來(lai)制造和(he)運輸上(shàng)的困難(nán)，造價提(ti)高、能損(sun)加大、安(ān)裝不僅(jǐn)這些缺(quē)點，超聲(shēng)波流量(liang)計均可(ke)避免。因(yīn)爲各類(lei)超聲波(bō)流量🚶♀️計(jì)均可管(guǎn)外安裝(zhuang)、非接觸(chu)測流，儀(yí)❓表造價(jià)基本上(shang)與被測(ce)管㊙️道口(kou)徑大小(xiǎo)無關，而(er)其它類(lei)型的流(liú)量計随(suí)🈲着口徑(jìng)增加，造(zao)價大💜幅(fu)度增加(jiā)，故口徑(jìng)越大超(chao)聲波流(liu)量計比(bi)相同功(gong)能🍓其它(ta)類型流(liú)量計的(de)功能價(jia)格比越(yue)*。被✨認爲(wei)是較好(hao)的大管(guan)徑流量(liàng)測量儀(yi)🈲表，多普(pu)勒法超(chao)聲波流(liu)量計可(kě)測雙相(xiang)介質的(de)流量，故(gu)🐉可用于(yu)下水道(dao)及排污(wu)水等髒(zang)污流的(de)測量。在(zai)發電廠(chǎng)中，用便(biàn)攜式超(chao)聲波流(liú)💃量計測(cè)量水輪(lun)機進水(shui)量、汽輪(lún)機循環(huan)水量等(děng)大管徑(jìng)流量，比(bǐ)🈲過去的(de)皮脫管(guan)流速計(ji)方便得(dé)多。超聲(shēng)被流量(liang)汁也可(kě)用于氣(qì)體測量(liang)。管徑的(de)适用範(fan)圍從2cm到(dao)5m，從幾米(mǐ)寬的明(ming)渠、暗渠(qu)到500m寬的(de)河流都(dōu)♉可适用(yòng)。
另外，超(chāo)聲測量(liàng)儀表的(de)流量測(ce)量準确(que)度幾乎(hū)不受🚶被(bei)測㊙️流體(ti)溫度、壓(ya)力、粘度(du)、密度等(deng)參數的(de)影響，又(yòu)可制成(chéng)㊙️非接觸(chù)及便攜(xié)式測量(liàng)儀表，故(gu)可解決(jué)其它類(lei)型儀表(biao)所難以(yi)測量的(de)強腐蝕(shi)性、非導(dǎo)電性、放(fàng)射性及(ji)易燃易(yi)爆介質(zhì)的流量(liang)測量問(wen)題。另外(wài)，鑒于非(fei)接觸測(ce)量特點(dian)，再配以(yi)合理的(de)電子線(xiàn)路，一台(tái)儀表可(ke)🌈适應多(duo)種管徑(jing)測量和(hé)多種流(liú)量範圍(wei)測量。超(chao)聲波流(liú)量計的(de)适應能(neng)力也是(shì)其它儀(yi)表不可(ke)比拟的(de)。超聲波(bō)流量計(jì)具有上(shàng)述一些(xiē)優點因(yīn)此它🌂越(yuè)來越受(shòu)到重視(shì)并且向(xiang)産品系(xi)列化、通(tōng)用化發(fā)展，現已(yǐ)制成不(bu)同聲道(dao)的标準(zhun)型、高溫(wēn)型、防爆(bao)型、濕式(shì)型儀表(biao)以🔞适應(ying)不同介(jie)質，不同(tong)場合和(he)不同管(guan)道條件(jian)的流量(liang)測量。
超(chao)聲波流(liu)量計目(mù)前所存(cun)在的缺(que)點主要(yao)是可測(cè)流體的(de)溫🐇度範(fan)😄圍受超(chāo)聲波換(huàn)能鋁及(ji)換能器(qi)與管道(dào)之間🐕的(de)耦合材(cái)料耐溫(wēn)程度的(de)限制，以(yǐ)及高溫(wēn)下被測(cè)流體傳(chuán)聲速度(dù)的原始(shǐ)數據不(bú)全。目前(qián)我國隻(zhī)能🏃♂️用于(yú)測量200℃以(yi)下的流(liú)體。另外(wai)，超聲波(bō)流量計(ji)的測量(liang)線路比(bi)一般🌐流(liu)量計複(fú)雜。這是(shi)因爲，一(yī)般工業(ye)計量🔞中(zhong)液體的(de)流㊙️速🈚常(cháng)常是每(měi)秒幾米(mǐ)，而聲波(bo)在液體(ti)中的傳(chuán)播速♋度(du)約爲1500m/s左(zuo)右，被測(cè)流體流(liú)速(流量(liang))變化帶(dài)給聲速(su)的變化(hua)量大也(ye)是10-3數量(liàng)級.若要(yào)求測量(liang)流速的(de)準确度(du)爲1%，則對(duì)聲速的(de)測量準(zhun)确度需(xū)爲10-5～10-6數量(liàng)級㊙️，因此(ci)必須有(yǒu)完善的(de)測量線(xian)路才能(néng)實現，這(zhè)也正是(shi)超聲波(bō)流量👅計(jì)隻有在(zài)集成電(dian)路技術(shù)迅速發(fa)展的⚽前(qian)題下才(cái)能得到(dao)實際應(yīng)用的原(yuan)🆚因。
超聲(sheng)波流量(liàng)計由超(chao)聲波換(huàn)能器、電(diàn)子線路(lù)及流量(liang)顯示和(he)累積系(xì)統三部(bù)分組成(chéng)。超聲波(bo)發射換(huan)能器将(jiang)電🏃♂️能轉(zhuǎn)換爲超(chao)聲波能(neng)量，并将(jiāng)其發射(shè)到被測(cè)流🈲體中(zhong)，接收器(qi)接收到(dao)的超聲(sheng)波🍓信号(hào)，經電子(zi)線路放(fàng)大并轉(zhuan)換爲代(dài)表流量(liang)的電信(xìn)号供給(gei)顯示和(hé)積算儀(yi)表進行(hang)顯示和(hé)積算。這(zhè)樣就實(shí)現了流(liu)量的檢(jiǎn)測和顯(xiǎn)示。
超聲(sheng)波流量(liàng)計常用(yòng)壓電換(huàn)能器。它(ta)利用壓(ya)電材料(liào)的💁壓電(diàn)效應，采(cǎi)用适出(chu)的發射(shè)電路把(ba)電能加(jia)到發射(she)換能器(qi)的壓電(dian)元件上(shang)，使其産(chan)生超聲(shēng)波振勸(quan)。超聲波(bō)以🌐某一(yi)角度射(she)入🈲流體(ti)中傳播(bo)，然後由(yóu)接收換(huàn)能器接(jiē)收，并經(jīng)壓電元(yuán)件變爲(wei)電能，以(yǐ)便檢測(cè)。發射換(huàn)能器利(li)用壓電(diàn)元件的(de)逆壓電(diàn)效應，而(er)接收換(huan)能器則(zé)是利用(yong)壓🏃♀️電效(xiào)應。
超聲(sheng)波流量(liang)計換能(neng)器的壓(yā)電元件(jian)常做成(cheng)圓形薄(bao)片💋，沿厚(hou)度振動(dòng)。薄片直(zhi)徑超過(guo)厚度的(de)10倍，以保(bǎo)證振動(dòng)的方向(xiang)性。壓電(diàn)元件材(cái)料多采(cǎi)用锆钛(tai)酸鉛。爲(wèi)固定壓(yā)電元件(jian)，使✌️超聲(shēng)波以合(hé)适的角(jiǎo)度射入(ru)到流體(ti)♍中，需把(ba)元件故(gù)人聲☂️楔(xie)中，構成(cheng)換能器(qi)整🏒體(又(you)稱探頭(tou))。聲楔的(de)材料不(bú)僅要求(qiú)強度高(gāo)、耐老化(huà)，而且要(yào)求超聲(shēng)波經聲(sheng)🐆楔後能(néng)量損失(shi)小即透(tou)射系數(shù)接❤️近1。常(chang)用的聲(sheng)楔材料(liao)是有機(jī)玻璃，因(yīn)爲它透(tou)明，可以(yi)觀察到(dào)聲楔中(zhōng)壓電元(yuan)件💋的組(zu)裝情況(kuàng)。另外，某(mǒu)些橡膠(jiao)、塑料及(ji)膠木也(yě)可作聲(sheng)楔材料(liào)。
超聲波(bō)流量計(ji)的電子(zi)線路包(bāo)括發射(she)、接收、信(xin)号處理(lǐ)和顯示(shì)電路。測(cè)得的瞬(shùn)時流量(liàng)和累積(jī)流量值(zhi)用數字(zi)量或模(mo)拟量顯(xiǎn)示。
根據(jù)對信号(hao)檢測的(de)原理，目(mù)前超聲(sheng)波流量(liàng)計大緻(zhì)可分傳(chuán)播速度(dù)差法(包(bāo)括：直接(jie)時差法(fa)、時差法(fa)、相位💋差(cha)法、頻差(chà)法)波🌂束(shu)偏移法(fa)、多普勒(lè)法、相關(guan)法、空間(jiān)濾波法(fa)及噪聲(shēng)法等類(lei)型，如圖(tú)所示。其(qí)中以噪(zao)聲法原(yuan)理及結(jié)構簡單(dan)，便于測(ce)量和攜(xié)帶，價格(ge)便宜但(dan)準确🍉度(dù)較低，适(shì)于在流(liú)量測量(liàng)準确度(dù)要求不(bú)高的場(chang)合使用(yong)。由于直(zhi)接時差(chà)法、時差(chà)法、頻差(cha)法和相(xiàng)位差法(fa)的基本(běn)原理都(dou)是通過(guo)測🌈量超(chāo)聲波脈(mo)沖順流(liu)和逆⭕流(liú)👌傳報時(shí)速度之(zhī)差來反(fan)映流體(tǐ)的流速(sù)的，故又(you)統稱爲(wei)傳播速(sù)度差法(fǎ)。其中頻(pin)差法和(he)時差法(fǎ)克服了(le)聲速随(sui)流體溫(wen)度變化(huà)帶來的(de)誤差，準(zhǔn)确度較(jiào)高，所☂️以(yǐ)被廣泛(fan)采用。按(àn)照換能(neng)器的配(pei)置方法(fǎ)不同，傳(chuan)播速度(dù)差撥又(yòu)分爲：Z法(fa)(透過法(fǎ))、V法(反射(she)法)、X法(交(jiāo)叉法)等(deng)。波束偏(pian)移法是(shi)利用超(chao)聲波束(shu)在流體(ti)中的傳(chuan)播方💃向(xiang)随流體(ti)流速🈲變(bian)化而産(chǎn)生偏移(yi)來反映(ying)流體流(liú)💯速的，低(di)流速時(shi)，靈敏度(dù)💯很低适(shì)用性不(bu)大.多普(pǔ)勒法是(shì)利用聲(sheng)學多普(pǔ)勒原理(lǐ)，通過測(cè)量不均(jun)勻流體(tǐ)中散射(shè)體散射(shè)的✊超聲(sheng)波多普(pǔ)
勒頻移(yi)來确定(dìng)流體流(liú)量的，适(shi)用于含(han)懸浮顆(kē)粒、氣泡(pào)等流體(ti)🆚流量測(cè)量。相關(guān)法是利(lì)用相關(guān)技術測(cè)量流量(liàng)，原理上(shàng)，此法的(de)測量準(zhǔn)确度與(yu)流體中(zhong)的聲速(su)無關，因(yīn)而與流(liu)體溫度(dù)，濃度等(deng)無關，因(yin)而測量(liang)準确✂️度(du)高，适用(yòng)範圍廣(guang)。但相關(guan)器價格(gé)貴，線路(lù)比較複(fú)雜。在微(wei)處理機(ji)普及應(ying)用後，這(zhe)個缺點(diǎn)可以克(ke)服。噪聲(shēng)法(聽音(yin)法)是利(lì)用管道(dào)内流體(ti)🐉流動時(shi)産生的(de)噪聲👄與(yǔ)流體的(de)流速有(yǒu)關的原(yuán)理，通過(guo)檢測噪(zào)聲表示(shì)流速或(huò)流量值(zhi)。其方法(fǎ)簡單，設(shè)備價格(ge)便宜，但(dàn)準确度(dù)低。
以上(shang)幾種方(fang)法各有(yǒu)特點，應(ying)根據被(bèi)測流體(ti)性質.流(liú)速分👣布(bu)情況、管(guǎn)路安裝(zhuāng)地點以(yi)及對測(cè)量準确(què)度的要(yào)求等因(yīn)素進行(hang)選擇。一(yī)般說來(lái)由于工(gong)業生産(chǎn)中工質(zhì)的溫度(dù)常🔞不能(neng)保持恒(heng)定，故多(duō)采用頻(pin)差法及(ji)時差法(fa)。隻有在(zài)管徑很(hěn)大時才(cái)采用直(zhí)接時差(cha)法。對🔴換(huan)能器安(an)裝方法(fǎ)的選擇(ze)原則一(yī)般是：當(dang)流體沿(yan)管❓軸平(píng)行流動(dòng)時，選用(yong)Z法；當流(liu)動☔方向(xiàng)與管鈾(yóu)不平行(háng)或管路(lu)安裝地(dì)點使換(huàn)能器安(ān)裝間隔(gé)受到限(xian)制時，采(cǎi)👈用V法或(huo)X法。當流(liú)場❌分布(bù)不均勻(yún)而表♍前(qián)🏃直管段(duàn)又較短(duan)時，也可(kě)采用多(duo)聲😍道(例(li)如雙聲(sheng)道或四(si)聲道)來(lái)👈克服流(liu)速擾動(dong)帶來的(de)流量測(cè)量誤差(chà)。多普勒(le)法适于(yú)測量兩(liǎng)相流，可(ke)避免常(chang)🔆規🚶儀表(biǎo)由懸浮(fú)粒或氣(qi)泡造成(chéng)的堵塞(sai)、磨損、附(fù)着而不(bu)能🌈運行(háng)的弊病(bìng)，因而得(de)以迅速(sù)發🌈展。随(suí)着工業(ye)的發展(zhǎn)及節能(neng)工作的(de)開展，煤(méi)油混合(he)(COM)、煤水⛷️泥(ni)合(CWM)燃料(liao)的輸送(song)和應用(yòng)以及燃(ran)料油加(jiā)水助燃(rán)等節能(neng)方法的(de)發展，都(dou)爲多普(pu)勒超聲(sheng)波流量(liàng)計應用(yong)開辟廣(guǎng)闊前景(jing)。
流量計(ji)的種類(lei)很多，一(yī)般市場(chang)上用得(de)比較廣(guang)泛的有(yǒu)🚩：電磁流(liú)量計、渦(wō)街流量(liang)計、渦輪(lún)流量計(ji)、孔闆流(liu)量計、V錐(zhuī)🈲流量計(jì)、金🏃屬轉(zhuǎn)㊙️子流量(liàng)計、玻璃(lí)轉子流(liu)量計、旋(xuan)進旋渦(wō)流量計(ji)、橢圓齒(chǐ)輪流量(liàng)計、均速(sù)管流量(liang)計、超聲(shēng)波流量(liàng)計等。它(ta)們的安(ān)裝條件(jian)對直管(guǎn)📐段的要(yào)求V錐流(liu)量計是(shì)低，而電(dian)磁、渦街(jiē)、孔闆等(děng)對直管(guan)段要求(qiu)就較高(gao)，一般是(shì)前5D後3D,對(duì)于流量(liàng)計前端(duan)有彎頭(tóu)、閥門電(diàn)磁流量(liang)計等的(de)直管段(duàn)要求就(jiù)更高，高(gao)要求直(zhí)管段是(shì)前50D後5D,因(yīn)此在選(xuǎn)購流量(liang)計時一(yī)定🈲要考(kao)慮流量(liàng)計現場(chang)安裝的(de)環境、位(wèi)置等因(yīn)素，從而(er)選擇更(geng)加适💃🏻合(he)現場工(gong)礦的流(liú)量計。
現(xian)在流量(liàng)計所需(xū)要的參(cān)數：
1、被測(ce)量的介(jiè)質
2、被測(ce)量介質(zhi)的溫度(dù)
3、被測量(liàng)介質的(de)壓力
4、被(bei)測量介(jie)質的流(liu)量
5、要求(qiú)的測量(liang)精度
6、現(xian)場工礦(kuang)情況
