德國(guó)E+H渦街流量計(jì),德國(guó)E+H超聲波流量計(jì),E+H流量計(jì)

德國(guó)E+H渦街流量計(jì),德國(guó)E+H超聲波流量計(jì),E+H流量計(jì)/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
E+H流量計(jì)間接式流量測(cè)量方法， 般是采用體積流量計(jì)和密度計(jì)或兩個(gè)不同類型 的體積流量計(jì)組合，實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。常見的組合方式主要有 3 種。 （1）節(jié)流式流量計(jì)與密度計(jì)的組合 由前述知，節(jié)流式流量計(jì)的差壓信號(hào) ?P 正比于 ρqv ，如圖 1 所示，密度計(jì) 2 連續(xù)測(cè)量出流體的密度 ρ ，將兩儀表的輸出信號(hào)送入運(yùn)算器進(jìn)行必要運(yùn)算處理， 即可求出流量為 （1-1） 靶式流量計(jì)的輸出信號(hào)與 ρqv 也成正比關(guān)系， 故同樣可按上述方法與密度計(jì)組合 2 構(gòu)成流量計(jì)。密度計(jì)可采用同位素、超聲波或振動(dòng)管式等連續(xù)測(cè)量密度的儀 表。 圖 1 節(jié)流式流量計(jì)與密度計(jì)組合 （2）體積流量計(jì)與密度計(jì)的組合 如圖 2 所示， 容積式流量計(jì)或速度式流量計(jì)， 如渦輪流量計(jì)、 電磁流量計(jì)等， 測(cè)得的輸出信號(hào)與流體體積流量 qv 成正比，這類流量計(jì)與密度計(jì)組合，通過(guò)乘 法運(yùn)算，即可求出流量為 （1-2） （3）體積流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合 如圖 3 所示，德國(guó)E+H渦街流量計(jì),德國(guó)E+H超聲波流量計(jì),E+H流量計(jì)/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
 這種流量檢測(cè)裝置通常由節(jié)流式流量計(jì)和容積式流量計(jì)或 速度式流量計(jì)組成，它們的輸出信號(hào)分別正比于和通過(guò)除法運(yùn)算，即可求出 流量為 （1-3） 圖 2 體積流量計(jì)和密度計(jì)組合 圖 3 節(jié)流式流量計(jì)和其他體積流量計(jì)組合 除上述幾種組合式流量計(jì)外，在工業(yè)上還常采用溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償式 流量計(jì)。由于流體密度是溫度和壓力的函數(shù)，而連續(xù)測(cè)量流體的溫度和壓力 要比連續(xù)測(cè)量流體的密度容易，因此，可以根據(jù)已知被測(cè)流體密度與溫度和壓力 之間的關(guān)系，同時(shí)測(cè)量流體的體積流量以及溫度和壓力值，通過(guò)運(yùn)算求得流 量或自動(dòng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。 但這種測(cè)量方式不適合高壓或溫度變化 范圍大的情形，因?yàn)樵诖藯l件下自動(dòng)補(bǔ)償檢測(cè)出來(lái)的溫度、壓力很困難。 2．直接式流量計(jì) 直接式流量計(jì)的輸出信號(hào)直接反映流量，其測(cè)量不受流體的溫度、 壓力、密度變化的影響。直接式流量計(jì)有許多種形式。 （1）熱式流量計(jì) 熱式流量計(jì)的基本原理是利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測(cè)流體加熱， 熱能 隨流體起流動(dòng)，通過(guò)測(cè)量因流體流動(dòng)而造成的熱量（溫度）變化來(lái)反映出流體 的流量。 如圖 4 所示，在管道中安裝個(gè)加熱器對(duì)流體加熱，并在加熱器前后的對(duì)稱 點(diǎn)上檢測(cè)溫度。設(shè) c p 為流體的定壓比熱， ?T 為測(cè)得的兩點(diǎn)溫度差，則根據(jù)傳熱 規(guī)律，對(duì)流體的加熱功率 P 與兩點(diǎn)間溫差的關(guān)系可表示為 （1-4） 由上式可寫出流量的方程式 （1-5） 圖 4 熱式流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 當(dāng)流體成分確定時(shí)，流體的定壓比熱為已知常數(shù)。因此由上式可知，若保持 加熱功率 P 恒定，則測(cè)出溫差 ?T 便可求出流量；若采用恒定溫差法，即保 持兩點(diǎn)溫差 ?T 不變，則通過(guò)測(cè)量加熱的功率 P 也可以求出流量。由于恒定 溫差法較為簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)際應(yīng)用較多。這種流量計(jì)多用于較大氣體流量 的測(cè)量。 德國(guó)E+H渦街流量計(jì),德國(guó)E+H超聲波流量計(jì),E+H流量計(jì)/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
為避免測(cè)溫和加熱元件因與被測(cè)流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕， 可采用 非接觸式測(cè)量方法，即將加熱器和測(cè)溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管 內(nèi)部通過(guò)。非接觸式測(cè)量方法，適用于小口徑管道的微小流量測(cè)量。當(dāng)用于大流 量測(cè)量時(shí)，可采用分流的方法，即僅測(cè)量分流部分流量，再求得總流量，以擴(kuò)大 量程范圍。 圖 5 為熱式流量計(jì)的外觀圖。 圖 5 熱式流量計(jì)外觀圖 （2）差壓式流量計(jì) 差壓式流量計(jì)是以馬格努斯效應(yīng)為基礎(chǔ)的流量計(jì)， 實(shí)際應(yīng)用中利用孔板 和定量泵組合實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。 常見的有雙孔板和四孔板與定量泵組合兩種結(jié) 構(gòu)。 雙孔板結(jié)構(gòu)形式如圖 6 所示， 在主管道上安裝結(jié)構(gòu)和尺寸*相同的兩個(gè)孔 板 A 和 B，在分流管道上裝置兩個(gè)流向相反、流量固定為 q 的定量泵，差壓計(jì)連 接在孔板 A 入口和孔板 B 出口處。設(shè)主管道體積流量為 q v ，且滿足 q > q v ，則由 圖可知，流經(jīng)孔板 A 的體積流量 q v ? q ，流經(jīng)孔板 B 的流量為 q v + q ，根據(jù)差壓 式流量測(cè)量原理，孔板 A 和 B 處壓差分別為 （1-6） （1-7） 式中， K 為常數(shù)； ρ 為流體的密度。由上式可得 （1-8） 可見，孔板 A、B 前后的壓差 ?p = p1 ? p 3 與流體流量 q m = ρq v 成正比， 測(cè)出壓差 ?p 便可以求出流體流量。 圖 6 雙孔板差壓式流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖 由于雙孔板流量計(jì)的定量泵流量必須大于主管道流量， 并且要用兩個(gè)定 量泵，在主管道流量較大時(shí)比較困難。因此，提出采用個(gè)定量泵和四個(gè)孔板組 合的改進(jìn)方案。如圖 7 所示，從主管道流入的流量 q v 分成兩路，并在支路安裝 相同的孔板 A、C 和 B、D，兩個(gè)支路間安裝個(gè)定量泵，流量為 q 。設(shè)流過(guò)孔板 A 的體積流量為 q A ，流過(guò)孔板 B、C、D 的體積流量如圖 7 中所示。用與上述計(jì)算 相同的方法，在 q > q v 時(shí)，可求出如下關(guān)系 （1-9） 如果 q < q v ，則變成如下關(guān)系 （1-10） 可見，四孔板與定量泵組合結(jié)構(gòu)不論 q > q v 或 q < q v 均可測(cè)量。 這種測(cè)量方法，適于測(cè)量液體的流量，測(cè)量范圍為 0.5～250 kg/h，量 程比為 20：1，測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá) 0.5％。 /39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵
7 四孔板差壓式流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖 （3）科里奧利流量計(jì) 科里奧利流量計(jì)（簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)）是種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng) 而產(chǎn)生與流量成正比的科里奧利力的原理來(lái)直接測(cè)量流量的儀表。 科氏力流量計(jì)結(jié)構(gòu)有多種形式，般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成。振動(dòng)管（測(cè)量 管道）是敏感器件，有 U 形、Ω 形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有 用雙管等方式，但基本原理相同。下面以 U 形管式的流量計(jì)為例介紹。 圖 8 科氏力流量計(jì)測(cè)量原理 圖 8 所示為 U 形管式科氏力流量計(jì)的測(cè)量原理示意圖。U 形管的兩個(gè)開口端 固定，流體由此流入和流出。U 形管頂端裝有電磁激振裝置，用于驅(qū)動(dòng) U 形管， 使其鉛垂直于 U 形管所在平面的方向以 O-O 為軸按固有頻率振動(dòng)。U 形管的振動(dòng) 迫使管中流體在沿管道流動(dòng)的同時(shí)又隨管道作垂直運(yùn)動(dòng)， 此時(shí)流體將受到科氏力 的作用，同時(shí)流體以反作用力作用于 U 形管。由于流體在 U 形管兩側(cè)的流動(dòng)方向 相反，所以作用于 U 形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而使 U 形管受到 個(gè)力矩的作用，管端繞 R—R 軸扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，該變形量的大小與通過(guò)流 量計(jì)的流量具有確定的關(guān)系。因此，測(cè)得這個(gè)變形量，即可測(cè)得管內(nèi)流體的 流量。 設(shè) U 形管內(nèi)流體流速為 u ，U 形管的振動(dòng)可視為繞 O-O 為軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn) 動(dòng)角速度為 ω 若流體為 m ，則其上所作用的科氏力為 F = 2mω × u （1-11） 式中， F 、 ω 、 u 均為矢量， ω 是按正弦規(guī)律變化的。 U 形管所受扭力矩為 M = F1r1 + F2 r2 = 2 Fr = 4mωur 式中 F1 = F2 = F = F ， r1 = r2 = r 為 U 形管跨度半徑。 因?yàn)榱髁亢土魉倏煞謩e寫為： qm = m / t ， u = L / t ，式中 t 為時(shí)間，則上 式可寫為 M = 4ω rLqm （1-13） （1-12） 設(shè) U 型管的扭轉(zhuǎn)彈性模量為 K s ，在扭力矩 M 作用下，U 型管產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角為 θ 。 故有 （1-14） 因此，由上兩式得 qm = K sθ 4ω rL （1-15） U 型管在振動(dòng)過(guò)程中， θ 角是不斷變化的，并在管端越過(guò)振動(dòng)位置 Z-Z 時(shí)達(dá)到zui大。若流量穩(wěn)定，則此zui大 θ 角是不變的。由于 θ 角的存在，兩直管端 P 、 P2 將不能同時(shí)越過(guò)位置 Z-Z，而存在時(shí)間差 ?t 。由于 θ 角很小，設(shè)管端 1 在振動(dòng)位置時(shí)的振動(dòng)速度為 u p ，（ u p = ω L ），則 ?t = 從而 2r sin θ 2rθ = up ωL （1-16） （1-17） 將上式代入式（1-15），得 （1-18） 對(duì)于確定的流量計(jì)，式中的 K s 和 r 是已知的，故流量 qm 與時(shí)間差 ?t 成 正比。 如圖 8 所示， 只要在振動(dòng)位置 Z-Z 處安裝兩個(gè)光電或磁電位移傳感器， 測(cè)出時(shí)間差 ?t ，即可由式（1-18）求得流量。 科氏力流量計(jì)能直接測(cè)得氣體、液體和漿液的流量，也可以用于多相流 測(cè)量，且不受被測(cè)介質(zhì)物理參數(shù)的影響。測(cè)量精度較高，量程比可達(dá) l00：1。 圖 9 為科里奧利流量計(jì)的外觀圖。 圖 9 科里奧利流量計(jì)外觀圖/39529839/39529830：?jiǎn)螛s兵