流量仪表介绍

产品简介：

  又称浮子流量计，是 恒压降变流通截面积 流量计的一种，由一 个锥形管和一个置于 锥形管内可以上下自 由移动的转子(也称浮 子)构成。

  转子流量计的检测件 是一根由下向上 扩大的 垂直椎管和一只随着流体 流量变化沿着椎管上下移 动的浮子。流体自下而上 流过浮子时，在浮子上作 用有差压、流体动压及摩 擦力等，它与浮子向下的 重量相平衡，流量增大， 向上的力加大，浮子上升， 浮子与椎管环隙面积增大， 流速降低，因而向上的力 减少，直至与浮子重量再 次平衡为止。

  金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应用水 平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计介质 流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标识方向 一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流阀和控制 阀要安装在流量计的下游,对直管段要求不高,一般为前5D后3D.

  阿牛巴流量计（又称笛形均速管 流量计）是根据皮托管测速原理 发展起来的一种新型差压流量检 测元件。 阿牛巴流量计输出为差压信号， 与测量差压的仪器仪表配套使用， 可以准确地测量方形形管道、矩 形管道中的多种液体、气体和蒸 汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）。被 测管道的尺寸范围从20mm3000mm。 它适用于： 1、气体输送和液体输送 2、过程控制：输入输出、比率、 平衡；冷却水或空气，蒸汽加热。

  电磁流量计所依据的基 本理论是法拉第电磁感应定律 。当导体切割磁力线运动时， 导体内将产生感应电动势。根 据该原理，可测量管内流动的 导电流体的体积，导电流体流 动的方向与电磁场的方向垂直 ，在导管垂直方向施加一个交 变的磁场，并在有绝缘衬里的 导管内壁两侧安装一对电极， 两电极的连线既与导管轴线垂 直，又与磁场方向垂直，当导 电液体流经导管时，因切割磁 力线，两个电极上就产生感应 电动势。

  1、选用标准节流装置 1）要注意每一种节流件皆有管道直径、直径比、雷诺数和管道内壁粗糙度等地限制值。 2）孔板制造简单，价格实惠公道，是首选类型。 3）在同样差压下，经典文丘里管比孔板＆喷嘴的压力损失要低4～6倍 4）经典文丘里管要求的上游侧最短直管段长度比孔板、喷嘴和文丘里喷嘴少得多。 5）对腐蚀性流体或高速流体（如高压蒸汽），孔板入口边缘很快变钝，流出系数发生偏移，采用 有廓形节流件，如喷嘴、文丘里管，比较适宜。 2、正确选择节流装置类型 1）被测流体的类型：被测流体是液体、气体还是蒸汽，是洁净还是脏污的，是否有腐蚀性＆磨蚀 性？ 2）被测流体的压力、温度界限、物性参数（密度、粘度等）的情况，流动是稳定的还是脉动的？ 3）检测件的安装条件，管道内径、有足够长的直管段？ 4）仪表性能方面的要求：用于计量还是自动控制？准确度、重复性、范围度的要求等。 5）仪表安装＆运行的成本考虑 3、正确选择检测件类型 节流式差压流量计检测件类型很多，选用时首先考虑采用标准节流装置，当它不能够满足时 再选用别的类型，如脏污流用楔形孔板、圆缺孔板或偏心孔板；要求低压损，采用文丘里和均速 管；低雷诺数用1/4圆孔板或锥形入口孔板。 4、注意防止测量误差 以标准节流装置为检测件的差压式流量计是一类从设计、制造到安装使用整一个完整的过程要求严 格的仪表，任何一个环节不符合规定标准文件的要求，都会带来较大的测量的测量误差。

  流体的密度是随工况参数而变化的。对于液体，由于压力变化对密度 的影响很小，通常能忽略不计；但因温度变化所产生的影响，则应引 起注意。不过一般温度每变化10℃时，液体的密度变化约在1%以内。所 以，除温度变化较大，测量准确度要求较高的场合外，往往也可忽略 不计。 对于气体，由于密度受温度、压力变化影响较大，例如，在常温附近 ，温度每变化10℃，密度变化约为3%。在常压附近，压力每变10kPa，密 度也约变化3%。因此，在测量气体体积流量时，必须同时测量气体的温 度和压力，并将工作状态下的体积流量换算成标准体积流量。所谓标准 体积流量，在工业上是指20℃、0.10133MPa(称标定状态)或0℃、 0.10133MPa (称标准状态)条件下的体积流量。在仪表计量上多数以标定 状态条件下的体积流量为标准体积流量。 流量测量的方法和仪表种类非常之多，其测量原理和仪表的结构及形式各不 相同。针对石油化学工业生产的全部过程的不一样的要求，采用不一样的流量仪表。下表 中列出了几种主要类型流量表 (或称流量计)的性能及适用场合。

  转子流量计选用需要注意的几点 1）转子流量计为低、中等精确度流量计，通用型精确度约为/-1.5%~/4%，远传型比就地指示型精确度要低些。它主要是解决小、微流量测量，范 围度宽、压损低、价格实惠公道（玻璃管） 2）该流量计受被测介质物性（密度、粘度）参数影响较大，选用时首先根 据被测介质实际使用状态的密度＆粘度，把流量计示值换算到刻度流量，再 选择仪表的流量范围。 3）仪表类型较低，其价格差异亦大，要结合实际使用需要进行选型。玻璃 管流量计价格低，大多数都用在现场指示。若温度高于70℃，应选防罩型以保 证安全。

  主要应用于电力行业高压或高温度高压力 的场合，装机容量在50MW以上的主蒸 汽、主给水或减温水等均采用此典型 设计型式，它具有压力损小、寿命长 等特点。

  文丘里喷嘴的压力损失比 较小，它的长度比文丘里管 短。 文丘里喷嘴大多数都用在大口 径、低静压，现场直管段距 离很短的气体流量测量。

  差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的 差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算 流量的仪表。 差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转 换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流 量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计 等。 分类： 1、按产生差压的作用原理分：节流式、水力阻力式、离 心式、动压头式、动压增益式、射流式； 2、按结构形式分：标准孔板、标准喷嘴、经典文丘里管 、文丘里喷嘴、1/4园孔板、锥形孔板等； 3、按用途分：标准节流装置、小管径装置等。

  当充满管道的流体流经孔板时，将产 生局部收缩，流束集中，流速增加，静压 力降低，于是在孔板前后产生一个静压力 差，该压力差与流量存在着一定的函数关 系，流量越大，压力差就越大。通过导压 管将差压信号传递给差压变送器，转换成4 ～20mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显 示出管道内的瞬时和累积流量。

  在计算时，如果把Ao用π/4d2 表示，d为工作时候的温度下孔板孔口直径， 单位为mm，而ΔP以Mpa为单位，则流量方程式可换算为实用流量计算公 式，即： Q=0.003998αεd2 式中 0.3998=3600×10-6×π/4×√2。 以上流量公式表明，当αερ d等均为常数时，流量与压差的平方根成 正比。因此，由理论推导得来的流量基本方程式，应用到测量实际生产 中的流体流量时，公式中各系数应能满足在测量条件下的相对来说比较稳定，这 是采用这种流量计能否达到准确测量的前提。 因为流量与压差的平方根成正比，所以，用这种流量计测量流量时，如 果不加开方器，流量标尺刻度是不均匀的。起始部分的刻度很密，后来 逐渐变疏。因此，在用差压法测量流量时，被测流量值不应接近于仪表 刻度的下限值，否则误差将会很大。一般不要让流量计运行在量程的30% 以下。

  电磁流量计的特点 1、测量不受液体密度、粘度、温度、压力导电率变化的影响。 2、测量管内无活动及阻流部件，无压损、不堵 塞，可测量含有 纤维、固体颗粒和悬浮物的液体。 3、仪表反映灵敏，测量范围宽，流速0.3－10m/s，导电率 5μs/cm的导电液体都可测量，量程范围能随意选定 4、仪表采用了低频三态方波励磁技术、先进的小信号处理技术 和软件技术，故抗干扰性强、精度高 、稳定可靠 5、仪表不受液体流动方向的影响，正反向安装均可测量，并安 装方便，对直管段要求不高。 6、电磁流量计的电极及内衬材料耐腐性和耐磨性极好，寿命长 。可按用户特殊工况要求生产电磁流量计。 7、仪表的耐冲击、耐振性良好。 8、仪表不能测量气体及不导电液体。

  沿管道轴向连续地向前流动的流体，由于遇到节流元件的阻挡，使靠近 管壁处的流体受到的阻挡作用最强，因而使其一部分动压能转化成静压能， 于是就出现了节流元件入口端面靠近管壁处的流体静压力P1，的升高 (即图 中P1＞P2)。此压力比管道中心处压力要大，即在节流元件入口端面处产生一 径向压差。这一径向压差使流体产生径向附加速度，从而使靠近管壁处的流 体质点的流向就与管道中心轴线相倾斜，形成了流束的收缩运动。同时，由 于流体运动的惯性，使得流束收束最厉害 (即流束最小截面)的位置不在节流 孔处，而是位于节流孔之后 (即图中截面Ⅱ处)，并随流量大小而变化。以上 就是流体流经节流元件时，流束为什么产生收缩的原因。 # 由于节流元件的阻挡造成了流束的局部收缩，同时，又因流体始终处于 连续稳定的流动状态，因此在流束截面最小处的流速达到最大。根据伯努利 方程式和位能、动能的相互转化原理，在流束截面最小处的流体静压力最低 ，同理，在孔板出口端面处，由于流速已比原来增大，因此静压力也就较原 来为低 (即图中P2P1)。故节流元件入口侧的静压P1比其出口侧的静压P2大 ，即在节流元件前后产生压差ΔP。节流元件前流体压力较高，常称为正压， 并用“”标记；节流元件后流体静压力较低，常称为负压，并用“—”标记 。并且流量愈大，流束局部收缩和位能、动能的转化也愈显著，即ΔP也愈大 。所以只要能够测出元件前后的压力差ΔP就可求得流经节流元件的流体流量。这 就是节流装置测量流量基本原理。

  节流现象及其原理： 流体在有节流元件的管道中流动时，在节流元件前后的管 璧处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象，如图 所示。所谓节流装置就是设置在管道中能使流体产生局部 收缩的节流元件和取压装置的总称。应用最广泛的节流元 件是孔板，其次是喷嘴、文丘里管。下面以孔板为例说明 节流原理。

  在化工生产的全部过程中，为了有效地进行生产操作和控制，经常需 要测量生产的全部过程中各种介质 (如液体、气体和蒸汽等)的流量，以 便为生产操作和控制提供相关依据。同时，为了进行经济核算，也需 要知道在一般时间 (如一班、一天等)内流过的介质总量。所以， 对管道内介质流量的测量和变送是实现生产的全部过程的控制以及进行 经济核算所必需的。 在工程上，流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体的体 积或质量，即瞬时流量。 流量的计量单位如下: 表示体积流量的单位常用立方米每小时 (m3/h)、升每分 (I/min)、升每秒(l/s)等； 表示质量流量的单位常用吨每小时 (t/h)、千克每小时 (kg/h) 、千克每秒 (kg/s)等。 若流体的密度是ρ，则体积流量Q与质量流量M的关系是: M=Qρ 或 Q=M/ρ