1、第第9章章 流量測量流量測量第第1節節 容積式流量測量方法容積式流量測量方法第第2節速度式流量測量方法節速度式流量測量方法第第3節節 差壓式流量測量方法差壓式流量測量方法第第4節質量流量計節質量流量計類 別工作原理儀表名稱可測流體種類適用管徑mm測量精度安裝要求、特點體積流量計差流壓量式計流體流過通管道中的阻力件時產生的壓力差與流量之間有確定關系，通過測量差壓值求得流量節流式孔板液、氣、蒸汽50100012需直管段，壓損大噴嘴50500需直管段，壓損中等文丘里管1001200需直管段，壓損小均速管液、氣、蒸汽2590001需直管段，壓損小轉子流量計液、氣41502垂直安裝靶式流量計液、氣、蒸汽

2、1520014需直管段，彎管流量計液、氣0.55需直管段，無壓損容流積量式計直接對儀表排出的定量流體計數確定流量橢園齒輪流量計液104000.20.5無直管段要求，需裝過濾器，壓損中等腰輪流量計液、氣無直管段要求，壓損小速流度量式計通過測量管道截面上流體平均流速來測量流量渦輪流量計液、氣46000.10.5需直管段，裝過濾器渦街流量計液、氣15010000.51需直管段電磁流量計導電液體620000.51.5直管段要求不高，無壓損超聲波流量計液101需直管段，無壓損直接式直接檢測與質量流量成比例的量來質量流量熱式質量流量計氣1沖量式質量流量計固體粉料0.22科氏質量流量計液、氣0.15間接式同

3、時測體積流量和流體密度來計算質量流量體積流量經密度補償液、氣體積流量計質量流量計第第1節節 容積式流量測量方法容積式流量測量方法基本依據是，單位時間內被測流體充滿基本依據是，單位時間內被測流體充滿(或排出或排出)某一定容容器的次數。即有某一定容容器的次數。即有qv = nV式中，式中， V為定容容器的容積為定容容器的容積; n為單位時為單位時間內被測流體充滿間內被測流體充滿(或排出或排出)定容容器的定容容器的次數次數 。 形式形式：橢圓齒輪式、腰輪式、刮板式、：橢圓齒輪式、腰輪式、刮板式、活塞式等活塞式等 。 特點特點：流動狀態對測量的影響小，精：流動狀態對測量的影響小，精度高；有一定的壓力損

4、失；不宜用于度高；有一定的壓力損失；不宜用于高溫、高壓、臟污介質的測量。高溫、高壓、臟污介質的測量。濕式氣體流量計動畫濕式氣體流量計動畫 容積式儀表的準確度受流量大小、流體黏容積式儀表的準確度受流量大小、流體黏性的影響很小，特別適用于小口徑管道流性的影響很小，特別適用于小口徑管道流量和高粘度流體流量測量。在測量總量時，量和高粘度流體流量測量。在測量總量時，準確度高，一般可達準確度高，一般可達+（0.10.5）%，但，但儀表有轉動部分，慣性較大，動態特性不儀表有轉動部分，慣性較大，動態特性不好。好。容積式流量計誤差特性曲線容積式流量計誤差特性曲線 從圖可知，在流量較小時，誤差向負的方從圖可知，在

5、流量較小時，誤差向負的方向傾斜。向傾斜。容積式流量計誤差特性曲線容積式流量計誤差特性曲線 這是由于在小流量時流體的泄漏量這是由于在小流量時流體的泄漏量(流體通流體通過運動件和外殼之間或通過閥的間隙直接過運動件和外殼之間或通過閥的間隙直接從輸入口流至出口，稱這種僅經過而不流從輸入口流至出口，稱這種僅經過而不流入流量計內的流體為泄漏入流量計內的流體為泄漏)相對比較大，誤相對比較大，誤差就很大，差就很大，容積式流量計誤差特性曲線容積式流量計誤差特性曲線 因此，流速儀只有在一定流量以上因此，流速儀只有在一定流量以上(如如1520滿量程滿量程)使用時才能保證有足夠的準確使用時才能保證有足夠的準確度。當流

6、量過大時，由于儀表進出口差壓度。當流量過大時，由于儀表進出口差壓增大，誤差也要增大。增大，誤差也要增大。 第第2節節 速度型流量計速度型流量計 原理原理： 速度型流量計以流體一元流動速度型流量計以流體一元流動的連續方程為理論依據，即當流通截的連續方程為理論依據，即當流通截面確定時，流體的體積流量與截面上面確定時，流體的體積流量與截面上的平均流速成正比。的平均流速成正比。 形式形式： 差壓式、轉子式、渦輪式、層差壓式、轉子式、渦輪式、層流式，電磁式、聲波式流式，電磁式、聲波式. 特點特點： 使用性能好，精度高；可用于使用性能好，精度高；可用于高溫、高壓介質的測量，流動狀態、高溫、高壓介質的測量，

7、流動狀態、Re對測量的影響大。對測量的影響大。 流體有粘性，當它在管內流動時，即使是流體有粘性，當它在管內流動時，即使是在同一管路截面上，流速也因其流經的位在同一管路截面上，流速也因其流經的位置不同而不同。越接近管壁，由于管壁與置不同而不同。越接近管壁，由于管壁與流體的粘滯作用，流速越低；管中心部分流體的粘滯作用，流速越低；管中心部分的流速最快。流體流動狀態不同將呈現不的流速最快。流體流動狀態不同將呈現不同的流速分布。同的流速分布。 研究具有圓形截面的管內流動情況，研究具有圓形截面的管內流動情況，當管內當管內流體為層流狀態時流體為層流狀態時，沿半徑方向上的流速分，沿半徑方向上的流速分布可用下式

8、表示：布可用下式表示：2max1Rruuxx 研究具有圓形截面的管內流動情況，管內流體研究具有圓形截面的管內流動情況，管內流體為為紊流狀態紊流狀態時，沿半徑方向上的流速分布為：時，沿半徑方向上的流速分布為：nxxRruu/1max1隨流體雷諾隨流體雷諾數不同而變數不同而變化的系數化的系數圓管內的流速分布圓管內的流速分布一一 渦輪流量計渦輪流量計渦輪渦輪磁電轉換磁電轉換前置放大前置放大顯示儀表顯示儀表轉數脈沖構造構造： 導流器、渦輪、殼體、轉速傳感器、導流器、渦輪、殼體、轉速傳感器、二次儀表。二次儀表。 殼體（表體）：殼體（表體）：承受被測流承受被測流體的壓力、固定安裝檢測部體的壓力、固定安裝檢

9、測部件和連接管道；殼體采用不件和連接管道；殼體采用不導磁不銹鋼或硬鋁合金制造導磁不銹鋼或硬鋁合金制造導向體導向體 ：對流體起導向整流以：對流體起導向整流以及支撐葉輪的作用，通常選用不及支撐葉輪的作用，通常選用不導磁不銹鋼或硬鋁材料制作導磁不銹鋼或硬鋁材料制作渦輪（葉輪）：渦輪（葉輪）：流量計的流量計的檢測元件，高導磁性材料檢測元件，高導磁性材料軸與軸承：軸與軸承：支撐葉輪旋轉支撐葉輪旋轉信號檢測器：信號檢測器：感應線圈和永感應線圈和永久磁鐵一起固定在殼體上。久磁鐵一起固定在殼體上。 國內常用變磁阻式國內常用變磁阻式原理原理：當被測流體流經渦輪并推動其轉動：當被測流體流經渦輪并推動其轉動時，高導

10、磁性的渦輪葉片就周期性地掃過時，高導磁性的渦輪葉片就周期性地掃過磁電轉換器的永久磁鐵，使磁路的磁阻產磁電轉換器的永久磁鐵，使磁路的磁阻產生相應的變化，生相應的變化，原理原理:致使通過感應線圈的磁通量也隨之發生周期致使通過感應線圈的磁通量也隨之發生周期性變化，從而在線圈內產生交變的感應電動勢，性變化，從而在線圈內產生交變的感應電動勢，即輸出交流電脈沖信號。即輸出交流電脈沖信號。脈沖信號的變化頻率脈沖信號的變化頻率f就是渦輪轉過葉片的頻率，就是渦輪轉過葉片的頻率，它與渦輪的轉速它與渦輪的轉速n成正比，即成正比，即 f=znf為磁電轉換器輸出為磁電轉換器輸出的電脈沖頻率；的電脈沖頻率；z為為渦輪的葉

11、片數目；渦輪的葉片數目；n為渦輪轉速。為渦輪轉速。結論結論：渦輪的轉速：渦輪的轉速n與被測流體的平與被測流體的平均流速成正比，均流速成正比，亦即與被測流量的亦即與被測流量的大小成正比。大小成正比。 因此，轉換器輸出的電脈沖頻率與被測流因此，轉換器輸出的電脈沖頻率與被測流量量qv之間的關系可表達為之間的關系可表達為式中，式中，為流量計的儀表常數，也稱流量系數，為流量計的儀表常數，也稱流量系數，它與渦輪流量變送器的結構以及被測流體它與渦輪流量變送器的結構以及被測流體的性質等因素有關，一般通過試驗標定的的性質等因素有關，一般通過試驗標定的方法確定。方法確定。 特性曲線特性曲線即儀表常數即儀表常數在流

12、量測量范圍內的變化特性。在流量測量范圍內的變化特性。 特性曲線特性曲線儀表常數分為二段，即儀表常數分為二段，即線性段和非線性段線性段和非線性段。線性段的特性與線性段的特性與傳感器結構尺寸傳感器結構尺寸及流體粘性有關及流體粘性有關非線性段，特性受非線性段，特性受軸承摩擦力，流體軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大粘性阻力影響較大二二 渦街流量計渦街流量計 工作原理工作原理:在流體中設置旋渦發生體（阻流在流體中設置旋渦發生體（阻流體），從旋渦發生體兩側交替地產生有規則體），從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示,旋渦列在旋渦發生體下

13、游非對稱地排列旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列Lh 當兩列旋渦間距為當兩列旋渦間距為h，同列中相鄰旋渦間距同列中相鄰旋渦間距為為L，對于圓柱體當滿，對于圓柱體當滿足足 h/L=0.281時，旋時，旋渦體穩定。渦體穩定。 單側的旋渦產生的頻率單側的旋渦產生的頻率f與柱體附近的流與柱體附近的流體流速體流速V、柱體尺寸、柱體尺寸d的關系的關系St為斯特勞哈爾系數為斯特勞哈爾系數 管道直徑為管道直徑為D。在。在d/D小于小于0.3時，時，體積流量為體積流量為：漩渦頻率的測量漩渦頻率的測量 在三角柱體的迎流面對稱地嵌入兩個熱敏在三角柱體的迎流面對稱地嵌入兩個熱敏電阻組成橋路的兩臂，以恒定電流加熱使電阻

14、組成橋路的兩臂，以恒定電流加熱使其溫度稍高于流體，在交替產生的漩渦的其溫度稍高于流體，在交替產生的漩渦的作用下，兩個電阻被周期地冷卻，使其阻作用下，兩個電阻被周期地冷卻，使其阻值改變，阻值的變化由橋路測出，即可測值改變，阻值的變化由橋路測出，即可測得漩渦產生頻率，從而測出流量得漩渦產生頻率，從而測出流量LUGB型渦街流量傳感器型渦街流量傳感器 采用國際先進技術而采用國際先進技術而特別設計特別設計LUGB型渦街型渦街流量傳感器，性能更流量傳感器，性能更穩定，抗振性能更好，穩定，抗振性能更好，是替代差壓式是替代差壓式(如孔板如孔板等等)和其他流量傳感器和其他流量傳感器量理想的流量傳感器。量理想的流

15、量傳感器。 主要特點：主要特點： 無可動部件，長期運行可靠性較高，無可動部件，長期運行可靠性較高， 輸出信號是與流量成正比的脈沖信號，無輸出信號是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，方便同計算機聯網；零點漂移，方便同計算機聯網；量程比大，可達量程比大，可達1：10，而差壓式流量計只，而差壓式流量計只有有1：3； 主要特點：主要特點：在一定的雷諾數內，輸出的頻率不受流體物在一定的雷諾數內，輸出的頻率不受流體物性和組分的變化影響，測量精度高；性和組分的變化影響，測量精度高； 壓力損失較小，壓力損失較小， 結構簡單而牢固，安裝、維護較方便。結構簡單而牢固，安裝、維護較方便。 渦街流量計不適用于低雷諾

16、數測量渦街流量計不適用于低雷諾數測量（ReD2104），故在高粘度、低流速、），故在高粘度、低流速、小口徑情況下應用受到限制。小口徑情況下應用受到限制。 應根據上游側不同形式的阻流件配置足夠應根據上游側不同形式的阻流件配置足夠長的直管段或裝設流動調整器（整流器）。長的直管段或裝設流動調整器（整流器）。 對管道機械振動較敏感，不宜用于強振動對管道機械振動較敏感，不宜用于強振動場所。場所。 主要用途主要用途：1、 生產企業：生產企業： 車間能源考核：測量蒸汽、壓縮空氣、車間能源考核：測量蒸汽、壓縮空氣、水等；水等； 生產工藝過程：測原材料等；生產工藝過程：測原材料等；2、能源供給單位：測量蒸汽、熱

17、水、自來、能源供給單位：測量蒸汽、熱水、自來水等。水等。 T T柱形旋渦檢測器柱形旋渦檢測器 流體流過T柱形旋渦發生體，出現卡曼渦列時，使粘貼在T柱形旋渦發生體兩側的敏感元件交替地受到茹科夫斯基升力的作用，輸出相應頻率的電信號。敏感元件有應變片、壓電陶瓷、電感變換元件、電容變化元件等。 美國羅斯蒙特公司的8800型智能旋渦流量變送器，其檢測原理為壓電方式，如下圖所示。三三 電磁流量計電磁流量計 當導體在磁場中切割磁力線時，將產生當導體在磁場中切割磁力線時，將產生電動勢，該電動勢的大小與磁感應強度電動勢，該電動勢的大小與磁感應強度B、導體長度導體長度L、垂直于磁力線方向的運動速、垂直于磁力線方向

18、的運動速度成正比。若三者垂直，度成正比。若三者垂直，LBvE法拉第定律法拉第定律410vDEB B磁感應強度磁感應強度Gs D管道直徑管道直徑 m 平均流速平均流速 m/svvDQ24kQQDBE4104工作原理工作原理注意：注意：1為了防止磁力線被測量導管的管壁短路，為了防止磁力線被測量導管的管壁短路，導管由非導磁的材料組成。導管由非導磁的材料組成。2當采用導電材料作導管，測量導管與電極當采用導電材料作導管，測量導管與電極之間需要加內襯。之間需要加內襯。變送器結構變送器結構特點特點 優點：優點：壓力損失小，適用于含有顆粒、懸壓力損失小，適用于含有顆粒、懸浮物等流體的流量測量；可以用來測量腐浮

19、物等流體的流量測量；可以用來測量腐蝕性介質的流量；流量測量范圍大；流量蝕性介質的流量；流量測量范圍大；流量計的管徑小到計的管徑小到1mm1mm，大到，大到2m2m以上；以上；測量精度測量精度為為0.5-1.50.5-1.5級級；電磁流量計的輸出與流量呈；電磁流量計的輸出與流量呈線性關系；反應迅速，可以測量脈動流量線性關系；反應迅速，可以測量脈動流量 缺點：缺點：被測介質必須是導電的液體，不能被測介質必須是導電的液體，不能用于氣體、蒸汽及石油制品的流量測量；用于氣體、蒸汽及石油制品的流量測量；流速測量下限有一定限度；工作壓力受到流速測量下限有一定限度；工作壓力受到限制。結構也比較復雜，成本較高。

20、限制。結構也比較復雜，成本較高。HDLDE 電磁流量計電磁流量計 v廣泛適用于石油、化工、冶金等廣泛適用于石油、化工、冶金等領域，用于領域，用于 電導率大于電導率大于 5 us/cm 的導電液體的流量測量的導電液體的流量測量。v 測量管內無活動及阻流部件，測量管內無活動及阻流部件，無壓力損失，測量不受介質的密無壓力損失，測量不受介質的密度、粘度、溫度、壓力和導電率度、粘度、溫度、壓力和導電率變化的影響。變化的影響。v選用襯里材料及電極材料具有良選用襯里材料及電極材料具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。低頻矩好的耐腐蝕性和耐磨性。低頻矩形波勵磁，不受工頻及現場各種形波勵磁，不受工頻及現場各種雜散干擾影響

21、雜散干擾影響。四四 超聲波流量計超聲波流量計vclt1順向：順向：vclt2逆向：逆向：c為靜止流體中的聲速為靜止流體中的聲速v為流體流速為流體流速21222 lvt t tc v 22clvt 22tcvlvc 一般情況下，一般情況下，22vc即即:上式可寫成：上式可寫成：缺陷：必須已缺陷：必須已知聲速知聲速c，并且，并且聲速常隨著溫聲速常隨著溫度的變化而變度的變化而變化，給測量帶化，給測量帶來測量誤差。來測量誤差。因此需要進行因此需要進行聲速修正。聲速修正。時差法時差法vclt12ltc v22122vclvtttlvfff221lvctf111順向：順向：lvctf221逆向：逆向：聲循

22、環頻率差：聲循環頻率差：結論：流速只與頻率差有關，與聲速無結論：流速只與頻率差有關，與聲速無關，消除了聲速的影響關，消除了聲速的影響聲循環法聲循環法時差法超聲波流量計測量系統框圖時差法超聲波流量計測量系統框圖超聲波傳感器超聲波傳感器 是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。能夠成為

23、射線而定向傳播等特點。超聲波傳感器超聲波傳感器 超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。到活動物體能產生多普勒效應。 超聲波傳感器，習慣上稱為超聲超聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。換能器，或者超聲探頭。 超聲波探頭超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發射超主要由壓電晶片組成，既可以發射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超

24、聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構，可分直探頭（縱波）、斜探的結構，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）等。個探頭反射、一個探頭接收）等。PT300+便攜式超聲波流量計便攜式超聲波流量計 英英國國梅梅克克羅羅尼尼公公司司 便攜便攜: v 主機體積小，僅相當于一本英文字典大主機體積小，僅相當于一本英文字典大小，設計符合人體力學，便于在操作現小，設計符合人體力學，便于在操作現場單手控制，

25、重量輕，不到場單手控制，重量輕，不到1.5KGv儀器主機和所有附件都可放置在隨機配儀器主機和所有附件都可放置在隨機配置的防水箱中，只需將便攜箱帶至現場置的防水箱中，只需將便攜箱帶至現場就可以完成所有工作就可以完成所有工作 使用方便，操作簡單使用方便，操作簡單：v使用者只需知道管道的尺寸和材質，就可以出使用者只需知道管道的尺寸和材質，就可以出色地檢測出各項參數色地檢測出各項參數 v通過主機面板上的按鍵可以設置高級功能通過主機面板上的按鍵可以設置高級功能 v標準配置內存儲器，可儲存標準配置內存儲器，可儲存53000個數據，儲個數據，儲存時間間隔從存時間間隔從5 秒鐘到秒鐘到1 小時可調，可隨小時可

26、調，可隨 時將時將數據下載到計算機或打印機中數據下載到計算機或打印機中五五 熱式流量計熱式流量計 將一根通電加熱的細金屬絲（稱熱線）置將一根通電加熱的細金屬絲（稱熱線）置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關，而散熱量導致熱線溫度變化而引起有關，而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號電阻變化，流速信號即轉變成電信號 當流體的密度、比熱容、導熱系數一定時，當流體的密度、比熱容、導熱系數一定時，流體流速流體流速V與熱線散熱量與熱線散熱量Q之間的關系之間的關系 如熱線的阻值為如熱線的阻值為R，通過的電流為，通過的電流為I，則，則 如保持阻

27、值如保持阻值R不變，通過測量電流不變，通過測量電流I來確定來確定流速，稱為流速，稱為恒溫式恒溫式 如保持電流如保持電流I不變，通過測量阻值不變，通過測量阻值R來確定來確定流速，稱為流速，稱為恒流式恒流式則則熱式質量流量計示意圖 電源：24VDC精度：13%F.S.流通管徑：20200工作溫度：-2060輸出：420mA、05VDC、232接口 第第3節節 差壓式流量測量方法差壓式流量測量方法 根據伯努利方程，測量差壓計算流量根據伯努利方程，測量差壓計算流量測量氣流總壓和靜壓以確定氣流速度的測量氣流總壓和靜壓以確定氣流速度的一種管狀裝置。皮托管的構造如圖一種管狀裝置。皮托管的構造如圖一一 皮托管

28、與均速管皮托管與均速管 測速時頭部對準來流，總壓孔感測速時頭部對準來流，總壓孔感受來流總壓受來流總壓p0，經內管傳送至壓，經內管傳送至壓力計。力計。頭部頭部為半為半球形球形后為一雙層套管后為一雙層套管皮托管頭部迎流方皮托管頭部迎流方向開有一個小孔向開有一個小孔A，稱為稱為總壓孔總壓孔 在距頭部一定距離處開有若干垂直于流在距頭部一定距離處開有若干垂直于流體流向的體流向的靜壓孔靜壓孔B，感受來流靜壓，感受來流靜壓p，經，經外套管也傳至壓力計。外套管也傳至壓力計。 對于不可壓縮流動，根據伯努利方程，對于不可壓縮流動，根據伯努利方程，流體參數在同一流線上有如下關系：流體參數在同一流線上有如下關系：得流

29、速為：得流速為：p0為總壓，為總壓，p為靜壓，為靜壓，為氣流密度，為氣流密度，V為流速為流速 當氣體流動的馬赫數大于當氣體流動的馬赫數大于0.3時，需要考慮時，需要考慮氣體的壓縮性效應，用下式進行修正：氣體的壓縮性效應，用下式進行修正：為氣體的壓縮為氣體的壓縮性修正系數性修正系數測量點的選擇測量點的選擇 皮托管只能測量管道截面上某一點流速，皮托管只能測量管道截面上某一點流速，而計算流量需要截面上的平均流速而計算流量需要截面上的平均流速 分兩種情況：層流、紊流分兩種情況：層流、紊流（1 1）層流：）層流：21RrVVor021VV nRrVVor11021VV r0=0.7071R（2 2）紊流

30、：）紊流：r0=0.762R所以如果知道被測所以如果知道被測流體的狀態，可根流體的狀態，可根據流體的流速分布據流體的流速分布情況布置測點情況布置測點管道內流體的速度分布管道內流體的速度分布測量點的選擇測量點的選擇 層流：從管中心算起，層流：從管中心算起，r0=0.7071R處的流處的流速為截面的平均流速；速為截面的平均流速； 紊流紊流以等環面法為例以等環面法為例：圓形管道圓形管道將截面分成面積相等的數個將截面分成面積相等的數個同心圓環。一般同心圓環。一般n=5，直徑，直徑小于小于300mm時，時，n=3按按中間矩形法中間矩形法布置測點。在布置測點。在每一個圓環內布置測點，測每一個圓環內布置測點

31、，測點所在圓周恰將圓環面積平點所在圓周恰將圓環面積平分，推薦均布四個。也可按分，推薦均布四個。也可按切比雪夫法布置測點。切比雪夫法布置測點。1. 平均流速等于各點平均平均流速等于各點平均測量點的選擇測量點的選擇對數對數-線性法線性法布置測點布置測點 r/R=0.3586 0.010.7302 0.010.9358 0.032在半徑上取五點時：在半徑上取五點時：r/R=0.2776 0.010.5658 0.010.6950 0.00320.8470 0.00750.9622 0.0018說明：說明： A A、 求平均值時各測點測量值的權重為求平均值時各測點測量值的權重為1 1； B B 、 測

32、點應安排在相互垂直的四個半徑上。測點應安排在相互垂直的四個半徑上。在半徑上取三點時：在半徑上取三點時：矩形管內紊流流動情形矩形管內紊流流動情形均速管（阿紐巴管）均速管（阿紐巴管） 測量平均動壓，即測量平均流速。測量平均動壓，即測量平均流速。二二 靶式流量計靶式流量計 在管道的中心設置一在管道的中心設置一圓盤形靶子圓盤形靶子作為節流件，作為節流件，靶子與管壁之間形成環形流通截面。流體靶子與管壁之間形成環形流通截面。流體P使靶子受一推力，測出此力便可以知道流量使靶子受一推力，測出此力便可以知道流量 靶感受沖擊力靶感受沖擊力, , 使主、副杠桿轉動，使檢測片移動使主、副杠桿轉動，使檢測片移動, ,。

33、用于用于低雷諾數、含固體顆粒的漿液及腐蝕介質低雷諾數、含固體顆粒的漿液及腐蝕介質流量測量。流量測量。結構簡單，安裝維修方便，成本低。結構簡單，安裝維修方便，成本低。三轉子流量計三轉子流量計PFqv20恒壓降變截面恒壓降變截面流量不同轉子的高度不同流量不同轉子的高度不同（1）當壓差）當壓差P對浮子產對浮子產生向上的作用力與介質生向上的作用力與介質對浮子的浮力之和等于對浮子的浮力之和等于浮子重量時，浮子就處浮子重量時，浮子就處于平衡狀態。于平衡狀態。（3）隨著流量減少，差壓）隨著流量減少，差壓P減小，所以浮子減小，所以浮子下降，下降，（2）隨著流量的增加，差壓）隨著流量的增加，差壓P增大，所以浮子

34、上升。增大，所以浮子上升。看看原理吧看看原理吧ffffpAgvgv)(1fffgvAppAQ20fffAgvAQ20由上面兩式由上面兩式chA0由于錐度小，由于錐度小，流量公式流量公式fffAgvchQ2流量公式流量公式流體入口流體入口流體出口流體出口轉子轉子轉子(浮子)流量計 轉子流量計在出廠時，對于測量氣體的流轉子流量計在出廠時，對于測量氣體的流量計，是以空氣標定流量的，對于測量液量計，是以空氣標定流量的，對于測量液體的流量計是以水標定流量的。當轉子流體的流量計是以水標定流量的。當轉子流量計用于其他氣體或液體流量測量時，應量計用于其他氣體或液體流量測量時，應進行密度修正。對應的校正系數為：

35、進行密度修正。對應的校正系數為：001ffk（1）介質為液體）介質為液體刻度校正刻度校正02kTPPT00 （2）介質為空氣）介質為空氣 或或002fffgvQchA 001ffkfffAgvchQ2刻度校正刻度校正HH50系列智能金屬管浮子流量計系列智能金屬管浮子流量計第第4節節 質量流量計質量流量計 以測量與流體質量有關的物理效應為以測量與流體質量有關的物理效應為基礎，分為基礎，分為直接式、推導式和溫度壓直接式、推導式和溫度壓力補償式力補償式三種。三種。 一直接式質量流量計一直接式質量流量計 科里奧利質量流量計科里奧利質量流量計(簡稱簡稱CMF)是利用是利用流體流體在振動管中流動時，產生與

36、質量流量成正在振動管中流動時，產生與質量流量成正比的科里奧利力比的科里奧利力而制成的一種直接式質量而制成的一種直接式質量流量儀表。流量儀表。工作過程工作過程：扭角扭角與通過流與通過流體的質量有關體的質量有關電磁裝置電磁裝置U形管以形管以o-o軸固定頻率振動軸固定頻率振動（方向垂直于（方向垂直于U管平面）管平面）液體流動中產生液體流動中產生科里奧利加速度科里奧利加速度形成作用于形成作用于U形形管的力矩管的力矩(F1-F2)U形管以形管以M為為軸發生扭曲軸發生扭曲 當質量為當質量為m的質點以速度的質點以速度在對在對p軸作角速度軸作角速度旋轉的管道內移動時，質點受到兩個分量旋轉的管道內移動時，質點受

37、到兩個分量的加速度及其力。的加速度及其力。 法向加速度：即向心力加速度法向加速度：即向心力加速度r，其量值，其量值等于等于2r，方向朝向，方向朝向P軸。軸。 切向加速度：即科里奧利加速度切向加速度：即科里奧利加速度t，其量值等于其量值等于2，方向與垂直方向，方向與垂直方向ar垂垂直。由理論力學可知，當某一質量為直。由理論力學可知，當某一質量為m的物體在旋轉參考系中以速度的物體在旋轉參考系中以速度v運動時，運動時，將受到一個力的作用，其值為將受到一個力的作用，其值為2 m 當密度為當密度為的流體在旋轉管道中以恒定速的流體在旋轉管道中以恒定速度度流動時，任何一段長度流動時，任何一段長度x的管道都的

38、管道都將受到一個將受到一個Fc的切向科里奧利力。的切向科里奧利力。 xAvFc2由于質量流量為由于質量流量為qm=A，所以，所以 xqFmc2xqFmc2直接或間接測量在旋轉管道中流動流體產直接或間接測量在旋轉管道中流動流體產生的科里奧利力就可以測的得質量流量，生的科里奧利力就可以測的得質量流量，這是科里奧利質量流量計的基本原理。這是科里奧利質量流量計的基本原理。通過旋轉運動產生科里奧利力是困難的，通過旋轉運動產生科里奧利力是困難的，目前產品均代之以管道振動產生的目前產品均代之以管道振動產生的 科里奧利質量流量計科里奧利質量流量計 流量計結構主體采用兩根并排的流量計結構主體采用兩根并排的U形管

39、，讓兩根形管，讓兩根管的回彎部分相向微微振動起來，則兩側的直管管的回彎部分相向微微振動起來，則兩側的直管會跟著振動，即它們會同時靠攏或同時張開，即會跟著振動，即它們會同時靠攏或同時張開，即兩根管的振動是同步的，對稱的。兩根管的振動是同步的，對稱的。 如果在管子同步振動的同時，將流體導入管內，如果在管子同步振動的同時，將流體導入管內，使之沿管內向前流動，則管子將強迫流體與之一使之沿管內向前流動，則管子將強迫流體與之一起上下振動。流體為了反抗這種強迫振動，會給起上下振動。流體為了反抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種管子一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利

40、效應力的作用下，管子的震動不被叫做科里奧利效應力的作用下，管子的震動不同步了，入口段管與出口段管在振動的時間先后同步了，入口段管與出口段管在振動的時間先后商會出現差異，（差異是由于入口段和出口段流商會出現差異，（差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時間差。這種差體流向是相反的），這叫做相位時間差。這種差異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。如異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。如果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就能將質量流量的大小給確定了。能將質量流量的大小給確定了。 二二 推導式質量流量計推導式質量流量計 推導式質量流量計推導式質量流量計是同時測取流體的是同時測取流體的密度和體積流量，通過運算而推導出密度和體積流量，通過運算而推導出質量流量的。一般，它由速度型流