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什么是流量計或流量儀表?


  什么是流量計或流量儀表?流量計或流量儀表是指流體流量的測量儀表,流量計是工業測量中重要的儀表之一,隨著工業生產的發展中,對流體流量測量的精度和范圍的要求越來越高,流量計技術日新月異,為了適應各種用途,各種類型的流量計相繼而出。目前已投入使用的流量計超過一百種。從不同的角度出發,流量計有不同的分類。常用的分類有兩種,一是按流量計采用的測量原理分類;二是按流量計結構原理分類。
  一、按測量原理分類
 ?。?)力學原理:此原理的儀表利用伯努利定理的差壓式、轉子式;利用東亮定理的沖量式、可動管式;利用牛頓第二定律的直接質量式;利用流體東亮原理的靶式;利用角動量定理的渦輪式;利用流體振動原理的旋渦式、渦街式;利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰槽式等等。
 ?。?)電學原理:此原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。
 ?。?)聲學原理:利用聲學原理進行流量的有超聲波、沖擊波式等。
 ?。?)熱學原理:利用熱學原理進行流量測量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
 ?。?)光學原理:激光式、光電式等。
 ?。?)原子物理原理:核磁共振式、核輻射式等。
  二、按流量計結構原理分類
  按當前流量計產品的實際情況,根據流量計結構原理,分一下幾種:
  1、容積式流量計
  容積式流量計相當于一個標準容積的容器,不斷對流動介質進行度量。流量越大,測量的次數越多,輸出的頻率越高。容積式流量計的原理比較簡單。適用測量高粘度、低雷諾系數的介質。根據回轉體形狀不同,目前生產的產品:適用測量液體流量的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉活塞和刮板流量計;適用測量氣體流量計的伺服式容積流量計、皮膜式和轉簡流量計等。
  2、葉輪式流量計
  葉輪式流量計工作原理是將葉輪置于被測流體中,受流體流動的沖擊而旋轉,以葉輪旋轉的快慢來反應流量的大小。典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計,其結構可以是機械轉動輸出式或電脈沖輸出式。一般機械式傳動輸出的水表準確度較低,但結構簡單,造價低,國內已批量生產,并標準化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的準確度較高。
  3、差壓式流量計
  差壓式流量計有一次裝置和二次裝置組成,一次裝置稱流量測量元件,安裝在被測流體的管道中,生產與流量(流速)成比例的壓力差,供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。主要接收測量元件產生的差壓信號,并將轉換相應的流量進行顯示。差壓流量計的一次裝置常為節流裝置,二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表。差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件,由于差壓或流量呈平方根關系,故流量顯示儀表都配有開平方裝置,以使流量刻度線性化。多數儀表還沒設有流量積算裝置,以顯示累積流量,以便經濟核算。這種利用差壓測量流量計的方法歷史久遠,比較成熟,世界各國一般都用在比較重要的場合,占流量測量方式的主流,發電廠主蒸汽、給水、凝結水等流量測量都采用這種流量計。
  4、面積式流量計
  放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的“顯示重量”(浮子本身的重量將去它所受流體的浮力)相平衡時,浮子即靜止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由于流量計通流截面積隨浮子高度不同而異,而浮子穩定不動時上下部分的壓力差相等,因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。此流量計的典型儀表是轉子(浮子)流量計。
  5、動量式流量計
  利用測量流體的動量來反應流量大小的流量計稱動量式流量計,由于流動流體的動量P與流體的密度及流速v的平方成正比,及p=V?,當通過流截面確定時,v與容積流量Q成正比,故p=Q?。設比例關系數為A,則Q=A,因此,側得P,即可反應流量Q。這種形式的流量計,大多利用檢測元件把動量轉換為壓力、位移或力等,然后測量流量。這種流量的典型儀表是靶式和轉動翼板式流量計。
  6、沖量式流量計
  利用沖量定理測量流量的流量計稱沖量式流量計,多用于測量顆粒狀固體介質的流量計,還用來測泥漿、結晶型液體和研磨料等流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。典型的儀表是水平分力式沖量流量計,其測量原理是當被測介質從一定高度自由下落到有傾斜角的測量板上產生一個沖力,沖力餓水平分力馬質量流量成正比,故測量這個水平分力即可反映質量流量的大小。按信號的檢測方式,該流量計分位移檢測型和直接測力型。
  7、電磁流量計
  電磁流量計是應用導電體的磁場中運動生產感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。測量過程中需保證液體通過是滿管狀態,其測量精度和靈敏度都較高。工業上多用以測量水、礦漿等介質的流量??蓽y最大管徑達3000mm,而且壓損極小。但導電率低的介質,如氣體、蒸汽等則不能使用。電磁流量計造價較高,且型號易受外磁場干擾,影響了在工業管流測量中的廣泛應用。為此,產品再不斷改進更新,增加的抗干擾模塊,并向微機化發展。
  在現代工業生產中,流動介質的溫度、壓力等運行參數不斷提高,在高溫高壓的情況下,由于材質和結構等方面的原因,直接式質量流量計應用遇到困難,而間接式質量流量計由于密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業生產中廣泛采用的是溫壓補償式質量流量計??煽醋饕环N間接式質量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關系,用溫度、壓力信號經函數運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質量流量。目前溫壓補償式質量流量計雖已實用化,但當被測介質參數變化范圍很大或很迅速時,正確地補償很困難或不可能,因此進一步研究在手機生產中適用的質量流量計和密度計還是一課題。
  綜上所述常用結構原理的流量計比各種結構的流量計很多,如適用明渠流量計,測量的各種堰式流量計、槽式流量計;適用大口徑測流的插入式流量計;測量層流流量的層流流量計;適用二相流測量的相關法流量計;以及激光法、核磁共振法流量計和多種示蹤法、稀釋法測流等。隨著科技的發展和實際應用的需要,新型流量計將不斷涌現流量計的類型將更為齊全。
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