流量计的分类与选型ppt.ppt
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1、2024年年5月月21日日流量流量计的分的分类与与选型型2024/5/21 周二前言前言 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业测量中重要的仪表之一。随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高,流量测量技术日新月异。为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过 100 种,种类繁多,但每一种流量测量方案和仪表只能使用某一种或某一类流体在某特定条件下的测量。世界上并不存在一种十全十美的流量仪表,各种仪表都尤其优缺点和使用上的局限性。精准的选型是一个从事仪表选型应用的设计人员必须具备的,然而真正做到精准又是何其难。今天将对市场上用于工业生产
2、流量计量的众多仪表按不同的分类方式进行分类,并且阐述了其工作原理,以达到学习的目的。2024/5/21 周二参考文献及相关参考文献及相关标准准v参考文献参考文献v流量流量测量技量技术及及仪表表/梁梁国国伟,蔡武昌主,蔡武昌主编北京北京-机械工机械工业出版社出版社v流量流量测量量仪表表应用用技巧技巧/纪纲编著著北京北京-化学工化学工业出版社出版社v相关相关标准准vGB17167用用能能单位能源位能源计量器具配量器具配备和管理和管理通通则vGB/T18603-2014天然气天然气计量系量系统技技术要求要求vSH/T3005-2016石油化工石油化工自自动化化仪表表选型型设计规范范vHG/T2050
3、7-2014自自动化化仪表表选型型设计规范范vGB50093-2013自自动化化仪表工程施工及表工程施工及质量量验收收规范范vSHT3104-2013石油化工石油化工仪表安装表安装设计规范范2024/5/21 周二流量流量仪表的分表的分类v按按测量量对象分象分类:封:封闭管道流量管道流量计和明渠流量和明渠流量计v按按测量目的分量目的分类:总量量测量和瞬量和瞬时流量流量测量量v按按输出信号分出信号分类:脉冲:脉冲频率信号率信号输出和模出和模拟信号信号输出出v按按测量原理分量原理分类:容:容积式、速度式和差式、速度式和差压式式v按按测量方法和量方法和结构分构分类:(1)差差压式流量式流量计;(2)
4、可可变面面积式流量式流量计;(3)速度式流量速度式流量计;(4)容容积式流量式流量计 (5)科里奥利科里奥利质量流量量流量计;(5)热导式式质量流量量流量计;(7)明渠明渠流量流量计;(8)插入式插入式流量流量计;(9)固体流量固体流量计(冲量式、皮(冲量式、皮带秤、秤、轨道衡);道衡);(10)其它其它流量流量计(激光流量(激光流量计、静、静电流量流量计、复合、复合效效应流量流量计、转速表式流量速表式流量计等);等);按按测量方法和量方法和结构构分分类是一种比是一种比较流行的分流行的分类方法。方法。2024/5/21 周二差差压式流量式流量仪表表v原理及分原理及分类差差压式(也称式(也称节流
5、式)流量流式)流量计是基于流体流是基于流体流动的的节流原理,利用流体流流原理,利用流体流经节流装置流装置时产生的生的压力差而力差而实现流量流量测量量的。它是目前生的。它是目前生产中中测量流量最成熟、最常用的方法之一量流量最成熟、最常用的方法之一。差差压式流量式流量计由一次装置由一次装置(检测件件)和二次装置和二次装置(差差压转换和流量和流量显示示仪表表)组成。成。差差压式流量式流量计的分的分类:检测件又可按其件又可按其标准化程度分准化程度分为二大二大类:标准的和非准的和非标准的。准的。标准件:准件:标准孔板(准孔板(Re5000)喷嘴(嘴(压损低)低)经典典文丘里管文丘里管(压损低)低)文丘里
6、文丘里喷嘴嘴(压损低)低)2024/5/21 周二差差压式式流量流量仪表表非非标准件:准件:直管段直管段较短,短,压损小:多孔小:多孔平衡平衡孔板,孔板,V锥流量流量计;低雷低雷诺系数系数:1/4圆缺孔板、缺孔板、锥形入口孔板;形入口孔板;脏污介介质:偏心孔板、偏心孔板、圆缺孔板;缺孔板;压损低(清低(清洁流体)流体):道道尔管、管、罗洛斯管等;洛斯管等;粘度粘度大的含大的含悬浮物的液体,雷浮物的液体,雷诺数(数(Re500),),如原油、如原油、沥青等青等介介质:楔形流量楔形流量计;楔形流量楔形流量计经标定后精度高,定后精度高,变送器采用隔膜式;送器采用隔膜式;无附加无附加压损(清清洁流体流
7、体):弯管流量弯管流量计;管径管径DN50:要求精度不高要求精度不高,内藏孔板内藏孔板流量流量计;大管径、低大管径、低压损(清清洁流体流体):皮托管、均速管;皮托管、均速管;2024/5/21 周二V锥流量计1/4圆缺锥形入口孔板弯管均速管楔形流量计罗洛斯管道尔管圆缺孔板偏心孔板皮托管差差压式式流量流量仪表表差差压式式流量流量仪表的表的优点:点:结构构简单,安装方便,工作可靠,成本低廉,中等精度;,安装方便,工作可靠,成本低廉,中等精度;广广谱式流量式流量计,可以,可以测量气体、蒸汽、液体介量气体、蒸汽、液体介质的的测量,而且能适量,而且能适应多种工况(高温、高多种工况(高温、高压、低静、低静
8、压、低流速、低流速、低密度等多种工况);低密度等多种工况);管径从小到大,系列管径从小到大,系列齐全;全;标准化程度高,只要按照准化程度高,只要按照标准准进行行设计、制造、安装即可,无需、制造、安装即可,无需标定;定;基于以上特点,差基于以上特点,差压式流量式流量计站流量站流量计用量的一半以上。用量的一半以上。差差压式流量式流量仪表的缺点:表的缺点:大部分差大部分差压式流量式流量计的的测量精度不高,量精度不高,处于中等精度;于中等精度;量程比小,由于流量与差量程比小,由于流量与差压信号的平方根成正比,天生信号的平方根成正比,天生测量范量范围窄,一般的量程比只有窄,一般的量程比只有3:1,V锥流
9、量流量计也只有也只有10:1;安装条件比安装条件比较苛刻,大部分需要很苛刻,大部分需要很长的只管管,尤其是大管径;的只管管,尤其是大管径;大部分大部分需要需要导压管,易泄露、堵塞及管,易泄露、堵塞及冻结;压损大(大(指孔板、指孔板、喷嘴等嘴等););2024/5/21 周二可可变面面积式式流量流量仪表表v原理与分原理与分类可可变面面积式流量式流量仪表中最常用的一种是表中最常用的一种是转子流量子流量计,也叫浮子流量,也叫浮子流量计。它是在它是在在在一根由下向上一根由下向上扩大的垂直大的垂直锥管中管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的力承受的,从而使浮子可以在从
10、而使浮子可以在锥管内自管内自由地上升和下降由地上升和下降。通通过浮子在管中的位置可以直接浮子在管中的位置可以直接读出流量出流量值,或者通,或者通过电磁耦合将浮子的位置磁耦合将浮子的位置转换成成标准准电流信号;流信号;分分类方法有好多,一般按照材方法有好多,一般按照材质进行分行分类:玻璃管:玻璃管转子流量子流量计和金属管和金属管转子流量子流量计;除了用于除了用于测量流量的量流量的转子流量子流量计外,外,还有一种有一种专门用于吹用于吹扫法法测量量压力或者液位的吹力或者液位的吹扫装置。装置。转子流量子流量计的的优点:点:结构构简单,使用方便使用方便,价格便宜;,价格便宜;适用于小管径和低流速适用于小
11、管径和低流速;压力力损失失较低低;转子流量子流量计的缺点的缺点:耐耐压低,玻璃管低,玻璃管结构有破碎的构有破碎的风险;不能不能测量量脏污流体,容易堵塞;流体,容易堵塞;浮子容易被卡主,需要浮子容易被卡主,需要设置旁路;置旁路;易受外界磁易受外界磁场影响;影响;2024/5/21 周二速度式流量速度式流量仪表表v原理与分原理与分类速度式流量速度式流量仪表是以表是以测量管道内的流量的平均速度量管道内的流量的平均速度u,进而求出而求出单位位时间内流内流过流体的体流体的体积流量。根据被流量。根据被测物理量的物理量的不同,速度流量不同,速度流量仪表主要包括表主要包括涡街流量街流量计、涡轮流量流量计、水表
12、、水表、电磁流量磁流量计、超声波流量、超声波流量计、靶式流量、靶式流量计等;等;2024/5/21 周二速度式流量速度式流量仪表之表之涡街流量街流量计v原理与分原理与分类涡街流量街流量计是在流体中安放一根非流是在流体中安放一根非流线型游型游涡发生体生体,流体在流体在发生体两生体两侧交替地分离交替地分离释放出两串放出两串规则地地交交错排列排列的的漩漩涡的的仪表。当通流截面一定表。当通流截面一定时,流速与,流速与导容容积流量成正比。因此,流量成正比。因此,测量振量振荡频率即可率即可测得得流量流量。涡街流量街流量计按按频率率检出出方式可分方式可分为:应力式、力式、应变式、式、电容式、容式、热敏式、振
13、敏式、振动体式、光体式、光电式及超声式等式及超声式等,它兼有无它兼有无转动部件和脉冲数字部件和脉冲数字输出的出的优点,很有点,很有发展前途展前途。涡街流量街流量计的的优点:点:涡街流量街流量计无可无可动部件,部件,测量元件量元件结构构简单,性能可靠,使用寿命,性能可靠,使用寿命长;涡街流量街流量计测量范量范围宽。量程比一般能达到。量程比一般能达到10:1;应用范用范围广,可以广,可以测量气体、蒸汽、液体介量气体、蒸汽、液体介质的的测量;量;流量流量不受被不受被测流体的温度、流体的温度、压力、密度或粘度等力、密度或粘度等热工参数的工参数的影响影响;压力力损失失小小,不,不见得;得;精度精度较高,
14、重复性好,高,重复性好,维护量小;量小;涡街流量街流量计的缺点:的缺点:安装条件苛刻安装条件苛刻:抗震性能差、直管段要求非常高;抗震性能差、直管段要求非常高;不适合不适合杂物介物介质,漩,漩涡发生体易被生体易被脏污或者或者污物物缠绕;耐耐温性能温性能差差,一般只能一般只能测量量300以下介以下介质的流体流量的流体流量测量气体或蒸汽量气体或蒸汽时需要需要补偿;2024/5/21 周二速度式流量速度式流量仪表之表之涡轮流量流量计v原理与分原理与分类轮流量流量计,是速度式流量是速度式流量计中的主要种中的主要种类,它采用多叶片的它采用多叶片的转子子(涡轮)感受流体平均流速感受流体平均流速,从而且从而且
15、推推导出流量或出流量或总量的量的仪表表。涡轮流量流量计和容和容积式流量式流量计、科里奥利、科里奥利质量流量量流量计称称为流量流量计中三中三类重复性、精度最佳的重复性、精度最佳的产品品,作作为十大十大类型流量型流量计之一之一,其其产品已品已发展展为多品种、多系列批量生多品种、多系列批量生产的的规模模。在欧洲和美国,在欧洲和美国,涡轮流量流量计的用量的用量仅次于孔板流量次于孔板流量计。涡轮流量流量计的的优点:点:高精度高精度,重复性重复性好好,在在所有流量所有流量计中中,属于最精确的流量属于最精确的流量计;无无零点漂移零点漂移,抗干抗干扰能力好能力好;量程量程范范围宽;;结构构紧凑凑;涡轮流量流量
16、计的缺点:的缺点:不能不能长期保持校准特性期保持校准特性;流体物性流体物性对流量特性有流量特性有较大影响大影响;2024/5/21 周二速度式流量速度式流量仪表之靶式流量表之靶式流量计v原理与分原理与分类靶式流量靶式流量计的的测量元件是一个放在管道中心的量元件是一个放在管道中心的圆形靶,流体流形靶,流体流动时冲冲击到靶上,会使靶面受力,并到靶上,会使靶面受力,并产生相生相应的微小的微小位移,位移,这就反映了流量的大小。是一种就反映了流量的大小。是一种动量式流量量式流量仪表。表。靶式流量靶式流量计的的优点:点:结构构简单,安装安装维护方便;方便;不易堵塞不易堵塞;适合于适合于测量粘度高、雷量粘度
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