节省式流量检测 假如在管道中安顿一个固定的阻力件，它的中心是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，因为流体流束的缩短而使流速加快、静压力下降，其成果是在阻力件前后发生一个较大的压力差。它与流量(流速)的巨细有关，流量愈大，差压也愈大，因而只需测出差压就能够推算出流量。把流体流过阻力件流束的缩短构成压力改动的进程称节省进程，其间的阻力件称为节省件。 作为流量检测用的节省件有规范的和特别的两种。规范节省件包括规范孔板、规范喷嘴和规范文丘里管，如图9.1所示。关于规范化的节省件，在规划核算时都有共同规范的规则要求和核算所需的有关数据、图及程序；可直接依照规范制作、设备和运用，不用进行标定。 图9.1 规范节省设备 特别节省件也称非规范节省件，如两层孔板、偏疼孔板、圆缺孔板、1/4圆缺喷嘴等，他们能够运用已有试验数据进行预算，但有必要用试验办法独自标定。特别节省件首要用于特别；介质或特别工况条件的流量检测。 现在最常见的节省件是规范孔板，所以在以下的评论中将首要以规范孔板为例介绍节测式流量检测的原理、规划以及完成办法等。 一、检测原理 设安稳活动的流体沿水平管流经节省件，在节省件前后将发生压力和速度的改动，如刚9.2所示。在截面1处流体未受节省件影响，流束充溢管道，管道截面为A1，流体静压力为p1，均匀流速为v1，流体密度为1。截面2是经节省件后流束缩短的最小截面，其截面积为A2，压力为P2，均匀流速为v2，流体密度为2。图9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静压力，实线代表管壁处静压力。流体的静压力和流速在节省件前后的改动状况，充分地反映了能量办法的转化。在节省件前，流体向中心 图9.2 流体流经节省件时压力和流速改动状况 加快，至截面2处，流束截面缩短到最小，流速到达最大，静压力最低。然后流束扩张，流速逐步下降，静压力升高，直到截面3处。因为涡流区的存在，导致流体能量丢失，因而在截面3处的静压力p3不等于原先静压力p1，而发生永久的压力丢失。 设流体为不行紧缩的理想流体，在流经节省件时，流体不对外作功，和外界没有热能沟通，流体自身也没有温度改动，则依据伯努利方程，关于截面1、2处沿管中心的流线） 由所以不行紧缩流体，则。因为流速散布的不均匀，截面1、2处均匀流速与管中心的流速有以下联系： （9-2） 式中C1，C2为截面1、2处流速散布不均匀的批改系数。 考虑到实践流体有粘性，在活动时必定会发生摩擦力，其丢失的能量为，为能量丢失系数。 在考虑上述要素后，截面1、2处的能量联系可写成： （9-3） 依据流体的接连性方程，有 （9-4） 又设节省件的开孔面积为A0 ，界说开口截面比m=A。／A1 ，缩短系数=A2／A0 。联解式(9-2)-式（9-4）可得 （9-5） 因为流束最小截面2的方位随流速而变，而实践取压点的方位是固定的；别的实践取压是在管壁取的，所测得的压力是管壁处的静压力。考虑到上述要素，设实践取压点处取得的压力为，用它替代式(9-5)中管轴中心的静压力时，需引进一个取压系数，并且取 （9-6） 将上式代入（9-5），并依据质量流量的界说，可写出质量流量与差压的联系： （9-7） 令流量系数为 （9-8） 所以流体的质量流量可简写为 （9-9） 体积流量为 （9-10） 关于可紧缩性流体，考虑到气体流经节省件时，因为时刻很短，流体介质与外界来不及进行热沟通，能够为其状况改动是等熵进程，这样，可紧缩性流体的流量公式与不行紧缩性流体的流量公式就有所不同。可是，为了便利起见，能够选用和不行紧缩性流体相同的公式办法和流量系数，仅仅引进一个考虑到流体胀大的校对系数，称可胀大性系数，并规则节省件前的密度为1，则可紧缩性流体的流量与差压的联系为 （9-11） 式中可胀大性系数￡的取值为小于等于1，假如是不行紧缩性流体，则=1。 式（9-11）成为流量方程，也称流量公式。 在实践运用时，流量系数 常用流出系数C来标明，它们之间的联系为： （9-12） 式中，称为直径比。这样，流量方程也可写成： （9-13） 二、规范节省设备 节省设备包括节省件、取压设备和契合要求的前、后直管段。规范节省设备是指节省件和取压设备都规范化，节省件前后的丈量管道也契合有关规则。它是经过许多试验总结出来的，设备一经规划和加工结束便可直接投入运用，无需进行独自标定。这意味着，在规范节省设备的规划、加工、设备和运用中有必要严厉依照规则的技能要求、规程和数据进行，以确保流量丈量的精度。 下面以规范孔板为例介绍规范节省设备的结构、特性和设备等的技能要求及规程： 图9.3 规范孔板 (1)规范节省件——孔板 规范孔板是一块具有与管道轴线同心的圆形开孔的、双面平整且平行的金属薄板，其剖面图如图9.3所示。它的结构办法和要求如下(详见规范GB／T2624—93)： 1)规范孔板的节省孔直径d是一个很重要的尺度，在任何状况有必要满意 一同，节省孔直径d值应取互相之间大致有持平视点的四个直径丈量成果的均匀值，并要求任一单测值与均匀值之差不得超越直径均匀值的士0.05％。节省孔应为圆筒形并笔直于上游端面A。 2)孔板上游端面A的平面度(即衔接孔板外表上恣意两点的直线与笔直于轴线的平面之间的斜度)应小于0.5％，在直径小于D且与节省孔同心的圆内，上游端面A的粗糙度有必要小于或等于10-4d；孔板的下流端面B无需到达与上游端面A相同的要求，但应经过目视 进行查看。 3)节省孔厚度e应在O.005D与O.02D之间，在节省孔的恣意点上测得的各个e值之间的差不得大于O.001D；孔板厚度E应在e与0.05D之间(当50mm≤D≤64mm时，E能够等于3.2mm)，在孔板的恣意点上测得的各个E值之差不超越0.001D；假如E

  e，孔板的下流侧应有一个分散的圆锥外表，该外表的粗糙度应到达上游端面A的要求，圆锥面的斜角F为45土 4)上游边际G应是尖利的(即边际半径不大于0.0004d)，无卷口、无毛边，无目测可见的任何反常；下流边际H和I的要求可低于上游边际G，答应有些小缺陷。 (2)规范取压设备 不同的节省件应选用不同办法的取压设备。关于规范孔板，我国国家规则，规范的取压办法有角接取压法、法兰取压法和D一取压法。 1)角接取压角接取压的取压口坐落上、下流孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端面之间的间隔等于取压口直径之半或取压口环隙宽度之半。取压口能够是环隙取压口和独自钻孔取压口，别离如图9.4中的a.和b.。当选用环隙取压时，一般要求环隙在整个圆周上穿通管道，或许每个夹持环应至少由四个开孔与管道内部连通，每个开孔的中心线互互相成等视点，而每个开孔面积不小于12mm2；当选用独自钻孔取压时，取压口的轴线°与管道轴线相交。显着，环隙取压因为环室的均压效果，便于测出孔板两头的平稳差压，有利于进步丈量精度，可是夹持环的加工制作和设备要求严厉。当管径D

  500mm时，一般选用独自钻孔取压。环隙宽度或独自钻孔取压口的直径口一般取4～10mm之间。 图9.4 角接取压口 2)法兰取压和D一取压 法兰取压设备是没有取压口的法兰，D一取压设备是没有取压口的管段，以及为确保取压口的轴线与节省件断面的间隔而用来夹紧节省件的法兰，如图9.5所示。图中的法兰取压口的间隔、是别离从节省件上、下流端面量起，而D一取压口的间隔、都是从节省件上游打量起。、的取值见下表。取压口的最小直径可依据偶尔堵塞得或许及杰出的动态特性来决议，没有任何约束，但上游和下流取压口应具有相同的直径，并且取压口的轴线与管道轴线相交成直角。 取压办法 /mm / mm ≤0.6

  0.6 ≤0.6

  150） 25.4±1(150≤d≤1000) 25.4±1 25.4±0.5（d

  150） 25.4±1(150≤d≤1000) d一取压 d±0.1d 0.5d±0.02d 0.5d±0.01d 表9-1 取压口间隔、的取值 (3)直管段 节省设备应设备在契合要求的两段直管段之间。节省设备上游及下流侧的直管段(如图9.5所示)分为如下三段：节省件至上游榜首个部分阻力件，其间隔为；上游榜首与第二个部分阻力件，间隔为节省件至下流榜首个部分阻力件，间隔为。规范节省 设备对直段管、、的要求如下： 1)直管段应是有安稳横截面积的圆筒形管道，用目测查看管道应该是直的。 2)管道内外表应该清洁，无积垢和其他杂质。节省件上游10d的内外表相对均匀粗度应契合有关规则。 3)节省设备上、下流侧最短直管段长度随上游侧阻力件的办法和节省件的直径比而异最短直管段长度见表9-2。表中所列长度是最小值，实践运用时主张选用比所规则的长度更的直管段。表中的阀门应全开，调理省量的阀门应坐落节省设备的下流。假如直管段长度 用表中括号内的数值时，流出系数的不确认度要算术相加±o.5％的附加不确认度。假如在流设备上游串联了几个阻力件(除全为90°弯头外)，则在榜首个和第二个阻力件之间的长可按第二个阻力件的办法，并取=0.7(不管实践值是多少)取表中数值的一半，串联几个90°弯头时=o。 图9.5 节省件上、下流阻力件及直管段长度 表9-2 孔板、喷嘴和文丘里喷嘴所要求的最短直管段长度／mm ≤ 比 节省件上游侧阻流件办法和最短直管段长度 节省件下 游最短直管 段长度(包括 在本表中的 一切阻流件) 单个90。弯 头或三通(流 体仅从一个 支管流出) 在同一平 面上的两个 或多个90。弯 头 在不同平 面上的两个 或多个90。弯 头 渐缩管(在 1.5d：~3d 的长度内由 2d 为d) 惭扩管(在 1d至2d的 长度内由 o.5d变为 d) 球型阀全开 全孔球阀 或闸阀全开 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 10(6) 10(6) 10(6) 12(6) 14(7) 14(7) 14(7) 16(8) 18(9) 22(11) 28(14) 36(18) 46(23) 14(7) 14(7) 16(8) 16(8) 18(9) 18(9) 20(10) 22(11) 26(13) 32(16) 36(18) 42(21) 50(25) 34(17) 34(17) 34(17) 36(18) 36(18) 38(19) 40(20) 44(22) 48(24) 54(27) 62(31) 70(35) 80(40) 5 5 5 5 5 5 5 6(5) 8(5) 9(5) 11(6) 14(7) 22(11) 30(15) 16(8) 16(8) 16(8) 16(8) 16(8) 17(9) 18(9) 20(10) 22(11) 25(13) 30(15) 38(19) 54(27) 18(9) 18(9) 18(9) 18(9) 20(10) 20(10) 22(11) 24(12) 26(13) 28(14) 32(16) 36(18) 44(22) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 14(7) 14(7) 16(8) 20(10) 24(12) 30(15) 4(2) 4(2) 5(2.5) 5(2.5) 6(3) 6(3) 6(3) 6(3) 7(3.5) 7(3.5) 7(3.5) 8(4) 8(4) 如图9.5所示，设阀门为全开闸阀，管道直径d=300mm，孔板开孔直径d=120mm，试确认直管段、、的长度。 解 直径比 由表9-2查得 =14d，=6d， =1/2×20d 把d=300mm，代入，即可求得各直管段长度： =3000mm =4200mm =1800mm 三、节省式流量计 节省式流量计是依据节省设备的一种流量检测外表，也称差压型流量计。它由节省设备(节件和取压设备)、引压导管、差压计和显现外表组成，框图如图9.6所示。 图9.6 节省式流量计框图 节省设备把流体流量转化成差压，经过引压导管送到差压计。差压计进一步将差压信号转化为电流，显现外表把接纳到的电流信号经过标尺指示流量，标尺长度忙。因为节省设备是一个非线性环节，因而显现外表的流量指示标尺也有必要对错线性刻度，这给尺度规划和读数带来不便利，差错也相对会增大一些。 为处理流量指示的非线性问题，需求在检测体系中添加一个非线性补偿环节(即开方器)。开方器能够依附在差压计(这种差压计称带开方器的差压计)内，即差压计输出与差压之间的联系为；也能够在差压计后刺进一个开方器，开方器输出为，由开方器输出到显现外表。添加一个开方器后，标尺长度与流量即成为线 有一台节省式流量计，满量程为10kg／s，当流量为满刻度的65％和30％时，试求流量值在标尺上的相应方位(距标尺起始点)，设标尺总长度为100mm。 解 假如流量计不带开方器，则标尺长度与流量的联系为 由题意，可求得 假如流量计带开方器，则标尺长度与流量为线kg 节省式流量计具有结构简略，便于制作，作业牢靠，运用寿命较长，习惯性强等长处。简直能丈量各种工况下的介质流量，是一种运用很遍及的流量计。运用规范节省设备，只需严厉依照有关规则和规程规划、加工和设备节省设备，流量计不需进行标定可直接运用。可是流量发生的压力丢失大，流量计的刻度一般对错线性的，流量丈量规模也较窄，正常状况下量程比只要3：1，不能丈量直径在50mm以下的小口径与大于1000mm的大口径的流量，也不能丈量脏污介质和粘度较大的介质的流量，一同还要求流体的雷诺数要大于某个临界值。 第二节 电磁式流量检测 电磁式流量检测办法现在运用最广泛的是依据法拉第电磁感应规则进行流量丈量的电磁流量计，它能检测具有必定电导率的酸、碱、盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒(泥浆、矿浆等)的液体流量。但不能检测气体、蒸汽和非导电液体的流量。 检测原理 导体在磁场中作切开磁力线运动时，在导体中便会有感应电势，其巨细与磁场的磁感应强度、导体在磁场内的有用长度及导体的运动速度成正比。同理，如图9.7所示，导电的流体介质在磁场中作笔直方向活动而切开磁力线时，也会在管道两头的电极上生感应电势。感应电势的方向由右手定则确认，其巨细由下式决议： （9-15） 式中ex为感应电势；b为磁感应强度；d为管道直径，即导电流体笔直切开磁力线的长度；v为笔直于磁力线方向的流体速度。 因为体积流量等于流体流速v与管道截面积a的乘积，故 （9-16） 将上式代入（9-15），可得 （9-17） 由上式可知，在管道直径d已确认并坚持磁感应强度b不变时，这时体积流量与感应电势具有线性联系，而感应电势与流体的温度、压力、密度和粘度等无关。 依据上述原理制成的流量检测外表称电磁流量计。 图9.7 电磁式流量检测原理 图9.8 电磁流量计结构 二、电磁流量计的结构 电磁流量计的结构如图9.8所示，它首要由磁路体系、丈量导管、电极、面料、外壳以及转化器等部分组成。 (1)磁路体系 用于发生均匀的直流或沟通磁场。直流磁场能够用永久磁铁来完成，其结构比较简略。可是，在电极上发生的直流电势会引起被测液体的电解，因而在电极上发生极化现象，破坏了原有的丈量条件；当管道直径较大时，永久磁铁也要求很大，这样既粗笨又不经济。所以，工业生产用的电磁流量计，大多选用交变磁场，且是用50hz工频电源鼓励发生的。发生交变磁场励磁线圈的结构型式因导管的口径不同而有所不同，图9.8是一种会集绕组式结构。它由两只串联或并联的马鞍形励磁组组成，上下各一只夹持在丈量导管上。为构成磁路，削减搅扰及确保磁场均匀，在线圈外围有若干层硅钢片叠成的磁轭。 (2)丈量导管 其效果是让被测液体经过。它的两头设有法兰，以便与管道衔接。为使磁力线经过丈量导管时磁通不被分路并削减涡流，丈量导管有必要选用不导磁、低导电率、低导热率和具有必定机械强度的资料制成，一般可选用不锈钢、玻璃钢、铝及其他高强度塑料等。 (3)电极 电极的结构如图9.9所示，它的效果是把被测介质切开磁力线时所发生的感应电势引出。为了不影响磁通散布，避免因电极引进的搅扰，电极一般由非导磁的不锈钢资料制成。 电极要求与面料齐平， 以便流体经过期不受阻止。电极的设备方位宜在管道的水平方向，以避免沉淀物堆积在电极上而影响丈量精度。 图9.9 电极的结构 (4)面料 在丈量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完好的电绝缘面料。它直触摸摸被测介质，首要效果是添加丈量导管的耐磨与耐蚀性，避免感应电势被金属丈量导管管壁短路。因而，面料有必要是耐腐、耐磨以及本领较高温度的绝缘资料。 (5)外壳 一般用铁磁资料制成，它是维护励磁线圈的外罩，并可阻隔外磁场的搅扰。 （6)转化器 流体活动发生的感应电势非常弱小，选用50hz沟通电源供电，因而各种干挽要素的影响很大。转化器的意图是将感应电势扩大并能按捺首要的搅扰信号。 三、正交搅扰信号的发生与按捺 选用交变磁场时，设磁感应强度b=bmsinmt，则感应电势为 （9-18） 运用交变磁场能够有用地消除极化现象，但随之而来的电磁搅扰信号显着增大，首要的搅扰信号是所谓的正交搅扰信号，它是指其相位和被测感应电势ex，相差90°构成这种搅扰的首要原因是：在电磁流量计作业时，管道内充溢导电液体，这样，电极引线、被测液体和转化器的输入阻抗构成闭合回路。而交变磁通不行避免地会穿过该闭合回路，依据电磁感应规则，交变磁场在闭合回路中发生的感应电势为： （9-19） 式中k为系数，把交变磁场代入上式，得 （9-20） 比较式（9-18）和式（9-20）能够看出，信号电势ex与搅扰电势et的频率相同，而相位上相差90°，所以习惯上称此项搅扰为正交搅扰(也称90°搅扰)。严峻时，正交搅扰et或许 与信号电势ex适当，乃至超越ex。所以，有必要设法消除此项影响，不然会引起丈量差错，乃至构成流量计无法作业。 消除正交搅扰的办法许多，现在首要选用的办法有： (1)运用信号引出线所示，从一根电极上引出两根导线，并别离绕过磁极构成两个从一根电极上引出两根导线，并别离绕过磁极构成两个回路内发生方向相反的感应电势，经过调零电位器，使进入外表的搅扰电势互相抵消，以减小正交搅扰电势进入转化器的输入电路。 图9.10 运用引出线)在转化器的扩大电路中进一步采纳补偿办法，例如，在主扩大器的反响网络上设置正交搅扰按捺器。 四、转化器及其构成原理 电磁流量计转化器的使命是把电极检测到的交变感应电势经扩大转化成共同的直流规范信号。依据电磁流量计的检测特色，转化器应满意以下要求。 (1)要求转化器有很高的输入阻抗。因为感应电势的通道是两个电极间的液体，被测液体的导电功能往往很低，例如100mm管径，被测介质是蒸馏水时，内阻约为20k左右。别的，考虑到散布电容的影响，故一般期望转化器的输入阻抗要大于lom，最好要超越loom。 (2)感应电势ex比较弱小，并且伴有各种搅扰信号。为此，要求转化器除对有用信号进 行扩大外，还有必要设法消除各种搅扰。 图9.11 正交搅扰主动补偿原理 关于正交搅扰电势，尽管在信号引线时采纳了必定的补偿办法，可是，因为正交搅扰电势在作业中是改动的，因而在转化部分还有必要进一步下降它的影响。最常用的办法是运用正交搅扰电压主动补偿，其原理见图9.11所示。在转化器的扩大通道中，附加有消除正交搅扰影响的负反响线路，取出扩大器输出信号中的正交搅扰电压，深度负反响到扩大器的输入端，与输入信号中的正交搅扰电压相减，然后使正交搅扰电压的输出值下降到倍，即。而信号电压ex不进人负反响线路，经过扩大器后的信号电压输出为kex，k为扩大器的扩大倍数。 为了减小与感应电势同相位的共模搅扰信号的影响，转化器的前置扩大器一般要选用差动扩大办法，运用差动扩大的按捺效果，消除共模搅扰的影响。 (3)由(9-18)式可知，感应电势与磁场强度有关。假如励磁电源电压和频率有动摇，必定要引起磁场强度的改动，然后影响丈量的正确性。因而，有必要在转化器部分采纳办法，以 消除电源动摇的影响。图9.12是依据上述要求规划的转化器原理框图。被测信号ex与反响信号vz比较后得差值信号，经前置扩大器、主扩大器、相敏整流和功率扩大器得到直流电流i0。i0经过线圈发生磁感应强度by，by=k1i0效果于霍尔乘法器与操控电流iy相乘，得到霍尔电势 其间kh为霍尔乘法器的霍尔系数。vh经分压后得到反响电压vz，，kz为分压系数。因为操控电流iy与流量计的励磁电流取自同一电源，则。因而有 图9.12 转化部分方框图 令正向通道的总扩大倍数，反响回路的反响系数。这样，其时，有 （9-21） 将式（9-17）代入（9-21），得 （9-22） 由此可见，转化器输出的电流信号，i0 与体积流量成正比。在选用霍尔乘法器时，iy的引人消除了因为励磁电源电压动摇对丈量的影响；正交搅扰按捺单元确保了对正交搅扰的负反响效果，大大减小了正交搅扰的影响。 五、电磁流量计的特色 ①丈量导管内无可动部件或突出于管道内部的部件，因而压力丢失极小； ②只需是导电的，被测流体能够是含有颗粒、悬浮物等，也能够是酸、碱、盐等腐蚀性介质； ③流量计的输出电流与体积流量成线性联系，并且不受液体的温度、压力、密度、粘度等参数的影响； ④电磁流量计的量程比一般为10：1，精度较高的量程比可达100：1；丈量口径规模大， 能够从lmm到2m以上，特别适用于im以上口径的水流量丈量；丈量精度一般优于o.5％。 ⑤电磁流量计反响敏捷，能够丈量脉动流量； ⑥电磁流量计的首要缺陷有：被测流体有必要是导电的，不能丈量气体、蒸汽和石油制品等的流量；因为面料资料的约束，一般运用温度为0～200℃；因电极是嵌装在丈量导管上的，这也使最高作业压力遭到必定约束。 第三节 容积式流量检测 容积式流量检测是让被测流体充溢具有必定容积的空间，然后再把这部分流体从出口排 出，依据单位时刻内排出的流体体积可直接确认体积流量，依据必守时刻内排出的整体积数可确认流体的体积总量。 依据容积式检测办法的流量检测外表一般称为容积式流量计。常见的容积式流量计有：椭圈齿轮番量计、腰轮(罗茨)流量计、刮板流量计、活塞式流量计、湿式流量计及皮郛式流计等，其间腰轮式、湿式、皮郛式能够丈量气体流量。 一、检测原理 为了接连地在密闭管道中丈量流体的流量，一般是选用容积分界办法，即由外表壳体和活动壁组成流体的计量室，流体经过外表时，在外表的入、出口之间发生压力差，推进活动壁旋转，将流体一份一份地排出。规划量室的容积为v0，当活动壁旋转n次时，流体流过的体积总量为qv=nv。 依据计量室的容积和旋转频率可取得瞬时流量。 下面首要介绍运用椭圆齿轮和刮板的检测原理。 图9.13 运用椭圆齿轮丈量流量示意图 (1)运用椭圆齿轮的检测原理 如图9.13所示，活动壁是一对相互啮合的椭圆齿轮。被测流体由左向右活动，椭圆齿轮a在差压=p1-p2效果下，发生一个顺时针转矩[如图9.13中(a)]，使齿轮a顺时针方向旋转，并把齿轮与外壳之间的初月形容积内的介质排出，一同带动齿轮b作逆时针方向旋转。在(b)方位时，齿轮a、b均遭到转矩，并使它们持续沿本来方向翻滚。在(c)方位时，齿轮b在差压效果下发生一个逆时针转矩，使齿轮b旋转并带动a轮一同翻滚，一同又把齿轮b与外壳之间空腔内的介质排出。这样齿轮替换地(或一同)受力矩效果，坚持椭圆齿轮不断地旋转，介质以初月形空腔为单位一次又一次地经过齿轮排至出口。能够看出，椭圆齿轮每翻滚一周，排出四个初月形空腔的容积，所以流体总量为 （9-23） 式中v0为初月形空腔的容积，能够算得 （9-24） 式中a、b为椭圆齿轮长、短半轴；为齿轮的厚度。 运用腰轮检测流量的根本原理和椭圆齿轮相同，仅仅活动壁形状为一对腰轮，并且腰轮上没有牙齿。 图9.14 凸轮式刮板流量计 (2)运用刮板的检测原理 其活动壁为两对刮板。它有两种首要办法，凸轮式和凹线为凸轮式刮板流量计示意图。它的壳体内腔是圆形空筒，转子是一个空心圆筒，筒边开有四个槽，互相成90°角，可让刮板在槽内伸出或缩进。四个刮板由两根连杆联接，也互成90°角，在空间穿插，互不搅扰。在每个刮板的一端装有一小滚柱，四个滚柱别离在一个不动的凸轮上翻滚，然后使刮板时而伸出 ，时而缩进。转子在人口和出口压差效果下，连刮板一同发生旋转，四个刮板轮番伸出、缩进，把计量室(两块刮板和壳体内壁、圆筒外壁所构成的空间)逐个排至出口。和椭圆齿轮相同，转子每翻滚一周便排出四个计量室容积的流体。 二、容积式流量计的作业特性 容积式流量计的作业特性与流体的粘度、密度以及作业温度、压力等要素有关，相对来说，粘度的影响要大一些。图9.15是容积式流量计代表性的特性曲线，其间包括差错和压力丢失两组曲线。 由差错曲线能够看到，大都曲线是负差错，首要原因是外表中有活动壁，活动壁与壳体内壁问的空隙发生流体的走漏。在小流量时，因为转子所受力矩小，而它自身又有必定的摩擦阻力，因而走漏量相对较大，特别是在流量很小时，负差错会很大；当流量到达必定数值后，走漏量相对较小，特性曲线比较平整；当流量较大时，因为流量计的入、出口间压力降增大，导致走漏量相应增大。在相同的流量下，流体的粘度越低、越简略走漏，差错也就越大；关于高粘度流体，则走漏相对较小，因而差错改动不大。 流体流过流量计的压力丢失随流量的添加简直线性上升，流体粘度愈高，压损也愈大。 三、信号转化 容积式流量计的信号转化的使命是把旋转运动按必定的份额联系转化成流体的实践流量信号(瞬时值或累积值)，并进行显现。显现办法有就地显现和远传显现两种。下面以椭圆齿轮番量计为例作一介绍。 (1)就地显现 椭圆齿轮翻滚的转数经过椭圆齿轮轴输出，又经一系列齿轮减速及转速比调整组织之后，直接带动外表的指针和机械计数器，以完成流量和总量的显现。其原理如图9.16所示。 图9.15 容积式流量计特性曲线 椭圆齿轮番量计的显现原理 (2)远传显现 远传显现是经过减速与速比调整后的齿轮带动永久磁铁旋转，使得干簧继电器的触点以永久磁铁相同的旋转频率同步地闭合或断开，然后宣布一个个电脉冲远传给操控室的二次外表。经过电子计数器可进行流量的积算，经过频率一电压(电流)转化器可变成规范电信号。 四、容积式流量计的特色 ①丈量精度较高，积算精度可达±o.2％～±o.5％，有的乃至能到达±o.1％；量程比一般为10：1；丈量口径在10～150mm左右； ②容积式流量计适合丈量较高粘度的液体流量，在正常的作业规模内，温度和压力对丈量成果的影响很小； ③设备便利，对外表前、后直管段长度没有严厉的要求； ④因为外表的精度首要取决于壳体与活动壁之间的空隙，因而对外表制作、设备要求高，传动组织也比较杂乱； ⑤要求被测介质洁净，不含固体颗粒，不然会使外表卡住，乃至损坏外表，为此要求在流量计前设备过滤器； ⑥不适合丈量较大的流量，当丈量口径较大时，本钱高，分量和体积大，维护不便利利。 第四节 变面积式流量检测 变面积式流量检测是运用鄙人窄上宽的锥形管中的浮子所受的力平衡原理作业的。因为流量不同，浮子的高度不同，亦即环形的流转面积要随流量改动。常用的转子流量计以及冲塞式流量计、汽缸活塞式流量计等归于这种检测办法。下面首要结合转子流量计评论变面积式流量检测办法的原理、特性和特色。 图9.17 变面积式流量检测原理 一、检测原理 如图9.17所示，在一笔直的锥形管中，放置一阻力件——浮子(也称转子)。当流体自下而上流经锥形管时，遭到浮子阻挠发生一个差压，并对浮子构成一个向上效果力。一同浮子在流体中遭到向上的浮力。当这两个笔直向上的合力超越浮子自身所受重力时，浮子便要向上运动。跟着浮子的上升，浮子与锥形管间的环形流转面积增大，流速减低，流体效果在浮子上的阻力减小，直到效果在浮子上的各个力到达平衡，浮子停留在某一高度。当流量发生改动时，浮子将移到新的方位，持续坚持平衡。将锥形管沿高度方向以流量刻度时，则从浮子最高边际地点的方位便能够知道流量的巨细。因为不管浮子处于哪个平衡高度，其前后的压力差(也即流体对浮子的阻力)总是相同的，故这种办法又称恒压降式流量检测。 浮子在锥形管中流体的效果下所遭到的力有： 浮子自身笔直向下的重力 （9-25） 流体对浮子所发生的笔直向上的浮力 （9-26） 和流体效果在浮子上笔直向上的阻力 （9-27） 式（9-25）-（9-27）中，vf为浮子体积；f为浮子密度；为流体密度；af为浮子的最大截面积；为阻力系数；v为流体在环形流转截面上的均匀流速。 当浮子在某一方位平衡时，则 （9-28） 将式（9-25）、（9-26）、（9-27）代入（9-28），收拾后得流体经过环形流转面的流速为 （9-29） 设环形流转面积为a0 ，则流体的体积流量为 （9-30） 式中，称流量系数。式（9-30）是变面积式流量检测的根本流量方程。能够看出，当锥形管、浮子形状和资料必守时，流过锥形管的流体的体积流量与环形流转面积a0 成线 又与锥形管的高度h有清晰的联系，由图9.17可知 （9-31） 式中d0为标尺零处锥形管直径；为锥形管锥半角；df为浮子最大直径。 在制作时，一般使d0≈df。因为锥角很小，一般在12’～11°31’左右，所以tg很小，假如疏忽项，则 （9-32） 将式（9-32）代入（9-30），有 （9-33） 由此可见，体积流量与浮子在锥形管中的高度近似成线性联系。流量越大，则浮子地点的平衡方位越高。 二、对流量方程各参数的评论 (1)流量系数 试验证明：流量系数与锥形管的锥度，浮子的几许形状以及被测流体的雷诺数等要素有关。 在锥形管和浮子的形状现已确认的状况下，流量系数随雷诺数改动。图9.18是三种不同形状的浮子流量系数与雷诺数的联系曲线。从图中能够看出，当雷诺数比较小时，随雷诺数的添加而逐步增大，当雷诺数到达必定值后，根本上坚持平稳。不同形状的浮子的与雷诺数的联系曲线)流体密度 因为流量方程式(9-30)中包括有流体的密度，因而运用变面积式流量检测外表时应事前知道流体的密度。按国家规则，转子流量计在流量刻度时是在规范状况(20℃，760mmhg)下用水(对液体)或空气(对气体)介质进行标定的。当被测介质或工况改动时，应对外表刻度进行批改。设被测介质的实践密度为，当流量计指示值为时，实践 流体的流量为 （9-34） 上式是在假定介质改动或密度改动时流体的粘度与标定用的水或空气的粘度相差不大条件下得出的。假如粘度改动比较大，会导致阻力系数的改动，然后影响流量系数。 图9.18 流量系数与雷诺数的联系 三、信号转化 变面积式流量检测外表依据显现办法的不同可分为两类：一类是玻璃转子流量计，其锥 形管是由玻璃制成，并在管壁上标有流量刻度，因而能够直接依据转子的高度进行读数；另 一类为电远传转子流量计，如图9.19所示。它首要由金属锥形管、转子、连动杆、铁心和差动线圈等组成，当被测流体的流量改动时，转子在锥形管内上下移动。因为转子、连动杆和铁心为钢性衔接，转子的运动将带动铁心一同发生位移，然后改动差动变压器的输出，经过信号扩大后可使输出电压或电流与流量成一一对应联系。 因而，在电远传式转子流量计中，锥形管和转子的效果是将流量的巨细转化成转子的位移，而铁心和差动改动器的效果是进一步将转子的位移转化成电信号。 图9.19 电远传转子流量计原理图 四、转子流量计的特色 ①转子流量计首要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量； ②流量计结构简略，运用便利，作业牢靠，外表前直管段长度要求不高； ③流量计的根本差错约为外表量程的±2％，量程比可达10：1； ④流量计的丈量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、设备质量等的影响。 第五节 其他流量的检测办法 一、漩涡式流量检测 漩涡式流量检测办法是70年代开展起来按流体振荡原理作业的。现在现已运用的有两种：一种是运用天然振荡的卡门漩涡列原理；另一种是运用强迫振荡的漩涡旋进原理。现在，卡门漩涡式流量检测办法的运用相对较多，并且开展较快，故这儿只介绍这种流量检测办法。 在流体中笔直于活动方向放置一个非流线型的物体(如圆柱体、棱柱体)、，在它的下流两边就会替换呈现漩涡(如图9.20所示)，两边漩涡的旋转方向相反，并轮番地从柱体上分离出来。这两排平行但不对称的漩涡列称为卡门涡列(有时也称涡街)。因为涡列之间的互相效果，漩涡的涡列一般是不安稳的。试验证明，只要当两列漩涡的间隔h与同列中相邻漩涡的间隔满意为h/=o.281条件时，卡门涡列才是安稳的。并且，单列漩涡发生的频率f与柱体邻近的流体流速v成正比，与柱体的特征尺度d(漩涡发生体的迎面最大宽度)成反比，即 （9-35） 式中st称为斯特劳哈尔数，是一个无因次数。st首要与漩涡发生体的形状和雷诺数有关。在雷诺数为500～15000的规模内，st根本上为一常数，如图9.21所示， 图9.20 卡门涡列构成原理 图9.21 斯特劳哈尔数与雷诺数的联系 关于圆柱体st=0.20；关于三角柱st=0.16，在此规模内能够以为频率f只受流速v和漩涡发生体特征尺度d的分配，而不受流体的温度、压力、密度、粘度等的影响。所以，当测得 频率f后，就可得到流体的流速v，然后可求得体积流量。 漩涡发生体是流量检测的中心，它的形状和尺度关于漩涡式流量检测外表的功能具有决议性效果。图9.22给出了常见的几种漩涡发生体的断面，其间圆柱形、方柱形和三角柱形更为通用，称为基形漩涡发生体。圆柱体的st较高，压损低，但漩涡强度较弱；方柱形和三角柱形漩涡激烈并且安稳，可是前者压损大，而后者st较小。 依据卡门漩涡列原理制成的流量检测外表称卡门漩涡流量计。除了漩涡发生体外，流量计还包括频率检测，频率一电压(电流)转化等部分。漩涡频率的检测是漩涡流量计的要害。考虑到设备的便利和减小对流体的阻力，一般把漩涡频率检测元件附在漩涡发生体上。不同形状的漩涡发生体，其漩涡的生长进程以及流体在漩涡发生体周围的活动状况有所不同，因而漩涡频率的检测办法也不相同。例如圆柱体漩涡发生体常用铂热电阻丝检测法；三角柱漩涡发生体选用热敏电阻或超声波检测法；矩形柱漩涡发生体选用电容检测法等。 图9.22 常见漩涡发生体断面 图9.23 漩涡频率检测原理 圆柱体漩涡发生体的铂热电丝在圆柱体空腔内，如图9.23(a)所示。由流体力学可知，当圆柱体右下侧有漩涡时，将发生一从下到上效果在柱体上的升力。成果有部分流体从下方导压孔吸入，从上方的导压孔吹出。假如把铂电阻丝用电流加热到比流体温度高出某一温度，流体经过铂电阻丝时，带走它的热量，然后改动它的电阻值，此电阻值的改动与放出漩涡的频率相对应，由此便可检测出与流速改动成份额的频率。 图9.23(b)是三角柱漩涡发生体的漩涡频率检测原理图。两只热敏电阻对称地嵌入在三角柱迎流面中心，并和其他两只固定电阻构成一个电桥。电桥通以安稳电流使热敏电阻的温塞升高。在流体为停止或三角柱两边未发生漩涡时，两只热敏电阻温度共同，阻值持平，电桥无电压输出。当三角柱两边替换发生漩涡时，因为散热条件的改动，使热敏电阻的阻值改动，引起电桥输出一系列与漩涡发生频率相对应的电压脉冲。经扩大和整形后的脉冲信号即可用于流体总量的显现，一同经过频率一电压(电流)转化后输出模拟信号，作为瞬时流量显现。 这种检测办法的特色是管道内无可动部件，运用寿命长，压力丢失较小；丈量精度较高(约为士o.5％～1％)，量程比可达100：1；在必定的雷诺数规模内，简直不受流体的温度、压力、密度、粘度等改动的影响，故用水或空气标定的漩涡流量计可用于其他液体和气体的流量丈量而不需标定，特别适用于大口径管道的流量丈量。可是流量计设备时要求有满意的直管段长度，上游和下流的直管段别离要求不少于20d和5d，漩涡发生体的轴线应与管路轴线笔直。 二、涡轮式流量检测 涡轮式流量检测办法是以动量矩守恒原理为根底的，如图9.24所示，流体冲击涡轮叶片，使涡轮轮旋转，涡轮的旋转速度随流量的改动而改动，经过涡轮外的磁电转化设备可将涡轮的旋转转化成电脉冲。 由动量矩守安稳理可知，涡轮运动方程的一般办法为 （9-36） 式中，j为涡轮的翻滚惯量，为涡轮旋转的角加快 图9.24 涡轮式流量检测办法原理图 度；t为流体效果在涡轮上的旋转力矩；t1为由流体粘滞摩擦力引起的阻力矩；t2为由轴承引起的机械摩擦阻力矩；t3为因为叶片切开磁力线而引起的电磁阻力矩。 从理论上能够推得，推进涡轮翻滚的力矩为 （9-37） 式中k1为与涡轮结构、流体性质和活动状况有关的系数；为与轴线相平行的流束与叶片的夹角；a为叶栅的流转截面积；r为叶轮的均匀半径。 理论核算和试验标明，关于给定的流体和涡轮，摩擦阻力矩(t1+t2)为 （9-38） 电磁阻力矩t3为 （9-39） 式中a1和a2为系数。 从式(9-36)能够看出：当流量不变时=0，涡轮以角速度作匀速翻滚；当流量发生改动时，≠o，涡轮作加快度旋转运动，经过时刻短时刻后，涡轮运动又会习惯新的流量到割新的安稳状况，以另一匀速旋转。因而，在安稳活动状况下，=0，则涡轮的稳态方程为 （9-40） 把式（9-37）、（9-38）、（9-39）代入（9-40），简化后可得 （9-41） 式中称为外表的转化系数。 上式标明；当流量较小时，首要受摩擦阻力矩的影响，涡轮转速随流量添加较慢；当大于某一数值后；因为系数a1和a2很小，则(9-41)式可近似为 （9-42） 这说明随线性添加；当很大时，阻力矩将显着上升，使随的添加变慢，见图9.25所示的特性曲线 涡轮番量计的静特性曲线 运用上述原理制成的流量检测外表和涡轮番量计的结构如图9.26所示，它首要由涡轮、导流器、磁电转化设备、外壳以及信号扩大电路等部分组成。 图9.26 涡轮式流量计 ①涡轮 一般用高导磁系数的不锈钢资料制作，叶轮心上装有螺旋形叶片，流体效果于叶片上使之旋转； ②导流器 用以安稳流体的流向和支承叶轮； ③磁电转化设备 由线圈和磁钢组成，叶轮翻滚时，使线圈上感应出脉动电信号； ④外壳一般由非导磁资料拟定，用以固定和维护内部各部件，并与流体管道相连； ⑤信号扩大电路 用以扩大由磁电转化设备输出的弱小信号。 经扩大电路后输出的电脉冲信号需进一步扩大整形以取得方波信号，对其进行脉冲计数和单位换算可得到累积流量；经过频率一电流转化单元后可得到瞬时流量。 涡轮番量计的丈量精度较高，可到达0.5级以上；反响敏捷，可测脉动流量；流量与涡轮转速之间成线，首要用于中小口径的流量检测。但涡轮番量计仅适用洁净的被测介质，一般在涡轮前要设备过滤设备；流量计前后需有必定的直管段长度，一般上游侧和下流侧的直管段长度要求在10d和5d以上；流量计的转化系数一般是在常温下用水标定的，当介质的密度和粘度发生改动时需从头标定或进行补偿。 三、超声波式流量检测 超声波用于参数检测的首要性质已在物位检测一节中作过介绍。在物位检测中，运用了超声波在界面的反射和在停止介质中的传达速度等特性。用超声波进行流量检测是依据声波在停止流体中的传达速度与活动流体中的传达速度不同这一原理作业的。 设声波在停止流体中的传达速度为c，流体的流速为v。若在管道中设备两对声波传达方向相反的超声波换能器。如图9.27所示，则声波从超声波发射器t1、t2到接纳器r1、r2所需求的时刻别离为 （9-43） 两者的时差为 （9-44） 当声速c和传达间隔l为已知时，测出时差△t，便能够求出流速秽，然后求得流量。 运用上述原理制成的流量检测外表称超声波流量计。超声波流量计的超声换能器一般是斜置在管壁外侧，如图9.28所示，图中选用了两对换能器，实践运用时也能够用一对换能器，每一个换能器兼作声波的发射和接纳。 图9.27 超声测速原理 9.28 超声比流量计结构图 超声波流量计依据检测原理上的差异可分为时差法、相位差法和频率差法等。 (1)时差法 经过丈量超声波脉冲顺流和逆流时传达的时刻差来得到流体的流速。参照式(9-43)～式(9-44)的推导进程，当超声波传达方向与管道轴线成角时，能够得到流速与时差△t之间的联系为： （9-45） 这种办法因为被测流速中包括声速c，它受温度影响较大，别的时差△t的数量级很小，一般小于ls，所以对电子线路要求较高，一同约束了丈量流速的下限。 (2)相位差法 假如换能器发射接连超声脉冲，或许周期较长的脉冲波列，则在顺流和逆流发射时所接纳到的信号之间便要发生相位差，代入式(9-45)可得流速v与相位差△之间的联系 （9-46） 式中为超声波的角频率。 这种办法避免了丈量细小的时差而是丈量数值相对较大的相位差，有利于进步丈量精度。可是方程中仍包括声速c、与时差法相同，声速改动将带来丈量差错。 (3)频率差法 它是经过丈量顺流和逆流时超声脉冲的重复频率来丈量流量的。发射器t宣布一个超声脉冲，经过流体由接纳器r接纳此信号，进行扩大后再送到发射器t发生第二个脉冲。这样，顺流和逆流时脉冲信号来回一个循环所需的时刻别离为 （9-47） 式中为信号在一个循环中除在流体中传达外所需的时刻。 因为，则频率差△f为 （9-48） 由上式能够看出，测出频率差便可求出流速。尽管在上式中仍包括声速c，但因为csin／d《1，则声速改动所发生的差错影响较小。所以，现在的超声波流量计选用频率差法比较多。 超声波流量计的最大长处是超声波换能器能够设备在管外壁，不会对管内流体的活动带来影响，完成不触摸丈量。可是，流速沿管道的散布状况会影响丈量成果，超声波流量计所测得的流速与实践均匀流速之间存在必定差异，并且与雷诺数有关，需求进行批改。 四、质量流量检测办法 前面介绍的各种流量检测办法能够直接测出流体的体积流量，或是流体的流速(经过乘以管道截面积得到体积流量)。但在工业生产中，因为物料平衡、经济核算等所需求的是质流量。在一般状况下，关于液体，能够将已测得的体积流量乘以密度换算成质量流量，而关于气体，因为密度随气体的温度和压力而改动，给质量流量的换算带来了费事。 质量流量检测办法是经过必定的检测设备，使它的输出直接反映出质量流量，无须进行换算。 现在，质量流量的检测办法首要有三大类： ①直接式，检测元件的输出可直接反映出质量流量； ②直接式，一同检测出体积流量和流体的密度，或一同用两个不同的检测元件检测出两个与体积流量和密度有关的信号，经过运算得到反映质量流量的信号； ③补偿式，一同检测出体积流量和流体的温度、压力，运用有关公式求出流体的密度或将被测流体的体积流量主动地换算成规范状况下的体积流量，然后直接地确认质量流量。 (1)直接式质量流量检测 现在，直接式质量流量检测办法有许多种，如由孔板和定量泵组合完成的差压式办法；自两个用绷簧衔接的涡轮构成的涡轮转矩式办法；运用麦纳斯效应的检测办法和依据科里奥利力的检测办法等。在许多的办法中，依据科氏力的质量流量检测办法最为老练，依据此原理构成的科氏力质量流量计运用已非常广泛。运用科里奥利力检测质量流量的根本原理如下： 图9.29是标明科氏力效果的演示试验，将充水软管(水不活动)两头悬挂，使其间段下垂成u形，停止时，u形的两管处于同一平面，并笔直于地上，左右摆时，两管一同曲折，依然持在同一曲面，如图9.29(a)所示。 若将软管与水源相接，使水由远离观察者的一端流人，从接近观察者的一端流出，如图9.29（b)和(c)中箭头所示。当u形管受外力效果向右或向左摇摆时，它将发生歪曲。歪曲方向总是出水侧的摇摆要早于入水侧，呈现图9.29(b)和(c)所示的状况。 改动水流方向重复上述试验，将呈现如图9.29（d)和(e)所示的状况，其规则依然是出水侧摇摆要早于入水侧。 图9.29 科氏力的演示试验 跟着流量的添加，这种现象变得愈加显着，这说明出水侧摇摆相位超前于入水侧更多。这便是科氏力质量流量检测的原理，它是运用两管的摇摆相位差来反映流经该u形管的质量流量。 运用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种办法。但最简略也是现在运用最多的要算是双弯管型，其结构如图9.30所示。它是由两根金属u形管组成，其端部连通并与被测管路相连。这样流体能够一同在两个u形管内活动。在两管的中心a、b、c三处各装有一组压电换能器。换能器a在外加交变电压的效果下发生交变力，使两根u形管相互一开一合地振荡，适当于两根软管按相反方向不断摇摆。换能器b和c用来检测两管的振荡状况。因为b处于进口侧，c处于出口侧，则依据出口侧振荡相位超前于进口侧的规则，c输出的交变信号的相位将超前于b某个相位，此相位差的巨细与质量流量成正比。 科氏力质量流量计的丈量精度较高，首要用于粘度和密度相对较大的单相流体和混相流体的流量丈量。因为结构等原因，这种流量计适用于中小尺度的管道的流量检测。 图9.30 双弯管型科氏力流量计 (2)直接式质量流量检测 这种检测办法是在管道上串联多个(常见的是两个)检测元件(或外表)，树立各自的输出信号与流体的体积流量、密度等之间的联系，经过联立求解方程直接推导出流体的质量流量。现在，依据这种办法的检测元件的组合办法首要有： 1)差压式流量计与密度计组合办法 差压式流量计的差压输出值正比于，若配上密度计进行乘法运算后再开方即可得到质量流量。即 （9-49） 2)体积式流量计与密度计组合办法 体积式流量计是指容积式流量计以及速度式流量计，它们能发生流体的体积流量信号，配上密度计进行乘法运算后得到质量流量，即 （9-50） 3)差压式流量计或靶式流量计与体积式流量计组合办法 差压式流量计或靶式流量计输出信号与成正比，而体积式流量计输出信号与成正比，将这两个信号进行除法运算后也可得到质量流量，即 （9-51） 图9.31给出一个由差压式流量计与速度式流量计组合检测流体质量流量的原理图。 图9.31 差压式流量计与速度式流量计组合的质量流量计 (3)补偿式质量流量检测 补偿式质量流量检测办法是一同测出流体的体积流量、温度和压力值，依据已知的被测流体的密度与温度、压力之间的联系，求出流体在作业状况下的密度，并进一步主动换算成质量流量。因为在实践运用时，接连丈量温度和压力比接连丈量密度简略、本钱低，因而工业上质量流量的检测较多地选用这种办法。 很显着，这种检测办法除了要确保体积流量、温度、压力各参数的丈量精度外。还要有正确的密度与温度、压力之间的数学模型。现在，数学模型首要有以下几种办法。 1)关于不行紧缩的液体，流体的密度首要与温度有关。当作业温度改动规模不大时，数学模型为 （9-52） 式中0为规范状况(或外表标定状况)温度为t0时的流体密度；为被测流体的体积胀大系数。 2)关于低压气体，能够为契合理想气体状况方程，则气体的密度为 （9-53） 式中0为规范状况(肯定温度为t0，压力为p0)时流体的密度。 流量检测办法除了前面介绍的外，还有许多，例如，依据力平衡原理的靶式流量计，依据热学原理的热线风速计，依据差压原理的毛细管流量计、均速管流量计、弯管流量计，依据相关原理的相关流量计等。流量检测办法之所以那么多首要原因是因为流量检测目标的杂乱性和多样性。例如，从被测介质看：各种介质的粘度、密度和作业温度、压力的改动规模很宽，有的介质还或许含有杂质；从活动状况看：有层流、紊流和脉动流，流量规模从每分钟数滴到每小时数百吨；从流体活动的管道看：有毫米级的微型管，也有直径为数米的大型管，还有明渠等。面临这样杂乱的状况，不行能用几种办法就能掩盖如此宽的规模，因而，现在已有上百种流量检测外表或办法。不同的检测外表适用于必定的被测介质和规模，所以流量检测外表的挑选除了要满意流量丈量规模外，还要清晰外表的其他运用条件。在上百种的流量检测外表中，有的外表较为常用，有的外表只适用于某些特别要求的被测目标。有人曾依据各种流量计的销售额进行过计算，发现差压型流量计的运用约占，电磁流量计、容积式流量计和变面积式流量计也各占15％。 流量检测外表的另一个特色是在运用时被测流量有必要在规则的量程比规模之内，不然将会有很大的丈量差错。关于一般的检测外表，如压力计、温度计等，当被测变量的量值很小时，检测外表丈量值的差错一般不会大于外表的肯定答应差错(尽管这时丈量值的相对差错或许较大)。可是，流量外表的精度是指在量程比规模内外表能到达的准确度，当实践流量小于最小量程比时，大大都的流量外表因为流量系数的改动、走漏量的相对添加等将使流量实践值与外表的指示值之间有很大的差错，该差错会远远超出外表精度所规则的差错规模之内。 尽管流量检测外表已有许多，但在流量检测方面仍有不少问题有待处理。 (1)现在，大大都的流量检测外表是测流体的体积流量，若要取得质量流量还需乘上流体的密度。若被测流体为气体，则流体的作业温度和压力对流体的密度的影响很大；另一种状况是流量检测外表的输出信号中自身包括了密度(如节省式流量计的差压信号正比于)这样密度的改动也会影响流量丈量的精度。为了处理上述问题，需经过多个检测元件的组合办法主动获取流体的密度或消除密度的影响(详见质量流量检测办法中的有关内容)，但这种办法完成起来比较费事，直接用质量流量计价格又较高。如何用相对简略的办法战胜密度的影响或直接完成质量流量的丈量一直是人们关怀的课题之一。 (2)流量检测办法中有近一半是速度式的，即假定检测元件测出了流体在管道中的均匀流速，由此来获取流体的体积流量。显着，流体的均匀速度与流体在管道内沿径向的速度散布有关，而速度散布又与流量巨细、检测元件前后直管段长度等有关。因而速度式流量计为了确保丈量精度，需求规则流量丈量规模和直管段长度，一同还需经过标定进行批改，如超声波式流量计。关于大型管道的流量丈量，现在较多选用刺进式检测元件，它只能给出检测元件地点处邻近的均匀流速，用它来替代整个管道上的均匀流速所发生的差错将难于估量。因而，速度散布的影响是构成速度式流量检测外表丈量差错的一个首要要素。要处理这个问题，要求流量检测元件具有能获取速度散布的才干，现在已有人开端进行这方面的研究作业。 (3)前面介绍的各种流量检测办法或外表从原理上讲均适用于单相流体介质。当管道内含有两相或两相以上流体(称为多相流)时，活动将变得愈加杂乱。一般说来，用于单相流体流量检测的外表不再适用。两相流或多相流的特色是：被测参数多(有总流量、各单相流量、每相的含率等)；活动型态(常称为流型)杂乱、影响要素多。依据上述特色，现在多相流检测的首要办法有两种：一是选用多个检测元件的组合办法(从原理上讲只要选用多个外表、并进行信号的组合才干取得多个参数)；二是选用先进的检测手法，首要有活动成像技能软丈量技能等。可是，到现在为止还没有实用化的多相流量计。

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