管道流量表測量的使用方法

『壹』 管道式電磁流量計的安裝使用

1、管道式電磁流量計是基於法拉第電磁感應定律的速度式電磁流量計。在闡述電磁流量計測量原理的基礎上，設計了一種基於MSP430F149單片機的LDB型電磁流量計，電路以MSP430F149單片機為核心，從而簡化了外圍硬體電路的設計，實現了液體流量的測量和累積。文中給出了設計的總體框圖，部分硬體電路和控制軟體流程圖。本文設計的LDB型電磁流量計已經投入生產，經實際應用表明，該設計具有高精度，低功耗和可靠性強等特點，基本滿足設計要求。
2、電磁流量計能有效避開強電力設備，高頻設備，強電源開關設備；避開高溫熱源和輻射源的影響，避開強烈震動場所和強腐蝕環境等，同時要考慮安裝維修方便。
3、管道式電磁流量計具有保存每天24小時的流量數據、停電時間、零流量時間等多種數據及報警等功能。每天，只需一次、二次簡訊息就能獲得一個測量點的一天24小時的測量數據，它也能根據用戶的需求設定。採用電磁旋渦流量計和gsm網路相結合的技術，建立水流量監測系統的前期投資只是採用無線電台方式的1/3到1/5，系統建立後的運行費用每個點每天只是一到二次簡訊息的費用。省去了頻率的使用費及使用中的電費及維護費用。
4、流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數據存儲是儀表的重要組成部分。傳統電磁流量計在顯示方式上一般採用LED 或段式LCD，只能顯示數字、字母、漢字和一些粗糙的圖案； 在數據存儲方面，信息存儲一般以二進制方式存儲，不具有通用性且存儲容量小；在通訊方式上，一般採用RS232 或RS485，其開放性不高。
5．感測器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時，感測器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，
氣體流向應由下向上。
測量液體流量時，液體流向應由下向上：這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
6、感測器在水平管道的側裝
無論測量何種流體，感測器可以在水平管道上側裝，特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，
若條件允許最好採用側裝，這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
7．感測器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用於測量一般氣體、過熱蒸汽。可用於測量飽和蒸汽，適用於測量
高溫液體或需經常清洗管道的情況。
8．感測器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時，保溫層最多不能超過支架高度的三分之一。
9．為了解決了上述不足，採用32 位的ARM 處理器和嵌入式Linux 操作系統研製出了具有信息化、圖形化和網路化的電磁流量計。它採用T FT 彩色液晶屏顯示方式，不僅可以顯示流量數據還可以顯示流量曲線，提高了顯示的質量和內容； 通過JFFS2 文件系統採用文件的方式進行數據存儲，且存儲容量可達1MB。

『貳』 流量計的正確安裝方法

01、電磁流量計

電磁流量計的測量原理不依賴流量的特性，如果管路內有一定的湍流與漩渦產生在非測量區內則與測量無關。

安裝要點

A、安裝地點不能有大的振動源，並應採取加固措施來穩定儀表附近的管道；

B、不能安裝在大型變壓器、電動機、機泵等產生較大磁場的設備附近，以免受到電磁場的干擾；

C、感測器與管道連接時應保證滿管運行，最好垂直安裝；

D、變送器外殼接地與就近接地網連接即可；屏蔽電纜（分體式）按說明書連接，信號電纜（至系統）進行屏蔽層系統處單端接地；測量感測器與管道連接的短路環需要接地，接地電阻應小於10歐姆，不能與電氣接地共用；

E、流量計感測器上游也應該有一定的直管段，一般在5D~10D。

安裝詳解如下：

如果在測量區內有穩態的渦流則會影響測量的穩定性和測量的精度，這時可以增加前後直管段的長度、採用一個流量穩定器或減少測量點的截面以穩定流速分布。

流量計可以水平和垂直安裝，但是應該確保避免沉積物和氣泡對測量電極的影響，電極軸向保持水平為好。垂直安裝時，流體應自下而上流動。
感測器不能安裝在管道的最高位置，這個位置容易積聚氣泡。

確保流量感測器在測量時，管道中充滿被測流體，不能出現非滿管狀態。

如管道存在非滿管或是出口有放空狀態，感測器應安裝在一根虹吸管上。

電磁流量計的常規直管段要求是前10D後5D，在有彎管、閥門的情況分別有不同的要求。
電磁流量計接地的原因：

電磁流量計內的測量電極處於一個直流或交流電場內，如果其環境不能有效地被屏蔽於一個無干擾的條件下，對測量有嚴重干擾。

感測器外殼接地與否，直接關繫到測量的精度和穩定性，接地導線必須不傳任何干擾電壓，因此電磁流量計要求有非常可靠的接地，要做好接地屏蔽，否則就會產生干擾電流。

電磁流量計接地的好處：

若連接流量計的管道是（相對於被測介質）絕緣的則要用接地環，它的材質應根據被測介質的腐蝕性選用。

如果是聚四氟乙烯內襯的測量感測器，為了保測量感測器能正常工作，要選用接地環。

02、超聲波流量計

超聲波流量計也是比較常見的流量計，它的安裝在所有流量計的安裝中是最簡單便捷的，只要選擇一個合適的測量點，把測量點處的管道參數輸入到流量計中，然後把探頭固定在管道上即可。

安裝要點

1、選擇充滿流體的材質均勻質密、易於超聲波傳輸的管段，如垂直管段或水平管段。

2、安裝距離應選擇上游大於10倍直管徑、下游大於5倍直管徑以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段，安裝點應充分遠離閥門、泵、高壓電和變頻器等干擾源。

3、避免安裝在管道系統的最高點或帶有自由出口的豎直管道上。

4、對於開口或半滿管的管道，流量計應安裝在U型管段處。

03、渦街流量計

渦街流量計主要安裝要求是對於直管段的要求及管道振動要求，渦街流量感測器的上游側和下游側應有較長的直管段；管道不能有振動，如有振動，則需對流量計兩側加固定裝置。

安裝要點

對於渦街流量計來說，測量氣體流量時，若被測氣體含有少量的液體，流量計應安裝在管線的較高處。

測量液體時，若被測液體中含有少量的氣體，流量計應安裝在管線的較低處。

『叄』 　管路計算與流量測量

一、管路計算

管路分簡單管路和復雜管路兩種。簡單管路系指由一種管徑所組成的單一管路；而復雜管路則是由不同管徑的管子連接而成的串聯管路，或由幾個簡單管路並聯組成的並聯管路和分支管路。復雜管路的計算是以簡單管路的計算為基礎。本節只討論簡單管路計算。

管路計算實際上是連續性方程式、柏努利方程式與能量損失計算式的具體運用，由於已知量與未知量情況不同，計算方法亦隨之而改變。在實際工作中常遇到的管路計算問題，歸納起來有以下三種情況：

（1）已知管徑、管長、管件和閥門的設置及流體的輸送量，求流體通過管路系統的能量損失，以便進一步確定輸送設備的輸出功率、設備內的壓強或設備間的相對位置等。這一類的計算比較容易，前面已討論過。

（2）已知管徑、管長、管件和閥門的設置及允許的能量損失，求流體的流速或流量。

（3）已知管長、管件和閥門的當量長度、流體的流量及允許的能量損失，求管徑。

後兩種情況都存在著共同性問題，即流速v或管徑d為未知，因此不能計算雷諾數Re值，則無法判斷流體的流型，所以也不能確定摩擦系數μ。在這種情況下，工程計算中常採用試差法或其他方法來求解。下面通過例題介紹試差法的應用。

例1-6如本題附圖所示，水從水塔引至車間，管路為φ114×4mm的鋼管，共長150m（包括管件及閥門的當量長度，但不包括進出口損失的當量長度）。水塔由水面維持恆定，並高於排水口12m，問水溫為12℃時，此管路的輸水量為若干m³/h。

例題1-6示圖

解：以塔內水面為上游截面1-1′，排水管出口外側為下游截面2-2′，並通過排水管出口中心作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式，即

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式中z₁＝12mz₂＝0

v₁＝0v₂＝0

p₁＝p₂

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將以上各值代入柏努利方程式，整理得出管內水的流速為：

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而

上兩式中雖只有兩個未知數μ與v，但還不能對v進行求解。由於式（b）的具體函數關系與流體的流型有關，現v為未知，故不能計算Re值，也就無法判斷流型，而且在一些生產中對於粘性不大的流體在管內流動時多為湍流。在湍流情況下，雷諾數Re范圍不同，式（b）的具體關系也不同，即使可推測出雷諾數Re的大致范圍，將相應的式（b）具體關系代入式（a），又往往得到難解的復雜方程式，故經常採用試差法求算v_。即假設一個μ值，代入式（a）算出v值。利用此v值計算Re。根據算出的Re值及

從圖1-15查出μ值。若查得的μ值與假設值相符或接近，則假設的數值可以接受。如不相符，需另設一μ值，重復上面計算，直至所設μ值與查出的μ值相符或接近為止。

設μ＝0.02代入式（a）得：

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從有關資料查得12℃時水的粘度為1.236×10^-3Pa·s，於是

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取管壁的絕對粗糙度ε為0.2mm，ε/d＝0.2/106＝0.00189

根據Re及ε/d從圖1-15查得μ＝0.024。查出的μ值與假設的μ值不相等，故應進行第二次試算。

重設μ＝0.024，代入式（a）解得v＝2.58m/s。由此v值算出Re＝2.2×10⁵，在圖1-15中查得μ＝0.0241。查出的μ值與所設μ值基本相符，故根據第二次試算的結果知v＝2.58m/s。

輸入量

上面用試差法求算流速時，也可先假設v值而由式（a）算出μ值。再以所假設的v算出Re值。並根據Re及ε/d從圖1-15查出μ值。此值與由式（a）解出的μ值相比較，從而判斷所設之v值是否合適。

二、流量的測量

在生產過程中輸送流體時，流體的流量往往是操作中必需測量、調節與控制的一個重要技術量。測量流量的方法很多，本節只介紹幾種以柏努利方程式作為測量原理的孔板流量計、文氏流量計、轉子流量計。

（一）孔板式流量計

在管道里插入一片帶有圓孔的金屬板的裝置，孔板的中心位於管道的中心線上，圖1-16所示，這樣構成的裝置叫做孔板流量計。

圖1-16孔板流量計

當管內流體流過孔口時，因流道截面突然縮小，使流速較管內平均流速增大，動壓頭增大，與此同時，靜壓頭下降，即孔口下游的壓強比上游低。流體流經孔口後，流動截面並不立即擴大到與管截面相等，而是繼續收縮，經一定距離後，才逐漸恢復到整個管截面。根據流體流經截面最小處的壓強和孔板前壓強的差值，可以算出管內流體的流量，這個壓強差是通過外接壓差計來測定的。

對孔口前截面1-1′與孔板孔口截面2-2′列出柏努利方程式，式中暫不計損失壓頭，得

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或

在孔板流量計上安裝U型管液柱壓差計，是為了求得式中的壓強差（p₁-p₂）。但測壓孔並不是開在如圖例1-5中1-1′和2-2′截面處。而一般都在緊靠孔口的前後，所以實際的測得壓強差並非（p₁-p₂）。以孔口前後的壓強差代替式中的（p₁-p₂）時，上式必須校正。設U型管壓差計中的讀數為R，指示液密度為ρ_示，管中流體的密度為ρ，則孔口前後的壓強差為

R（ρ_示-ρ）g

同時，由於流體收縮處的截面A₂難以知道，而小孔的截面積A₀是可以測定的，所以需用小孔處的流速v₀來代替v₂。此外，流體流經孔板時還有一定的損失壓頭。綜合考慮上述三方面的影響，引入校正系數C，將v₀、實測壓差代入

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根據連續方程式，得

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代入上式，整理得

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並令

稱為孔流系數]]

若孔口面積為A₀，則流體在管道中的流量

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孔流系數C₀的數值一般由實驗測定。實驗結果如圖1-17所示。圖中的橫坐標Re值是按管道內徑進行計算的。由圖1-17可見，Re為定值時，A₀/A值越大，則C₀即為常數。孔板流量計的使用范圍，應該是C₀為定值的區域里，如

，應用於Re＞2×10⁵流動情況。

在實際應用中，安裝在管徑小於50mm管道上的孔板，應先用實驗方法求得該孔板的q_v,s-R關系，而後再使用。安裝在管徑大於50mm管道上的孔板，因所測流量較大，不易測定q_v,s-R曲線，此時，應採用標准孔板，其系列規格可查閱有關手冊。

孔板流量計安裝位置的上下游都要有一段內徑不變的直管，以保證流體通過孔板之前的速度分布穩定。通常要求上游直管長度為50d，下游直管長度為10d。若

較小，則這段長度可縮短些。

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孔板式流量計構造簡單，製造、安裝方便，應用很廣。但流體流經孔板時，因突然收縮和擴大，損失壓力較大。此項損失壓頭隨d₀/d₁的減少而增大，當d₀/d₁＝0.5或更大時，其值約為所測得的壓強差的90%。所以孔板式流量多用於測定氣體和牛頓流體（不含任何固相成分）的流量。

（二）文丘里流量計

孔板流量計的主要缺點在於流體流經孔板時流速突然改變，損失大量壓頭。為了減少能量的損失，用一段漸縮、漸擴管代替孔板，這樣構成的流量計，稱為文丘里（文氏）流量計，其結構如圖1-18所示。

圖1-18文丘里流量計

為了避免流量計長度過大，基於前述原因，收縮角可取得大些，通常為15°～25°，擴大角仍須取得小些，一般為5°～7°。

與孔板流量計相似，文氏管流量計亦可根據柏努利方程式得出流量計算式

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式中C_文——文氏管流量計的流量系數，在湍流時，一般取0.98；

A₂——文氏管的最小截面（m²）。

文氏管流量計的阻力較小，流體的損失壓頭約為所測得壓強差的10%，但其結構不如孔板緊湊，加工也較麻煩。常用於測定壓力管道內的工業流體流量。

（三）轉子流量計

轉子流量計構造如圖1-19所示。在一個截面積自下向上逐漸擴大的垂直錐形玻璃管1內，裝有一個能旋轉自如的，由金屬或其他材質製成的轉子2（或稱浮子）。管中無流體通過時，轉子將沉於管底部。當被測流體以一定的流量通過流量計時，流體在轉子與管壁間環隙中的速度要增大，則靜壓強下降，於是在轉子的上下端形成一個壓差，轉子將浮起。隨轉子的上浮環隙面積逐漸增大，環隙中流速將減少，轉子兩端的壓差隨之降低。當轉子上浮至某一高度，轉子上下端壓差造成的升力恰等於轉子的重量時，轉子不再上升，懸浮於該高度上。

當流量增大，轉子兩端的壓差也隨之增大，轉子原來的力平衡被破壞，轉子將上升至另一高度達到新的力平衡。當流量減少，轉子將下降至另一高度，達到新的力平衡。在玻璃管外表面刻有讀數，根據轉子停留的位置，即可讀出被測流體的流量。

轉子流量計與孔板流量計不同的地方是轉子流量計的環隙截面是可變的，而轉子上下方的壓強差都不隨流量而變，所以有時稱轉子流量計為恆壓降流量計。

圖1-19轉子流量計

1-錐形玻璃管；2-轉子；3-刻度

轉子流量計出廠時其刻度常針對某特定流體而刻制。如果把適用於某一流體的轉子流量計用來測量其他流體的流量時，刻度就需校正，校正式如下：

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式中qv₁——出廠流量計上針對「1」流體體積流量刻度值；

qv₂——流量計用於流體「2」時，qv₁刻度的實際體積流量；

ρ₁——流體「1」的密度；

ρ₂——流體「2」的密度；

ρ——轉子材料的密度。

轉子流量計能直接觀察到流體的流動，損失壓頭較小，安裝時在流量計的前後不需要維持一定長度的直管段，因此在實驗室和工業生產上得到廣泛應用，尤其是用在直徑小於50mm的管道中測量流量，能適應於腐蝕性流體的測量，但它不能經受高溫（一般不能過120℃）和高壓（一般不能超過4～5kg/cm²），再者也不適於混濁液體的流量測量。當用它們來測量粘度較大的流體，或者在流體中混有固體顆粒時，容易使測壓口堵塞或使轉子卡死，結果造成測量誤差或使測量工作無法進行，此時可採用其他流量計，如靶式流量計等，關於這些流量計在此不再一一敘述，如需要時，可查儀表手冊。

『肆』 流速較低的清潔流體的流量的測量方法

各種流量計原理及分類
利用容積積分原理的流量計：（容積式）
這類流量計的測量原理和使用一個小量杯經過多次測量得到大容器內液體的容量相類似.它是通過使流體在流動過程中進入一個固定大小的空間,並推動這個空間沿流體運動方向運動到一定位置後流出.當這個過程連續進行時,統計通過的空間的數量即可得到流量.
根據這個原理工作的流量計有：橢圓齒輪流量計,腰輪（羅茨）流量計,刮板（凸輪、凹線）流量計,旋轉活塞流量計,圓盤流量計.濕式流量計,皮囊流量計
利用動壓能和靜壓能轉換原理的流量計：（節流式）
在同一根密閉管道中,當流體流動流速加快,其靜壓能會轉化為動壓能.所以在同一根密閉管道中,流速越快的位置靜壓越低.在流體通路中設置一個節流元件,使流過節流元件的流體流速加快,則節流元件前後會形成壓力不同的靜壓區,其壓力差（差壓）的平方與流量成正比,通過測量差壓並加以開方則可以得到流量值
根據這個原理工作的流量計有：孔板流量計,噴嘴流量計,1/4圓噴嘴流量計,文丘利管流量計,V塞管流量計,層流流量計,堰式流量計
利用流體動壓原理的流量計：
運動中的流體保持其流動的能量稱動壓能.流體所具有的動壓能和流速相關,改變流體的運動狀態時流體的動壓能會轉化為動壓力作用於改變流體的運動狀態的物體上,檢測這個物體所受的力或者直接測量動壓力就能得到流速,並進而獲得流量值.
根據這個原理工作的流量計有：靶式流量計,擋板流量計,皮託管流量計,勻速管（阿牛巴 笛形管）流量計,動壓管流量計
利用流體離心力原理的流量計：
物體在做圓周運動時會產生離心力,在物體質量和圓周半徑一定的情況下,離心力的大小與物體的速度相對應,對於流體同樣如此.使流體經過一段圓形彎道,並測量其對彎道內外側的壓力差,可得到流速,並進而獲得流量值.
根據這個原理工作的流量計有：彎管流量計,環形管流量計
利用流體動量力矩原理的流量計：（渦輪式）
流體在遇到與流向呈一定角度的阻擋面時,其動壓能會在阻擋面上形成一個和流體流動方向呈一定角度的力.將一組與流向呈一定角度的葉片固定在一個轉軸上形成一個渦輪（旋翼）時,在流體作用下渦輪（旋翼）將獲得一個轉動力矩並發生旋轉,其轉速與流速基本呈比例.測定轉速可得到流速,並進而獲得流量值.
根據這個原理工作的流量計有：渦輪流量計,旋翼流量計
利用改變流通面積原理的流量計：（面積式）
管道中的流體在流動遇到阻檔時,會在阻擋物前後形成一個壓力差,這個壓力差的大小與流體受到阻擋時的流通面積以及流速相關,利用這個壓力差來推動一個可移動的阻擋物隨流量變化而移動並改變流通面積,使阻擋物前後的壓力差保持一個常數,這時阻擋物所處的位置與流速相關,由此可得到流速,並進而獲得流量值.
根據這個原理工作的流量計有三種形式：
1、在錐形管道中放置浮子,浮子上升改變浮子與管道間的環形面積,是為浮子式轉子流量計；
2、在直管中設一孔板,孔板中心放置一錐形浮子,浮子上升時改變浮子與孔板間的環形面積,是為沖塞式（錐形浮子形如塞子）轉子流量計；
3、浮子為一活塞,在流體推動下克服活塞另一端的彈簧力移動的同時,改變管道（活塞套）一側缺口的流通面積,是為活塞流量計.

『伍』 流量計的使用問題

使用中如孔板流量計管道前後不同心，測量使用時就會一直有流量輸出，導致測量不準確，重新配管才能正常運行。
假如如果孔板流量計被安裝於管道的高點位置，測量管中就會聚集一些氣泡，導致測量誤差。宏沛儀表為了正常運行便要改位置。首次使用時應加上截止閥門，以防止打開裝置之後其零點校正會出現的誤差。

『陸』 流量計主要有哪幾種分類測量原理分別是什麼

目前流量測量的方法很多， 測量原理和流量感測器（或稱流量計）也各不相同。

一、差壓式流量計的基本構成和原理：
差壓式流量感測器又稱節流式流量感測器， 主要由節流裝置和差壓感測器 (或差壓變送器)組成。 它是利用管路內的節流裝置， 將管道中流體的瞬時流量轉換成節流裝置前後的壓力差， 然後用差壓感測器將差壓信號轉換成電信號， 或直接用差壓變送器把差壓信號轉換為與流量對應的標准電流信號或電壓信號， 以供測量、 顯示、 記錄或控制。
節流裝置的作用是把被測流體的流量轉換成壓差信號。 當被測流體流過節流元件時，流體受到局部阻力， 在節流元件前後產生壓力差， 就像電流流過電阻元件產生電壓差那樣。
二、 容積式流量計又稱排量流量計(positive displacement flowmeter), 簡稱PD流量計或PDF, 在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分, 根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。PD流量計一般不具有時間基準, 為得到瞬時流量值需要另外附加測量時間的裝置。
容積式流量計的分類： 1. 橢圓齒輪流量計 2. 腰輪流量計(又稱羅茨流量計)
3. 活塞式式流量計活塞受被測介質推動在氣缸中往復運動, 每往復一次送出一定量介質, 主要用於測量較低粘度的油類, 可以測量很小的流量。 4. 刮板式流量計在它的偏心轉子上安裝有刮板, 在轉子旋轉時由刮板與外殼間構成固定容積將介質送出流量計,再根據轉子的轉數確定總量。
三、 速度流量計——葉輪式流量計
通過葉輪盒的分配作用，將多束水流從葉輪盒的進水口切向沖擊葉輪使之旋轉，然後通過齒輪減速機構連續記錄葉輪的轉數，從而記錄流經水表的累積流量。
四、振動式流量計
根據流體受阻後產生振動漩渦的原理製成的流量感測器，又稱漩渦式流量計（俗稱渦接流量計）。流體在流動過程中遇到某種阻礙後在它的下游會產生一系列自激振盪的漩渦，測量流量漩渦的振動頻率就可推算出流量值。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響。
五、 電磁式流量計
流量感測器是把流過管道內的導電液體的體積流量轉換為線性電信號。其轉換原理就是著名的法拉第電磁感應定律，即導體通過磁場，切割電磁線，產生電動勢。
六、質量流量計
科里奧利流量計 ：利用振動流體管產生與質量流量相應的偏轉來進行測量。科里奧利流量計可用於液體、漿體、氣體或蒸汽的質量流量的測量。精確度高。但要對管道壁進行定期的維護，防止腐蝕。

『柒』 流體測量的基本原理和方法。

流量測量方法
名詞與術語
 瞬時流量：單位時間內流過管道橫截面的流體量（m3/h、t/h）。
 累計流量：在一段時間內流過管道橫截面的流體總量（m3、t）。
 流量計：用於測量管道中流量的計量器具稱為流量計。
主要的質量指標
 流量范圍：最大與最小可測范圍，該范圍內誤差不超過容許值。
 量程和量程比：量程是最大流量與最小流量之差；量程比是最大流量與最小流量之比，又稱范圍度。
測量誤差
基本誤差：

准確度：流量計示值接近被測流量真值的能力，稱為流量計的准確度。
准確度等級有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0級。
 重復性：流量計在同一工作條件下，多次重復測量，其示值一致性的程度，反映儀表隨機性誤差的大小。
按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類;
按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。

流量計簡介

流量測量方法和儀表的種類繁多。工業用的流量儀表種類達100多種。品種如此之多的原因就在於至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態以及任何使用條件都適用的流量儀表。

本文按照目前最流行、最廣泛的分類法,分別介紹各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發展情況。

序號 流量計種類 全球產量
百分比
1 差壓式流量計（孔板、文丘里） 45～55％
2 浮子流量計（又稱玻璃轉子流量計） 13～16％
3 容積式流量計（橢圓、腰輪、螺旋） 12～14％
4 渦輪流量計 9～11％
5 電磁流量計 5～6％
6 流體振盪流量計（渦街、旋進） 2.2～3％
7 超聲流量計（時差式、多普勒） 1.6～2.2％
8 熱式流量計 2～2.5％
9 科里奧利質量流量計 0.9～1.2％
10 其他流量計（插入式流量計 1.6～2.2％

1.1差壓式流量計
差壓式流量計是根據安裝於管道中流量檢測件產生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列化、通用化及標准化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數,也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標准化程度分為二大類:標準的和非標準的。
所謂標准檢測件是只要按照標准文件設計、製造、安裝和使用,無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標准檢測件是成熟程度較差的,尚未列入國際標准中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用最廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來,由於各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計。
優點:
(1)應用最多的孔板式流量計結構牢固,性能穩定可靠,使用壽命長;
(2)應用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產,便於規模經濟生產。
缺點:
(1)測量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝條件要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應用概況:
差壓式流量計應用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用,如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量計
浮子流量計,又稱轉子流量計,是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次於差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計,特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期,日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國產量1990年估計在12~14萬台,其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點:
(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風險;
(2)適用於小管徑和低流速;
(3)壓力損失較低。
1.3容積式流量計
原理
結構 容積式流量計按其測量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

特點 (1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用於高粘度液體的測量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點:
(1)結果復雜,體積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用於高、低溫場合;
(4)大部分儀表只適用於潔凈單相流體;
(5)產生雜訊及振動。

應用 容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計並列為三類使用量最大的流量計,常應用於昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
工業發達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%;我國約佔20%,1990年產量(不包括家用煤氣表)估計為34萬台,其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約佔70%和20%。

優點:
應用概況:
1.4 渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它採用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
一般它由感測器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬於最精確的流量計;
(2)重復性好;
(3)元零點漂移,抗干擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次於孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就採用了2600多台各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.5電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成為應用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數不斷上升。
優點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用於測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
(2)不產生流量檢測所造成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量范圍大,口徑范圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體,如石油製品;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
(3)不能用於較高溫度。
應用概況:
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀表較多應用於給排水工程;中小口徑常用於高要求或難測場合,如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制,造紙工業測量紙漿液和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業的礦漿;小口徑、微小口徑常用於醫葯工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
1.6 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬於最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用於低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.7 超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適於解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳播時間法只能用於清潔液體和氣體;而多普勒法只能用於測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
(2)多普勒法測量精度不高。
應用概況:
(1)傳播時間法應用於清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用於異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用於非常清潔的液體。
1.8 科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理製成的一種直接式質量流量儀表。
我國CMF的應用起步較晚,近年已有幾家製造廠(如太行儀表廠)自行開發供應市場;還有幾家製造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。
1.9明渠流量計
與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
非滿管態流動的水路稱作明渠,測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。
明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。有人估計1995台,約占流量儀表整體的1.6%,但是國內應用尚無估計數據。
2 新工作原理流量儀表的研究和開發
2.1 靜電流量計(electrostatic flowmeter)
日本東京技術學院研製適用於石油輸送管線低導電液體流量測量的靜電流量計。
靜電流量計的金屬測量管絕緣地與管系連接,測量電容器上靜電荷便可知道測量管內的電荷。他們分別作了內徑4~8mm銅、不銹鋼等金屬和塑料測量管儀表的實流試驗,試驗表明流量與電荷之間接近於線性。
2.2 復合效應流量儀表(combined effects meter)
該儀表的工作原理是基於流體的動量和壓力作用於儀表腔體產生的變形,測量復合效應的變形求取流量。本儀表由美國GMI工程和管理學院開發,已申請兩項專利。
2.3 轉速表式流量感測器(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄羅斯科學工程中心工業儀表公司開發，是基於懸浮效應理論研製的。該儀表已在若干現場成功的應用(例如在核電站安裝2000餘台測量熱水流量，連續使用8年),且還在改進以擴大應用領域。
3 幾種流量儀表應用和發展動向
3.1 科里奧利質量流量計(CMF)
國外CMF已發展30餘系列，各系列開發在技術上著眼點在於:流量檢測測量管結構上設計創新;提高儀表零點穩定性和精確度等性能;增加測量管撓度,提高靈敏度;改善測量管應力分布,降低疲勞損壞,加強抗振動干擾能力等。
3.2 電磁流量計(EMF)
EMF從50年代初進入工業應用以來,使用領域日益擴展,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔16%~20%。
我國近年發展迅速,1994年銷售估計為6500~7500台。國內已生產最大口徑為2~6m的ENF,並有實流校驗口徑3m的設備能力。
3.3 渦街流量計(USF)
USF在60年代後期進入工業應用,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔4%~6%。1992年世界范圍估計銷售量為3.54.8萬台,同期國內產品估計在8000~9000台。
4 結論
由上述可知,流量計發展到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無一種對於任何場合都適用的流量計。
每種流量計都有其適用范圍,也都有局限性。這就要求我們:
(1)在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況,並要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會准確;
(2)努力研製新型儀表,使其在現有的基礎上更加完善。

流量相關的物性參數
在流量測量和計算中，要使用到一些流體的物理性質（流體物性），它們對流量測量的准確度及流量計的選用都有很大影響。我們對這些物性參數只作基本概念及一些簡單計算式的介紹，詳細數據資料需到有關手冊去查詢。
1．流體的密度
流體的密度由下式定義

ρ—流體密度，kg/m3；
m—流體的質量，kg；
V—流體的體積，m3。
（1） 液體的密度
壓力不變時，液體密度計算式為：

ρ—溫度t時液體的密度，kg/m3；
ρ20—20℃時液體的密度，kg/m3；
μ—液體的體積膨脹系數，1/℃；
t—液體的溫度，℃。
溫度不變時，液體密度計算式為：

ρ1—壓力P1時液體的密度，kg/m3；
ρ0—壓力P0時液體的密度，；kg/m3；
β—液體的體積壓縮系數1/Mpa；
P0、P1——液體的壓力，Mpa。
通常壓力的變化對液體密度的影響很小，在5Mpa以下可以忽略不計，但是對於碳氫化合物，即使在較低壓力下，亦應進行壓力修正。
（2） 氣體的密度
工作狀態下干氣體的密度計算式為：

ρ—工作狀態下干氣體的密度，kg/m3；
ρn—標准狀態下（293.15k，101.325kPa）干氣體的密度，kg/m3；
p—工作狀態下氣體的絕對壓力，kPa；
pn—標准狀態下絕對壓力，101.325kPa；
T—工作狀態下氣體的絕對溫度，K；
Tn—標准狀態下絕對溫度，293.15K；
Zn—標准狀態下氣體的壓縮系數；
Z—工作狀態下氣體的壓縮系數。
2．流體的粘度
流體本身阻滯其質點相對滑動的性質稱為流體的粘性。流體粘性的大小用粘度來度量。同一流體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化。通常溫度上升，液體的粘度下降，而氣體粘度上升。液體粘度只在很高壓力下才需進行壓力修正，而氣體的粘度與壓力、溫度的關系十分密切。表徵流體粘度常用有如下二種：
（1）動力粘度

η——流體動力粘度，Pa•s；
τ—單位面積上的內摩擦力，Pa；
—速度梯度，1/s；
u —流體流速，m/s；
h —兩流體層間距離，m。
（3）運動粘度 流體的動力粘度與其密度的比值稱為運動粘度。

v——運動粘度m2/s 。
3．熱膨脹率
熱膨脹率是指流體溫度變化1ºC時其體積的相對變化率，即：

β—流體的熱膨脹率，1/℃；
V —流體原有體積，m3；
∆V—流體因溫度變化膨脹的體積，m3；
∆T—流體溫度變化值，℃。
4．壓縮系數
壓縮系數是指當流體溫度不變，所受壓力變化時，其體積的變化率，即：

k—流體的壓縮系數，1/Pa；
∆V—壓力為p時的流體體積m3；
∆p—壓力增加∆p時流體體積的變化量，m3。
5．雷諾數
雷諾數是一個表徵流體慣性力與粘性力之比的無量綱量，其定義為：

V—流體的平均速度，m/s；
L—流速的特徵長度，如在圓管中取管內徑值，m；
ν—流體的運動粘度，m2/s。
雷諾數的大小可以判斷流動的狀態，一般管道雷諾數Re＜2300為層流狀態，Re＝2000～4000為過渡狀態，Re＞4000為湍流（紊流）狀態。

希望能用上。

『捌』 微型流量計怎麼安裝及使用

安裝與使用：
⑴
流量計安裝前，表前管道應仔細清除雜物，只有當流量計接至管道時，才能去除流量計進出口上的封塞，以防止雜物進入；
⑵
殼體上箭頭方向應與液體流動方向一致；
⑶
流量計前應安裝過濾器，以防止流量計應雜物軋住而堵塞，過濾器應定期清洗；
⑷
流量計應安裝在泵的輸出端；為便於清洗，應設置旁路或截止閥；
⑸
流量計使用時應使表內充滿液體；不應混有氣體，否則安裝氣體分離器；
⑹
流量計周圍不應有影響儀表工作的強磁場存在；
⑺
管道中流量不應急劇增加或減少，避免管道振動、水力沖擊和壓力急劇波動等現象；
⑻
壓力損失與液體流量的平方成正比，液體粘度增加，壓力損失也增大；
⑼
理論上介質粘度的變化不會影響測量精度，但測量室內壁與轉子間的間隙所產生的泄漏量受液體粘度影響而變化，在小流量（小於10%滿量程時）液體粘度越小，測量誤差越大。
⑽
儀表流量系數K1是出廠時用柴油在室溫下標定得出，即K=P/L，P為脈沖數，L為容量升。該值標注在銘牌上，並已設定在流量積算儀中（建議選用我公司配套積算儀）；
⑾
由於實際使用介質的溫度、成份、粘度等與標定介質的不同，這可能會導致測量誤差。對於遠傳式，可以通過修改積算儀中的流量系數K1進行修正：
K1新=K1舊
除以
實際測量值
再乘
儀表顯示值
其中：實際測量值----用戶通過某種方法（如標准容器）得到的真實值；
儀表顯示值----以上真實值的介質流過流量計，流量計所顯示的值。

『玖』 怎麼測水的流速，用什麼工具。怎麼計算水的流量。

測量水的流速，要用專門的流速儀（轉子流量器），流速乘以截面積就是水的流量。

轉子流量計是根據節流原理測量流體流量的，但是它是改變流體的流通面積來保持轉子上下的差壓恆定，故又稱為變流通面積恆差壓流量計，也稱為浮子流量計。轉子流量計是工業上和實驗室最常用的一種流量計。它具有結構簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點。

轉子流量計適用於測量通過管道直 徑D<150mm的小流量，也可以測量腐蝕性介質的流量。使用時流量計一般安裝在垂直走向的管段上，流體介質自下而上地通過轉子流量計，經特殊設計的轉子流量計可以水平安裝或上進底出垂直安裝。

(9)管道流量表測量的使用方法擴展閱讀：

轉子流量計的工作原理：

轉子流量計由兩個部件組成，轉子流量計一件是從下向上逐漸擴大的錐形管；轉子流量計另一件是置於錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉子。

轉子流量計當測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動沖擊著轉子，並對它產生一個作用力（這個力的大小隨流量大小而變化），當流量足夠大時，所產生的作用力將轉子托起，並使之升高。

同時，被測流體流經轉子與錐形管壁間的環形斷面，這時作用在轉子上的力有三個:流體對轉子的動壓力、轉子在流體中的浮力和轉子自身的重力。 流量計垂直安裝時，轉子重心與錐管管軸會相重合，作用在轉子上的三個力都沿平行於管軸的方向。

當這三個力達到平衡時，轉子就平穩地浮在錐管內某一位置上。對於給定的轉子流量計，轉子大小和形狀己經確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。

因此當來流流速變大或變小時，轉子將作向上或向下的移動，相應位置的流動截面積也發生變化，直到流速變成平衡時對應的速度，轉子就在新的位置上穩定。對於一台給定的轉子流量計，轉子在錐管中的位置與流體流經錐管的流量的大小成一一對應關系。

為了使轉子在在錐形管的中心線上下移動時不碰到管壁，通常採用兩種方法：

1、在轉子中心裝有一根導向芯棒，以保持轉子在錐形管的中心線作上下運動。

2、在轉子圓盤邊緣開有一道道斜槽，當流體自下而上流過轉子時，一面繞過轉子，同時又穿過斜槽產生一反推力，使轉子繞中心線不停地旋轉，就可保持轉子在工作時不致碰到管壁。轉子流量計的轉子材料可用不銹鋼、鋁、青銅等製成。

『拾』 在大直徑管道中測量流量,有哪些要求和方法

能夠滿足以上所有條件的方法極少,現介紹一些國內外正在研究,並有希望得到滿意解決的測量方法: 以標記為基礎的測量方法 a.以各種示蹤物注入法(放射性或無放射性)測量其傳輸時間或稀釋程度(I 502975),其中稀釋法不能用於連續測量。 b.以外加磁場或以其它方法使被測流體中形成某種特殊標記,再測其傳輸時間(如核磁共振法)。 c.利用原來存在於流體中某種特殊信息的隨機擾動(如壓力、溫度『電導率、電容等的瞬時脈動)用相關法測其傳輸時間以求出流量。此法國內已有樣機,測量准確度約士3%一士5%。 分流或溯量截面平均流速點流速的方法 分流式流量計可以用小尺寸的流量計測量大管道流量,能夠大大節約投資,流量計可以是渦輪,水表或轉子流量計等現有儀表型式,其工作原理是使主管流量Q與通過分流計量計的流量q之比為一常數,即Q=......(本文共計1頁) 如何獲取本文>>