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各种水流量计工作原理

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1. 孔板水流量计

工作原理:流体充满管道,流经管道内的节流装置时,流束会出现局部收缩,从而使流速增加,静压力低,于是在节流件前后便产生了压力降,即压差,介质流动的流量越大,在节流件前后产生的压差就越大,所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

工作特点:①节流装置结构简单、牢固,性能稳定可靠,使用期限长,价格低廉;②应用范围广,全部单相流皆可测量,部分混相流亦可应用;③标准型节流装置无须实流校准,即可投用;④ 一体型孔板安装更简单,无须引压管,可直接接差压变送器和压力变送器。

2. 电磁水流量计

工作原理:基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁常当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。

工作特点:①具有双向测量系统;② 传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。③ 压力损失小④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响⑤主要应用于污水处理方面。

3. 涡轮水流量计

工作原理:在一定的流量范围内,涡轮的转速与流体的流速成正比。流体流动带动涡轮转动,涡轮的转速转换成电脉冲,用二次表显示出数据,反应流体流速。

工作特点:①抗杂质能力强;②抗电磁干扰和抗振能力强;③其结构与原理简单,便于维修;④几乎无压力损失,节省动力消耗。

4. 文丘里水流量计

工作原理:当流体流经文丘里流量计管道内的节流件时,流速在文丘里节流件出形成局部搜索,导致流速增加,静压差下降,文丘里流量计前后便产生了静压差,流体流量越大,静压差就越大,根据压差来衡量流量。

工作特点:无磨蚀与积污的问题,同时可以有一定的整流的作用,测量精度和稳定性高。

5. 容积式水流量计

工作原理:流体通过流量计,就会在流量计进出口之间产生一定的压力差.流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转,并将流体由入口排向出口.在这个过程中,流体一次次地充满流量计的“计量空间”,然后又不断地被送往出口.在给定流量计条件下,该计量空间的体积是确定的,只要测得转子的转动次数.就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。

工作特点:①计量精度高;②安装管道条件对计量精度没有影响;③可用于高粘度液体的测量;④范围度宽;⑤直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便;⑥结构复杂,体积庞大⑦不适用于高、低温场合;⑧大部分仪表只适用于洁净单相流体;⑨噪声和振动较大。

6. 转子水流量计

工作原理:当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力,当流量足够大时,产生的作用力将转子托起。同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。 流量计垂直安装时,转子重心与锥管管轴会相重合,作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时,转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计,转子大小和形状己经确定,因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时,转子将作向上或向下的移动,相应位置的流动截面积也发生变化,直到流速变成平衡时对应的速度,转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计,转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。

工作特点:它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点;转子流量计适用于测量通过管道直 径D<150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量;使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而上地通过转子流量计。

7. 涡街水流量计

工作原理:根据流体振荡原理来测量流量的,流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,根据这种关系,旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度,再乘以横截面积得到流量。

工作特点:①结构简单而牢固,无可动部件,可靠性高,长期运行十分可靠;②安装简单,维护十分方便;③检测传感器不直接接触被测介质,性能稳定,寿命长;④输出是与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高;⑤测量范围宽,量程比可达1:10;⑥压力损失较小,运行费用低,更具节能意义。

8. 超声波水流量计

工作原理:超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对液体流量进行测量,其利用的是“时差法”。首先,使用探头1发射信号,信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到;在探头1发射信号的同时探头2也发出同样的信号,经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到;由于流速的存在使得两时间不等,存在时间差,因此根据时间差便可求得流速,进而得到流量值。

工作特点:可以测量常规管道流量,还可以测量不易观察、不易接触的管道的流量;其不仅可以测量常规流体流量,还可对具有强腐蚀性、放射性、易燃、易爆等特点的流体进行流量的测量。但是超声波流量计对所测流体的温度范围有所限制,目前我国的超声波流量计仅可用于200℃以下流体的测量;而且,超声波流量计的测量线路相当复杂,对测量线路要求较高。



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