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常用流量计的工作原理 流量计工作原理

时间:2020-05-25    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

流量计(Flowmeter)是工业生产的眼睛,与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系,在国民经济中占据重要地位与作用,可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。为了更好的展示流量计测量原理,这里采用动画演示的方法来给大家介绍流量计的工作原理!

1. 孔板流量计

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初形成局部收缩,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. 椭圆齿轮流量计

工作原理:当被测液体经管道进入流量计时,由于进出口处产生的压力差推动一对齿轮连续旋转,不断地把经初月形空腔计量后的液体输送到出口处,椭圆齿轮的转数与每次排量四倍的乘积即为被测液体流量的总量。

工作特点:流量测量与流体的流动状态无关;粘度愈大的介质,从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小,因此核测介质的粘度愈大,泄漏误差愈小,对测量愈有利;椭圆齿轮流量计计量精度高,适用于高粘度介质流量的测量,但不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死,以致无法测量流量)。如果被测液体介质中夹杂有气体时,也会引起测量误差。

7. 转子流量计

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。

8. 涡街流量计

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。

9. 腰轮流量计

 

工作原理:当有流体通过流量计时,在流量计进出口流体差压的作用下.两腰轮将按正方向旋转。计量室内液体不断流进流出,只需要知道计量室体积和腰轮转动次数就可以计算出流体流量。

工作特点:适合各种清洁液体的流量测量,尤其适用于油品计量,也可制成测量气体的流量计。它的计准确度高,可达0.1-0.5级,压力损失小,量程范围大。

10. 双转子流量计

工作原理:进、出口处较小的压差推动转子旋转,同一时刻,每一个转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩虽然不一样,但两个转子分别在所有横截面上受到旋转力矩的合力矩是相等的。因此两个转子各自作等速、等转矩旋转,排量均衡无脉动。螺旋转子每转一周可输出 8 倍空腔的容积,因此,转子的转数与流体的累积流量成正比,转子的转速与流体的瞬时流量成正比。转子的转数通过磁性联轴器传到表头计数器,显示出流过流量计(流过管道)的流量。

工作特点:① 适用于稀油、轻质油、稠油、含砂量大、含水量大的原油,被测量液体的粘度范围大;② 流量计通过的液体流量大;③使用寿命长,准确度高,可靠性强;④压内损失极小;⑤可直接与计算机联网。

11. 靶式流量计

 

工作原理:当流体流动,对靶板产生一个作用力,使靶板产生微量的位移,位移大小与流速有关,根据位移与流速的关系计算出流量。

工作特点:①整台仪表结构坚固无可动部件,插入式结构,拆卸方便;②可选用多种防腐及耐高低温材质(如哈氏合金,钛等);③整机可做成全密封无死角(焊接形式),无任何泄漏点,可耐42MPa 高压;④仪表内设自检程序,故障现象一目了然;⑤传感器不与被测介质接触,不存在零部件磨损,使用安全可靠;⑥能准确测量各种常温、高温500 度、低温-200 度工况下的气体、液体流量等。

12. 超声波流量计

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。

13. 喷嘴流量计

工作原理:喷嘴的测量原理是依据流体力学的节流原理,充满管道的流体,当它们流经管道内的喷嘴时,流速将在喷嘴形成局部收缩,从而使流速加快,静压力降低,于是在喷嘴前后便产生了压力降或叫压差,介质流动的流量愈大,在喷嘴前后产生的压差也就愈大,所以可通过测量压差来测量流体流量的大小。

工作特点:①结构简单,安装方便;② 喷嘴比孔板的压力损失小,要求直管段长度也短;③无需实流校验,性能稳定;④可耐高温高压、耐冲击;⑤耐腐蚀性能比孔板好,寿命长;⑥精度高、重复性好、流出系数稳定;⑦圆弧形结构设计可测量各种液体、气体、蒸汽以及各种脏污介质;⑧ 整体锻造加工技术,造价较高。

14. 科里奥利质量流量计

 

工作原理:当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时,将产生一惯性力,通过直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力,就可以测得流体通过管道的质量流量。

工作特点:科里奥利质量流量计直接测量质量流量,有很高的测量度。可测量流体范围广泛,包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。测量管的振动幅度小,可视作非活动件,测量管路内无阻碍件和活动件。对外界振动干扰较为敏感,为防止管道振动影响,大部分型号科里奥利质量流量计的流量传感器安装固定要求较高等。

 

 

如有疑问请点击:常用流量计的工作原理

 


电磁流量计现场故障及处理措施

  电磁流量计现场故障及处理措施分为三大步骤说明:

  智能转换器与电磁流量传感器一同组成电磁流量计进行流量测量,因此在处理转换器故障前,请应首先确认管线流体流动状态、传感器、系统接线等是正常的!

  仪表无显示

  a)检查电源是否接通;

  b)检查电源保险丝是否完好,保险丝的更换应是同型号规格的;

  c)检查供电电压是否符合要求;

  d)检查显示器对比度调节是否能够调节,并且调节是否合适;

  e)如果上述前3项a)、b)、c)都正常,f)当查不出问题时,请将转换器交生产厂维修。

  励磁报警

  a)励磁接线EX1和EX2是否开路;

  b)传感器励磁线圈总电阻应小于150Ω;

  c)如果a)、b)两项都正常,则转换器有故障。

  空管与电极报警

  a)测量流体是否充满传感器测量管;

  b)用导线将转换器信号输入端子SIG1、SIG2和SIGGND三点短路,此时如果“空管报警”和“电极异常”提示撤消,说明转换器正常,有可能是被测流体电导率低或电极被气体覆盖缘故。

  c)检查信号连线是否正确;

  d)电极异常在传感器有流体充满的情况下,使用如500型指针式万用电表,电阻×1kΩ档,检查传感器电极电阻。万用电表红色试笔分别接电极,黑色试笔接接液电极(接液环或金属管道),万用电表指针自左向右摆动,指示约至3~50kΩ,然后自右向左放电,两电极向右摆动的差值不超过20%,否则说明电极被污染、覆盖。使用数字万用表分别测量DS1和DS2对接液点(接液电极、接液环、金属管道)之间的直流电压应小于1V,两电极之间的直流电压差值应在50mV以下。否则说明传感器电极被极化。上限报警上限报警提示出输出电流和输出频率(或脉冲)都超限。将流量量程改大可以撤消上限报警。下限报警下限报警提示出输出电流和输出频率(或脉冲)都超限。将流量量程改小可以撤消下限报警。系统设置错误已在流量量程设置、流量积算单位设置和脉冲当量设置中做出智能判断并提示,方便修改设置。系统自检报警,若系统自检报警,则请将转换器交生产厂维修。

  测量的流量不准确

  a)被测量流体是否充满传感器测量管,管道内是否有气泡;

  b)信号线连接是否正常,绝缘是否下降,接地是否良好;

  c)检查传感器系数、传感器零点、出厂标定系数是否按传感器标牌或出厂校验单设置正确;

  d)检测传感器电极与液体的接触电阻和电极绝缘是否良好。

  通讯故障检查

  a)232/485转换接口性能不好。不同厂家的转换接口性能差异很大。

  b)通讯线材质不好。必须是带屏蔽层的双绞线,如果是普通平行线,则会因为分布电容的影响,传输距离不会太远,传输速度也上不去。

  c)通讯线接错位置或者通讯线接反。

  d)上位机的仪表地址、波特率和仪表里面设置不一样。

  e)协议不对,有的协议是两字节命令发送,有的协议是4字节命令发送。

  f)通讯距离超过1000米,或者现场电磁干扰太大,这时应该增加中继器来增加通讯传输能力。

  g)现场测试时,可以是直接用电脑通过一根短线直接和仪表相连,这样就排除掉了线材、环境电磁流量计干扰等诸多因素,可以对232/485接口、接线或通讯协议迅速作出判断。

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电磁流量计 电磁流量计现场故障及处理措施_电磁流量计

如何分析及处理金属管浮子流量计的常见故障

    金属管浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小,检测范围大,使用方便等特点。它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,特别适宜低流速小流量的介质流量测量。在使用过程中经常会遇过指示不灵等现象,如何解决这些并不复杂的故障,以下为大家简要分析:

    具体现象1:实际流量与指示值不一致故障原因:因腐蚀,浮子流量、体积、最大直径变化;锥形管内径尺寸变化解决办法:换耐腐蚀材料。若浮子尺寸与调换前相同,可按新重量、密度换算或重新标定;若尺寸也不同,则必须重新标定。浮子最大直径圆柱面磨损而表面粗糙,影响测量值时,更换新转子。工程塑料制成或包衬的浮子,可能产生溶胀,最大直径和体积变化,换用合适材料的浮子具体现象2:实际流量与指示值不一致故障原因::浮子、锥形管附着水垢污脏等异物层解决办法:清洗,防止损伤锥形管内表面和浮子最大直径圆柱面,保持原有表面粗糙度具体现象3:实际流量与指示值不一致故障原因:气体、蒸汽、压缩性流体温度压力变化解决办法:按新条件作换算修正具体现象4:实际流量与指示值不一致故障原因:流体脉动、气体压力急剧变化,指示值波动解决办法:加装缓冲罐,或改用有阻尼机构仪表具体现象5:实际流量与指示值不一致故障原因:液体中混有气泡,气体中混有液滴解决办法:排除气泡或液滴具体现象6:实际流量与指示值不一致故障原因:用于液体时仪表内部死角滞留气体,影响浮子部件浮力解决办法:对小流量仪表及运行在低流量时影响显著,排除气体具体现象7:金属管浮子流量计流量变动而浮子或指针移动呆迟故障原因:浮子和导向轴间有微粒等异物或导向轴弯曲等原因卡住解决办法:拆卸清洗,铲除异物或固着层,校直导向轴,导向轴弯曲原因大多是电磁阀快速启闭,浮子急剧升隆冲击所致,改变运作方式具体现象8:流量变动而浮子或指针移动呆迟故障原因:带磁耦合浮子组件磁铁周围附着铁粉或颗粒指示部分连杆或指针卡住解决办法:拆卸清除,运行初期利用旁路管充分清洗管道。在仪表前面加装过滤器手动与磁铁耦合连接的运动连杆,有卡住部位调整之。检查旋转轴与轴承间是否有异物阻碍运动,清除或换零件具体现象9:流量变动而浮子或指针移动呆迟故障原因:工程塑料浮子和锥形管世塑料管衬里溶胀,或热膨胀而卡住解决办法:换耐腐蚀材料零件。较高温度介质尽量不用塑料,改用耐腐蚀金属的零件具体现象10:流量变动而浮子或指针移动呆迟故障原因:磁耦合的磁铁磁性下降解决办法:卸下仪表,用手上下移动浮子,确认指示部分指针等平稳地跟随移动;不跟随或跟随不稳定则换新零件或充磁。为防止磁性减弱,禁止两耦合件相互打击

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