差壓式流量計

nt size="3">    nt>一體化節流式流量計將節流裝置和差壓變送器做成一體，繼承瞭節流裝置的優點，結構緊湊，成套性好，故障率低，使用安裝方便，動態特性好，提高瞭測量精度，可滿足各種流量測量的需要nt size="3">.nt>

nt size="3">    nt>孔板流量計又稱為差壓式流量計，是由一次檢測件(節流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示機)組成，廣泛應用於氣體、蒸汽和液體的流量測量。具有結構簡單，維修方便，性能穩定，使用可靠等特點nt size="3">。
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nt size="3">    nt>孔板流量計又稱為差壓式流量計，是由一次檢測件(節流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示機)組成，廣泛應用於氣體、蒸汽和液體的流量測量。具有結構簡單，維修方便，性能穩定，使用可靠等特點。 孔板節流裝置是標準節流件可不需標定直接依照國傢標準生產，1.國傢標準GB2624-81<流量測量節流裝置的設計安裝和使用；2.國際標準ISO5167<國際標準組織規定的各種節流裝置；3.化工部標準GJ516-87-HK06nt size="3">。nt>

nt size="3">    nt>充滿管道的流體流經管道內的節流裝置，在節流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下遊兩側產生靜壓力差。 　在已知有關參數的條件下，根據流動連續性原理和伯努利方程可以推導出差壓與流量之間的關系而求得流量nt size="3">。nt>

一、流量檢測的基本概念

    在工業生產中，經常需要檢測生產過程中各種介質 ( 液體、氣體、蒸汽等 ) 的流量，以便為生產操作、管理和控制提供依據。流量分為瞬時流量和累積流量。瞬時流量是指在單位時間內流過管道某一截麵流體的數量，簡稱流量。累積流量是指在某一段時間內流過流體的總和，即瞬時流量在某一段時間內的累積值，又稱為總量。流量和總量又有質量流量、體積流量兩種表示方式方法。單位時間內流體流過的質量表示為質量流量。以體積表示的稱為體積流量。通常把測量流量的機表稱為流量計，把測量總量的機表稱為計量表。

二、差壓式流量計

    差壓式流量計是基於流體流動的節流原理，利用流體流經節流裝置時產生的靜壓差來實現流量測量，由節流裝置、導壓管和差壓計或差壓變送器及顯示機表組成。

( 一 ) 測量原理

    流體在管道中流動，流經節流裝置時，由於流通麵積突然減小，流速必然產生局部收縮，流速加快，根據能量守恒定理，動壓能和靜壓能在一定的條件下可以相互轉換，流速加快的結果必然導致靜壓能的降低，因而在節流裝置的上、下遊之間產生靜壓差。

這個靜壓差的大小和流過此管道流體的流量有關，它們之間的關系為：

( 二 ) 標準節流裝置

    設置在管道內能夠使流體產生局部收縮的元件，稱為節流元件。所謂標準節流裝置，就是指它們的結構形式、技術要求、取壓方式、使用條件等均有統一的標準。實際使用過程中，隻要按照標準要求進行加工，即可直接投入使用。

目前常用的標準節流裝置有孔板、噴嘴、文丘裡管，其實物如圖 2-13 所示。

1. 標準節流裝置的使用條件

(1) 流體必須充滿圓管和節流裝置，並連續地流經管道。

(2) 管道內的流束 ( 流動狀態 ) 必須是穩定的，且是單向、均勻的，不隨時間變化或變化非常緩慢。

(3) 流體流經節流元件時不發生相變。

(4) 流體在流經節流元件以前，其流束必須與管道軸線平行，不得有旋轉流。

2. 標準節流裝置的選擇原則

(1) 在允許壓力較小時，可采用文丘裡管和文丘裡噴嘴。

(2) 在檢測某些容易使節流裝置沾污、磨損和變型的臟污或腐蝕性介質的流量時，采用噴嘴較孔板為好。

(3) 在流量值和壓差值都相等的條件下，噴嘴的開孔界麵比值刀較孔板的小。這種情況下，噴嘴有較高的檢測精度，而且所需的直管長度也較短。

(4) 在加工制造和安裝方麵，以孔板最簡單，噴嘴次之，文丘裡管、文丘裡噴嘴最為復雜，造價也高，所需的直管長度較短。

3. 節流裝置的安裝

(1) 應該使節流元件的開孔與管道的軸線同心，並使其端麵與管道的軸線垂直。

(2) 在節流元件前後長度為管徑 2 倍的一段管道內壁上，不應有明顯的粗糙或不平。

(3) 節流元件的上下遊必須配置一定長度的直管。

(4) 標準節流裝置 ( 孔板、噴嘴 ) ，一般隻用於直徑 D 大於 50 mm 的管道中。

( 三 ) 差壓檢測及顯示

    節流元件將管道中流體的流量轉換為壓差，該壓差由導管引出，送給差壓計來進行測量。用於流量測量的差壓計形式很多，如雙波紋管差壓計、膜盒式差壓計、差壓變送器等，其中差壓變送器使用的最多。

    由於流量與差壓之間具有開方關系，為指示方便，常在差壓變送器後增加一個開方器，使輸出電流與流量變成線性關系，再送顯示機表進行顯示。差壓式流量檢測系統的組成框圖如圖 2-14 所示。

( 四 ) 差壓式流量計的投運

差壓式流量計在現場安裝完畢，經檢測校驗無誤後，就可以投入使用。

    開表前，必須先使引壓管內充滿液體或隔離液，引壓管中的空氣要通過排氣閥和機表的放氣孔排除乾凈。

    在開表過程中，要特別註意差壓計和差壓變送器的彈性元件不能受突然的壓力沖擊，更不要處於單向受壓狀態。差壓式流量計的測量示意圖如圖 2-15 所示，下麵說明投運步驟。

(1) 打開節流裝置引壓口截止閥 1 和 20

(2) 打開平衡閥 5 ，並逐漸打開正壓側切斷閥 3 ，使差壓計的正、負壓室承受同樣的壓力。

(3) 開啟負壓側切斷閥 4 ，並逐漸關閉平衡閥 5 ，機表投入使用。

機表停運時，與投運步驟相反。

在運行中，如需在線校驗機表的零點，隻需打開平衡閥 5 ，關閉切斷閥 3, 4 即可。

三、其他流量機表

1. 轉子流量計

    轉子流量計是改變流通麵積測量流量的最典型機表，特別適合於測量小管徑中潔凈介質的流量，且流量較小時測量精度也較高。

2. 橢圓齒輪流量計

    橢圓齒輪流量計是容積式流量計中的一種，它對被測流體的茹度變化不敏感，特別適合高黏度的流體 ( 如重油、聚乙烯醇、樹脂等 ) ，甚至糊狀物的流量測量。橢圓齒輪流量計的主要部件是測量室 ( 即殼體 ) 和安裝在測量室內的兩個互相嚙合的橢圓齒輪 A 和 B ，兩個齒輪分別繞自己的軸相對旋轉，與殼體構成封閉的月牙形空腔。

    當流體流過橢圓齒輪流量計時，由於要克服阻力將會引起壓力損失，而使得出口側壓力小於進口側壓力，在此壓力差作用下，產生作用力矩而使橢圓齒輪連續轉動。

3. 電磁流量計

    應用法拉第電磁感應定律作為檢測原理的電磁流量計，是目前化工生產中檢測導電液體的常用機表。圖 2-18 為電磁流量計原理圖，將一個直徑為 D 的管道放在一個均勻磁場中，並使之垂直於磁力線方向。管道由非導磁材料制成，如果是金屬管道，內壁上要裝有絕緣襯裡。當導電液體在管道中流動時，便會切割磁力線。在管道兩側各插入一根電療，則可以引出感應電動勢，其大小與磁場、管道和液體流速有關，由此可得出流經管道的介質的流量。

4. 渦輪流量計

    渦輪流量計是一種速度式流量機表，它具有結構簡單、精度高、測量范圍廣、耐壓高、溫度適應范圍廣、壓力損失小、維修方便、體積小、質量小的特點。一般用來測量封閉管道中低茹度液體或其他的體積流量或總量。渦輪流量計由渦輪流量變送器和顯示機表兩部分組成。其中，渦輪變送器包括殼體、渦輪、導流器、磁電感應轉換器和前置放大器幾部分。

被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉，渦輪的轉速與流量的大小成正比。

5. 漩渦流量計

    漩渦流量計是根據流體震動原理而制成的一種測量流體流量的機表，它具有精度高、結構簡單、無可動部件、維修簡單、量程比寬、使用壽命長、幾乎不受被測介質的壓力、溫度、密度、砧度等因素影響等特點，因而被廣泛應用。漩渦流量計由測量管與變送器兩部分組成，如圖 2-20 所示。當被測流體進人測量管，通過固定在殼體上的螺旋導流架後，形成一股具有旋轉中心的渦流。在螺旋導流架後檢測元件處，因測量管逐漸收縮，而使渦流的前進速度和渦旋逐漸加強。在此區域內，流體中心是一束速度很高的漩渦流，沿著測量管中心線運動。在檢測元件後，由於測量管內腔突然變大，流速突然急劇減緩，導致部分流體形成回流。

四、各種流量檢測元件及機表的使用

    流量測量元件及機表的選用應根據工藝條件和被測介質的特性來確定。要想合理選用檢測元件及機表，必須全麵瞭解各類檢測元件及流量機表的特點和正確認識它們的性能。各類流量檢測元件及機表和被測介質特性關系見表 2-6 。