常见流量计特点及原理简介

2020-9-17 17:55| 发布者: admin| 查看: 8056| 评论: 0|来自: 北国网

　　明渠&非满管流量计

　　明渠&非满管流量计QSD6537是澳大利亚Unidata Pty Ltd公司研发的一款高精度的流量监测仪表，其测量的原理是速度面积法，专为明渠和非满管等领域的流速和流量监测而设计。QSD6537传感器集流速、超声波液位、压力液位、电导率测量、温度测量等功能为一体，通过超声波多普勒传感器测量流体流速，压力或超声波传感器测量液位，通过积算仪内置的20个坐标点模拟渠道的形状并计算出渠道的截面积，从而得出精准的流量。

　　明渠&非满管流量计QSD6537还具有温度补偿、压力补偿、坐标校正等功能。

　　由于其紧凑、坚固、低成本的特性，近几年来在市政地下管网、农田灌溉、海绵城市、黑臭水体处理、城市雨水收集及监测、污水处理厂、水文监测等领域得到了广泛的应用。

　　原理

　　使用多普勒速度面积法，原理是采用超声波多普勒原理测量流体流速，通过压力和超声波传感器测量液位，积算仪可以设置20个点坐标模拟堰槽外形尺寸得出截面积，从而测量并监测流量。

QSD6537测量原理

QSD6537传感器功能

　　电磁流量计

　　电磁流量计（Electromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。

　　结构

　　电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。

　　原理

　　电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。

　　当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。

　　金属转子流量计

　　金属转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。

　　转子流量计是基于浮子位置测量的一种变面积流量仪表.采用全金属结构,Modular概念设计,其压损小,量程比大(10:1),安装维护方便,可广泛用于复杂,恶劣环境及各种介质条件的流量测量与过程控制中。

　　特点

　　金属转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计它具有结构简单、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。

　　原理

　　金属转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计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（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，从上端流出。当被测流体流动时对转子的作用力，正好等于转子在流体中的重量时（称为显示重量），转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。分析表明；转子在锥形管中的位置高度，与所通过的流量有着相互对应的关系。因此，观测转子在锥形管中的位置高度，就可以求得相应的流量值。

　　为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：一种是在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动，另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。

　　科氏流量计

　　科氏质量流量计，流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，由美国高准(MicroMotion)公司的创始人根据此原理研发出世界上第一台可以实际使用的质量流量计。

　　流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究轮机时发现的，简称科氏力。

　　原理

　　质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的流量管，中部装有驱动线圈，两端装有检测线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的检测线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号的相位差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。

　　热式流量计

　　流体的流动和热量的移动，以及流动的流体和固体间的热量交换，存在着密切的关系，并可用来测量流体的流量和流速。应用热能测量流量的方法，基本上可以分成两种形式：一种方法是在流动的流体中放置一发热件，发热元件的温度必将随流速变化，可以通过发热元件的被冷却程度测量流量；另一种方法是给流体加入必要的热量，因热能要随流体流动，可以通过检测相应点的热量变化来求出流量。前者一般称为热导式，属于这种测量方法的仪表有热线风速计及热球风速计等。后者一般称为热量式，属于这种测量方法的仪表有托马斯流量计及边界层流量计等。

　　原理

　　热式流量计是一种直接式质量流量计，它可以用来测量质量流量，当流体静止时，管道内加热元件的上下游温度对称分布，元件指示温度相等。当介质流动时，下游温度比上游的温度高。伴随着流速增加，温差增大，当流速增加到某一界限值之后，两元件的温差将随流速的增加而逐渐减小。为了得到仪表的单值性，一般测小流量用温差增大的特性，测大流量用温差减小的特性。

　　热式流量计的特点

　　1、无可动部件，密封面减少，大大降低泄漏率，便于安装和日常维护。

　　2、测量范围宽，最大测量范围可达20︰1(液体)或30︰1(气体)。

　　3、计量准确、精度高，法兰式可达0.2%(液体)或0.5%(气体)。

　　4、灵敏度极高，能测量超小流量，其可测量低流速为0.08m/s，电磁流量计0.5m/s。

　　5、重复性好，一般为0.05～0.08%,具有可选小信号切除，非线性修正，滤波时间可选择。

　　6、压力损失小，小口径仅为标准孔板的1/2△P左右;DN100口径以上压力损失开始大幅度减少。

　　7、标定方便，除可采用标准装置检定外，还可采用干式标定方法，即采用砝码挂重法，单键操作即可完成标定。

　　8、可根据实际需要更换阻流件而改变流量范围，在线可拆装插入式结构可实现不停产，不断流维修或更换。

　　9、低功耗电池现场显示，能在线直读示值，显示屏可同时读取瞬时流量累积流量及百分比棒图，并可切换显示补偿温度及补偿压力示值。

　　10、抗干扰、抗杂质能力特强，多种输出形式，能远传各种参数，使用无需拌热。

　　11、测量气体无需温度压力补偿，可直接显示标况体积流量。

　　容积式流量计

　　容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积。所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”。这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。容积式流量计的工作原理为：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。

　　容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计和膜式气量计等。

　　原理

　　典型的容积式流量计（椭圆齿轮式）的工作原理如上图所示。两个椭圆齿轮具有相互滚动进行接触旋转的特殊形状。P1和p2分别表示入口压力和出口压力，显然p1>p2，图1（a）下方齿轮在两侧压力差的作用下，产生逆时针方向旋转，为主动轮；上方齿轮因两侧压力相等，不产生旋转力矩，是从动轮，由下方齿轮带动，顺时针方向旋转。在图1(b)位置时，两个齿轮均在差压作用下产生旋转力矩，继续旋转。选装到图1(c)位置时，上方齿轮变为主动轮，下方齿轮则成为从动轮，继续旋转到与图1(a)相同位置，完成一个循环。一次循环动作排出四个由齿轮与壳壁间围成的新月形空腔的流体体积，该体积称作流量计的"循环体积。

　　兰睿仪器是一家集研发、生产、营销、服务为一体的专业超声波流量计专业制造企业。公司拥有完善的的标定实验装置，出厂的流量计产品都经过严格的标定程序，每个表标定5个点，每个点3次。公司通过了ISO9001，CE等国际认证。从事流量仪器生产20余年，具有先进的产品设计能力和丰富的现场应用经验，一直致力于高端系统解决方案的推广与革新，为全球用户提供高品质的流量计产品，产品出口40多个国家和地区，其中以欧美发达国家为主。目前拥有兰睿仪器(上海)有限公司和兰睿仪器(大连)有限公司两家分支机构分别负责不同的领域和方向。