不锈钢气体涡轮流量计

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第10章流量检测技术流量检测技术10.1流量检测的基本概念10.1.1流量和流量计体积流量(10-1)质量流量(10-2)体积流量和质量流量的关系式：(10-3)10.1.1流量和流量计(10-4)(10-5) 累积流量是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中所必知的参数之一，是计价、结算、收费的基础。10.1.1流量和流量计一次装置安装于流体管道内部或外部，根据流体与一次装置相互作用的物理定律，产生一个与流量有确定关系的信号，一次装置又称流量传感器。二次仪表接受一次装置的信号，并转换成流量显示信号或输出信号。流量计可分为专门测量流体瞬时流量的瞬时流量计和专门测量流体累积流量的累积式流量计。10.1.1流量和流量计体积流量的计量单位为米3／秒(m3/s);质量流量的计量单位为千克/秒(kg/s);累积体积流量的计量单位为米3(m3);累积质量流量的计量单位为千克(kg)。除上述流量计量单位外，工程上还使用米3/时(m3/h)、升/分(L/min)、吨/小时(t/h)、升(L)、吨(t)等作为流量计量单位。10.1流量检测的基本概念10.1.2流体物性参数与管流基础知识 (10-6) 流体密度是温度和压力的函数，流体密度通常由密度计测定，某些流体的密度可查表求得。10.1.2流体物性参数与管流基础知识牛顿粘性定律(10-7)10.1.2流体物性参数与管流基础知识粘度是温度和压力的函数，可由粘度计测定，有些流体的粘度可查表求得。10.1.2流体物性参数与管流基础知识10.1.2流体物性参数与管流基础知识压缩系数(10-9)10.1.2流体物性参数与管流基础知识(10-10) 流体膨胀性对测量结果的影响较明显，无论是气体还是液体均须予以考虑。10.1.2流体物性参数与管流基础知识1)单相流和多相流管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流，如只有单纯气态或液态流体在管道中的流动；两种不同相的流体同时在管道中流动称为两相流；两种以上不同相的流体同时在管道中流动称为多相流。2)可压缩和不可压缩流体的流动流体的流动分为可压缩流体流动和不可压缩流体流动两种，这两种不同的流体流动在流动规律中的某些方面有根本的区别。3)稳定流和不稳定流当流体流动时，若其各处的速度和压力仅与流体质点所处的位置有关，而与时间无关，则流体的这种流动称为稳定流；若还与时间有关，则称为不稳定流。10.1.2流体物性参数与管流基础知识4)层流与紊流层流 层流中流体沿轴向作分层平行流动，各流层质点没有垂直于主流方向的横向运动，互不混杂，有规则的流线，层流状态流体流量与流体压力降成正比；紊流 紊流状态管内流体不仅有轴向运动，而且还有剧烈的无规则的横向运动，紊流状态流量与压力降的平方根成正比。用无量纲数—雷诺数作为判别管内流体流动是层流还是紊流的判据。对于圆管流，雷诺数表示为：(10-11)10.1.2流体物性参数与管流基础知识5.流速分布与平均流速流速分布模型 层流流动 (10-12)10.1.2流体物性参数与管流基础知识 紊流流动(10-13)层流状态下流速呈轴对称抛物线分布，在管中心轴上达到最大流速；紊流状态下流速呈轴对称指数分布，其流速分布形状随雷诺数不同而变化，而层流流速分布与雷诺数无关10.1.2流体物性参数与管流基础知识平均流速是管中心最大流速的0.5倍(u=0.5umax)；紊流时的平均流速u与n值有关：(10-14) 10.1.2流体物性参数与管流基础知识1)连续性方程对于可压缩流体的定常流动，连续性方程可表达为： ρ1u1A1=ρ2u2A2=qm=常数
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幅度为0.5mA的正弦调制波,以频率为1200HZ和2200HZ的正弦电流信号代表1和0,通讯信号只用于传递辅助信息和诊断信息。
故障的表现形式有两种:-是液位指示不稳定,严重时上下大幅度波动,上下波动范围有时达到50%以上;二是现场玻板有液位(甚至是高液位)而仪表指示为零。不论出现哪种情况,都会给操作调节带来极大困难。以上几台设备中,有些设备无玻璃液位计(如106-F)有些有玻璃液位计而不便观察(如安装位置不恰当或在夜间时),操作人员失去了参照,只能依靠经验盲目操作,极易造成实际液位过高或过低。其后果给系统生产和设备安全带来严重危害。
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采用器件和表面贴装技术，电路可靠性高。
管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。
在现场可根据用户实际需要在线修改量程。
测量结果与流速分布，流体压力，温度密度粘度等物理参数无关。
高清晰度背光显示，全中文菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂。
具有和-等数字通讯信号输出（选配）。
具有自检与自诊自诊断功能。
小时总量记录功能，以小时为单位记录流量总量，适用于分时计量制（选配）
内部有三个积算器可分别显示正向累积量反向累积量及差值积算量内部设有掉电时钟，可记录次掉电时间（选配）
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6.检查各环节是否完好，慢慢打开阀门，观察是否有泄露。
特别注意：
①流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致；
②安装传感器时，在电焊法兰或管道过程中，传感器须不在管道上，以免损坏传感器的电子放大电路；
③传感器两边的法兰必须保持平行，否则容易泄露。
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三、气体流量计分类：
1.靶式流量计
靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量，可测量：气体、液体、蒸汽的流量计量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量，先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。
2.涡街流量计
涡街流量计:主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
3.V锥流量计
V锥流量计由于其结构简单、牢固、易复制、通用性强、价格较低廉等特点，广泛应用于石油化工、天然气等领域。
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多点距阵排列插入式热式气体质量流量计,在传感器延长度方向设置有4~16个不等的质量流速探头,用来测量大管径的总质量流量。多点插入型传感器设置划分为n个等面积环,在每个等面积环的质心设置1个热式质量流速。测量时,热式气体质量流量计的速度传感器和温度传感器探头插入流体中,感受流体的流速和温度,它们同时是电子组件桥路的2个桥臂。通电时,桥臂电流将速度传感器加热到高于温度T的T温差△T=T-T,变成平衡电桥。此时电桥便输出一个对应零流量的电压,经放大电路处理,输出流量计的下限信号4mA;瞬时流量显示为000;累积流量无累积动作发生,累积显示保持着原来的累积数字不变当流体流经加热的速度传感器时,根据热传导原理,将会带走速度传感器的一部分热量,使其温度下降,而且流量越大,带走的热量越多,其温度T1下降也越大。由于桥路的反馈控制作用,总要回到平衡电桥状态。为此,电桥必须在速度传感器上流过与流量大小成正比的电流,使速度传感器回到平衡状态时的温度T。这时桥路便输出1个正比于流量大小的电压信号。经电路放大、线性化处理输出与流量成正比的4~20mA的电流信号;瞬时流量显示为直到ZUI大刻度流量的1个值;累积动作将以与瞬时流量成正比的速度进行累积。根据L一V.King定理,即流体流经加热的速度传感器时所带走的热量与对速度传感器加热到温度T的电功率P相等。由于桥路的反馈控制作用△T=71-T2为一恒定的常数,所以桥路的输出(决定流量计输出的量)与流体的质量流速p成单值函数关系。特别要指出的是,由于速度传感器的热量是被流体中的分子所带走的,速度传感器测量的是流体的质量流速p,因此只要乘以流体管道的截面积s,便可得到流体的质量流量。
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1仪表安装方向
安装方向有水平安装、垂直安装两种。水平安装分为左进测出，右进测出。垂直安装分为上进下出，下进上出。
2用于污脏流体的安装
应在仪表上游装过滤器。带有磁性耦合的金属管浮子流量计用于可能含磁铁性杂质流体时，应在仪表前装磁过滤器。要保持浮子和锥管的清洁，特别是小口径仪表，浮子洁净程度明显影响测量值。
3脉动流的安装
流动本身的脉动，如拟装仪表位置的上游有往复泵或调节阀，或下游有大负荷变化等，应改换测量位置或在管道系统予以补救改进，如加装缓冲罐；若是仪表自身的振荡，如测量时气体压力过低，仪表上游阀门未全开，调节阀未装在仪表下游等原因，应针对性改进克服，或改选用有阻尼装置的仪表。
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