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流量计工作原理


电磁流量计


简介


   电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理研制的智能型流量仪表,主要用于化工、环保、水利、钢铁、造纸、食品、电力和化纤等工业领域,测量水、酸、碱、盐等导电液体的流量。能实时显示管道中液体的瞬时流量、累积流量、流速等信息,具有4-20mA和频率信号输出,还具有RS485通讯功能,可满足各种应用场合的需求。


◆ 结构


电磁流量计测量系统由传感器和转换器两部分组成。按传感器与转换器的组装方式分为一体式和分离式两种形式。

一体式:把传感器和转换器通过内部连线接在一起,组成一个整体,直 接输出与流量成线性关系的电流信号或频率信号。

分体式:把传感器和转换器通过外部屏蔽电缆连接,由独立的两部分组 成一台完整的电磁场流量计。这种方式的传感器防护等级可做到IP68。


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  传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体等组成。转换器即为二次仪表。主要功能是:将流量信号放大处理、单片机内部运算、流量及累计值的显示并能输出脉冲、模拟电流信号以便对流体流量进行计量或控制。


◆ 测量原理


电磁流量计传感器的测量原理是基于法拉第电磁感应定律,在与测量管轴线和磁场磁力线相互垂直的管壁上安装一对检测电极,当导电液体沿测量

管轴线运动时,导电液体作切割磁力线运动产生感应电势,此感应电势由测量管上的两个电极检出,数值大小为:

E=KBVD

其中:E-感应电势;

K-仪表常数;

B-磁感应强度;

V-测量管截面内的平均流速;

D—测量管的内直径。 

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液体涡轮流量计:


应用场合


涡轮流量计是一种精密流量测量仪表,测量无杂质、无腐蚀液体的流量和总量。它被广 泛用于石油、化工、冶金、科研等领域。


1.2 工作原理


当被测液体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成 正比。叶轮的转动周期地改变磁回路的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产 生频率与叶片旋转频率相同的感应电动势,经放大后,进行转换和处理。


1.3 产品结构


涡轮流量计的基本结构如图 1-1 所示,它主要由表体、前导向、后导向、叶轮、信号连 接器和转换器等组成。


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涡街流量计:


应用场合


应力式涡街流量计是速度式流量计的一种,广泛应用于石油、化工、电力、轻工、动力供热等行业。


1.2 工作原理


涡街流量计是由旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门旋涡。斯特罗哈在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式:

f = St × V/d

式中: f:涡街发生频率 (Hz)

V:旋涡发生体两侧的平均流速(m/s)

St :斯特罗哈尔系数(一定雷诺数范围内为常数)

d:旋涡发生体迎流面宽度(m) 


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这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的流体升力,该升力作用在基于压电效应的检测探头上,便产生一系列交变电荷信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的脉冲信号


产品结构


涡街流量计的基本结构如图 1-2 所示,它主要由表体、探头、旋涡发生体、表杆、冷凝管和转换器等组成。

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椭圆齿轮流量计:

 

概述


椭圆齿轮流量计是用于管道中液体流量连续或间断测量和控制的容积式计量仪表。它具有量程范围大、准确度高、压力损失小、粘度适应性强、能测量高温高粘液体、标定方便、安装建议等诸多优点。适用于石油、化工、化纤、交通、商贸、食品、医药卫生等部门的流量计量。DH900系列椭圆齿轮流量计装有指针和字轮累积装置,可现场直接显示流经管道内的液体流量和瞬时流量。在计数机构中附加发讯装置与电显仪表配套可实现积、定量和瞬时流量远传集中控制。加装散热器或椭轮欠齿可测量高温、高粘液体。不同的液体(酸、碱、盐、有机溶液等)流量计主体可选择不同的材质制造。


结构与工作原理


椭圆齿轮流量计由流量变送器和计数机构组成。变送器与计数机构之间加装散热器,则构成高温型流量计。送变器由装有对椭圆齿轮转子的计量室和密封联轴器组成,计数机构则包含减速机构、调节机构、计数器、发讯器。


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计量室内由一对椭圆齿轮与盖板构成初月形空腔作为流量的计量单位。椭圆齿轮靠流量计进出 口压力差推动而旋转,从而不断地将液体经初月形空腔计量后送到出口处,每转流过的液体是初月 形空腔的四倍,由密封联轴器将椭圆齿轮转的总数以及旋转的快慢传递给计数机构或发讯器,便可知道通过管道中液体总量和瞬时流量。


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(误差与压力损失曲线)


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解释:1 图中各种不同液体可用精度调节装置将流量计误差调整在 0 轴上下,使误差达最佳值。

2 任何液体缩少流量量程比情况下,用精度调节装置可提高流量计精度。


超声波流量计


工作原理


当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,其传播时间的变化正比于液体的流速。零流量时,两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同(唯实际测量零流量的技术),液体流动时,逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。

其关系符合下面表达式:

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其中:

θ :束与液体流动方向的夹角

M :声束在液体中的直线传播次数

D :管道内径

Tup:声束在正方向上的传播时间

Tdown:声束在逆方向上的传播时间

ΔT=Tup-Tdown


典型用途


便携式/手持式超声波流量计用于测量各种能够传导超声波的单一均匀的液体的流量。便携式/手持式超声波流量计采用非接触测量方式,测量范围大,没有活动机械部件,不受系统的压力和恶劣环境的影响,已成功应用于水、纯水、海水、污水、化工液体、江河水、燃料油等流体的计量工作中。标准传感器的上限温度为 110ºC ,超过此温度请与厂家联系


测量组成图

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