流量计的主要分类包括(流量计的主要分类)

测量流体流量的仪器统称为流量计或流量表。流量计是工业测量中的重要仪器之一。随着工业生产的发展,对流量测量的精度和量程要求越来越高,流量测量技术也日新月异。为了适应各种应用,各种类型的流量计相继问世。目前已有100多种流量计投入使用。从不同的角度看,流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种,一种是根据流量计的测量原理归纳分类,另一种是根据流量计的结构原理分类。

第一,根据计量分类的原则

(1)机械原理:属于这类原理的仪器有差压式和利用伯努利定理的转子式;利用动量定理的脉冲式和移动管式;利用牛顿第二定律的直接质量公式;利用流体动量原理的目标公式;使用角动量定理的涡轮类型:利用流体振荡原理的涡流型和涡街型;皮托管式、容积式、堰式、槽式等。使用总静压差。

(2)电学原理:用于这类原理的仪器有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。

(3)声学原理:超声波、声波(冲击波)等。用来测量流量。

(4)热学原理:有热量计、直接热量计、间接热量计等。使用热学原理来测量流量。

(5)光学原理:激光式、光电式等。就是这种仪器。

(6)物理原理原创:核磁共振、核辐射等。就是这种仪器。

(7)其他原理:标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。

二、按流量计结构分类的原则

根据目前流量计产品的实际情况和流量计的结构原理,大致可以分为以下几种类型:

1.容积流量计

容积式流量计相当于一个标准容积的容器,连续测量流动介质。流量越大,测量次数越多,输出频率越高。容积式流量计原理比较简单,适合测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状的不同,目前生产的产品有:椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计,适用于测量液体流量;伺服容积式流量计、膜片式流量计和简易流量计适用于测量气体流量。

2.叶轮流量计

叶轮流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中,受流体流动的冲击而旋转,通过叶轮旋转的速度来反映流量的大小。典型的叶轮流量计有水表和涡轮流量计,其结构可以是机械传动输出型或电脉冲输出型。一般机械传动输出的水表精度较低,误差在2%左右,但结构简单,成本低。在国内已经量产,标准化,通用化,系列化。电脉冲输出的涡轮流量计准确度高,一般误差为0.2%-0.5%。

3.差压流量计(可变压降流量计)

差压流量计由一次设备和二次设备组成。一次设备称为流量测量元件,安装在被测流体的管道中,产生与流量(流速)成正比的压差,供二次设备显示流速。二次设备称为显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号,并将其转换成相应的流量进行显示。差压流量计的主要装置通常是节流装置或动态压力测量装置(皮托管、均压管等)。).二次设备是各种带流量显示仪表的机械式、电子式和组合式差压计。大多数差压计的差压敏感元件是弹性元件。因为压差和流量是平方的

4.可变面积流量计(等压降流量计)

一个浮子放在一个底部大底部小的圆锥形通道中,在流体从底部流向顶部的力的作用下运动。当这个力与浮子的“显示重量”(浮子本身的重量减去它所接受的流体的浮力)相平衡时,被捕获者就处于静止状态。浮子静止时的高度可以用来衡量流速。由于流量计的过流截面积随浮子高度而变化,浮子静止时上下两部分的压力差相等,所以这种流量计称为变面积流量计或等压降流量计。这种流量计的典型仪表是转子(浮子)流量计。

5.动量流量计

测量流体动量来反映流量的流量计称为动量流量计。因为流动流体的动量P与流体的密度和速度V的平方成正比,即p v2,当流动截面确定时,V与体积流量Q成正比,所以p Q2。设比例系数为A,则Q=A .因此,测量P可以反映流量Q,这类流量计多采用检测元件将动量转化为压力、位移或力,进而测量流量。这种流量计的典型仪表是靶式流量计和旋叶式流量计。

6.脉冲流量计

利用冲量定理测量流量的流量计称为冲量流量计,多用于测量颗粒状固体介质的流量,也用于测量泥浆、结晶液体和研磨物料的流量。测量范围从每小时几公斤到近万吨。典型的仪器是水平分量脉冲流量计。它的测量原理是当被测介质从一定高度H以一定倾角自由下落到检测板上时,产生一个脉冲。冲量的水平分量与质量流量成正比,因此测量这个水平分量可以反映质量流量。根据信号(9)的检测方式,该流量计分为位移检测型和直接测力型。

7.电磁流量计

电磁流量计的原理是电导体在磁场中运动产生感应电动势,感应电动势与流量成正比,通过测量电动势来反映管道的流量。它的测量精度和灵敏度都很高。在工业上,多用于测量水、纸浆等介质的流量。zui可测直径2m,压力损失极小。而传导率低的介质,如气体、蒸汽等,则不能使用。

电磁流量计价格昂贵,信号易受外界磁场干扰,影响其在工业管道流量测量中的广泛应用。为此,产品在不断改进和更新,并向电脑化发展。

8.超声波流量计

超声波流量计是根据超声波在流动介质中的速度等于被测介质平均速度和声波本身速度的几何和的原理设计的。它还通过测量流速来反映流速。超声波流量计虽然是20世纪70年代才出现的,但由于可以做成非接触式,可以和超声波水位计联动测量开启流量,不会对流体造成扰动和阻力,所以非常普及,很有发展前途。

近年来,利用多普勒效应制作的超声波多普勒流量计受到广泛关注,被认为是两相流非接触测量的理想仪器。

9.流体振荡流量计

流体振荡流量计是根据流体在特定通道中流动时会发生振荡的原理设计的,振荡的频率与流量成正比。当流通截面不变时,流量与体积流量成正比。因此,可以通过测量振荡频率来测量流量。这种流量计是70年代开发研制的。由于它具有无旋转部件和脉冲数字输出的优点,所以有很好的发展前景。目前比较典型的产品有涡街流量计和旋进旋涡流量计。

10.质量流量计

由于流体的体积受温度、压力等参数的影响,用体积流量表示流量时,应给出介质的参数。当介质参数不断变化时,往往难以满足这一要求,导致仪表显示值失真。因此,质量流量计被广泛应用和重视。质量流量计分为直接型和间接型。直接质量流量计利用与质量流量直接相关的原理进行测量。目前常用的质量流量计有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式、科里奥利力式等。间接质量流量计是将密度计和体积流量直接相乘得到质量流量。

在现代工业生产中,流动的工作介质的温度、压力等运行参数不断增加。在高温高压的情况下,由于材料和结构的原因,直接质量流量计的应用是困难的,而间接质量流量计通常不适合实际应用,因为密度计受到湿度和压力的适用范围的限制。因此,具有温度和压力补偿功能的质量流量计在工业生产中得到了广泛的应用。它可以被认为是一种间接质量流量计。它不是使用密度计,而是利用温度、压力和密度的关系,将温度和压力信号通过函数运算转换成密度信号,再乘以体积流量,得到质量流量。虽然目前温度压力补偿式质量流量计已经投入使用,但是当被测介质参数变化较大或较快时,很难或不可能进行正确的补偿。因此,进一步研究适用于实际生产的质量流量计和密度计仍是一个课题。

具有上述共同结构原理的流量计比各种结构的流量计多,如适用于明渠流量测量的各种堰式流量计和槽式流量计;适用于大口径流量测量的插入式流量计:测量层流的层流流量计;适用于两相流测量的相关流量计:以及激光法、核磁共振流量计、各种示踪法、稀释法等。随着科学技术的发展和实际应用的需要,新型流量计将会出现,流量计的种类将会更加齐全。