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流量測量方法和儀表的種類繁多,分類方法也很多,有轉子流量計、節流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和堰等。各種流量儀表中,每種產品都有它特定的適用性,也都有它的局限性。按測量對象劃分有封閉管道和明渠兩大類;按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計。
總zong量liang表biao測ce量liang一yi段duan時shi間jian內nei流liu過guo管guan道dao的de流liu量liang,是shi以yi短duan暫zan時shi間jian內nei流liu過guo的de總zong量liang除chu以yi該gai時shi間jian的de商shang來lai表biao示shi。實shi際ji上shang,流liu量liang計ji通tong常chang也ye備bei有you累lei積ji流liu量liang裝zhuang置zhi,作zuo總zong量liang表biao使shi用yong,而er總zong量liang表biao也ye備bei有you流liu量liang發fa訊xun裝zhuang置zhi。因yin此ci,以yi嚴yan格ge意yi義yi來lai分fen流liu量liang計ji和he總zong量liang表biao已yi無wu實shi際ji意yi義yi。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理和原子物理學原理等。
1 超聲波流量計
超(chao)聲(sheng)波(bo)在(zai)流(liu)動(dong)的(de)流(liu)體(ti)中(zhong)傳(chuan)播(bo)時(shi)就(jiu)載(zai)上(shang)流(liu)體(ti)流(liu)速(su)的(de)信(xin)息(xi),通(tong)過(guo)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)就(jiu)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)出(chu)流(liu)體(ti)的(de)流(liu)速(su),從(cong)而(er)換(huan)算(suan)成(cheng)流(liu)量(liang)。根(gen)據(ju)檢(jian)測(ce)的(de)方(fang)式(shi),可(ke)分(fen)為(wei)傳(chuan)播(bo)速(su)度(du)差(cha)法(fa)、多普勒法、波束偏移法、噪zao聲sheng法fa以yi及ji相xiang關guan法fa等deng不bu同tong類lei型xing的de超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji。超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji是shi近jin十shi幾ji年nian來lai隨sui著zhe集ji成cheng電dian路lu技ji術shu迅xun速su發fa展zhan才cai開kai始shi應ying用yong的de一yi種zhong流liu體ti計ji量liang方fang式shi。
超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表,適於測量不易接觸、不bu易yi觀guan察cha的de流liu體ti以yi及ji大da管guan徑jing流liu量liang。它ta與yu水shui位wei計ji聯lian動dong可ke進jin行xing敞chang開kai水shui流liu的de流liu量liang測ce量liang。使shi用yong超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji不bu用yong在zai流liu體ti中zhong安an裝zhuang測ce量liang元yuan件jian,故gu不bu會hui改gai變bian流liu體ti的de流liu動dong狀zhuang態tai,不bu產chan生sheng附fu加jia阻zu力li。儀yi表biao的de安an裝zhuang及ji檢jian修xiu均jun可ke不bu影ying響xiang生sheng產chan管guan線xian運yun行xing,因yin而er是shi一yi種zhong理li想xiang的de節jie能neng型xing流liu量liang計ji。
各類超聲波流量計均可在管外安裝,是非接觸測流,儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關;而er其qi他ta類lei型xing的de流liu量liang計ji隨sui著zhe口kou徑jing增zeng加jia,造zao價jia大da幅fu度du增zeng加jia,故gu口kou徑jing越yue大da超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji比bi相xiang同tong功gong能neng的de其qi它ta類lei型xing流liu量liang計ji的de功gong能neng價jia格ge比bi越yue優you越yue,被bei認ren為wei是shi較jiao好hao的de大da管guan徑jing流liu量liang測ce量liang儀yi表biao。多duo普pu勒le法fa超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji可ke測ce雙shuang相xiang介jie質zhi的de流liu量liang,故gu可ke用yong於yu下xia水shui道dao及ji排pai汙wu水shui等deng髒zang汙wu流liu的de測ce量liang。在zai發fa電dian廠chang中zhong,用yong便bian攜xie式shi超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji測ce量liang水shui輪lun機ji進jin水shui量liang、汽輪機循環水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用範圍2cm~5m,從幾米寬的明渠或暗渠到500m寬的河流都可使用。
另外,超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度和密度等參數的影響,又可製成非接觸及便攜式測量儀表,故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、fangshexingjiyiranyibaojiezhideliuliangceliangwenti。jianyufeijiechuceliangtedian,zaipeiyihelidedianzixianlu,yitaiyibiaokeshiyingduozhongguanjingceliangheduozhongliuliangfanweiceliang。chaoshengboliuliangjideshiyingnengliyeshiqitayibiaobukebinide。chaoshengboliuliangjijuyoushangshuyixieyoudian,yincitayuelaiyueshoudaozhongshi,bingqiexiangchanpinxiliehuahetongyonghuafazhan,xianyizhichengbutongshengdaodebiaozhunxing、高溫型、防爆型及濕式型儀表,以適應不同介質、不同場合和不同管道條件的流量測量。
2 電磁流量計
電磁流量計是20世(shi)紀(ji)五(wu)六(liu)十(shi)年(nian)代(dai)隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)而(er)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)新(xin)型(xing)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)。電(dian)磁(ci)流(liu)量(liang)計(ji)是(shi)根(gen)據(ju)法(fa)拉(la)第(di)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)定(ding)律(lv)製(zhi)成(cheng)的(de),用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)導(dao)電(dian)液(ye)體(ti)體(ti)積(ji)流(liu)量(liang)的(de)儀(yi)表(biao)。由(you)於(yu)其(qi)獨(du)特(te)的(de)優(you)點(dian),目(mu)前(qian)已(yi)廣(guang)泛(fan)被(bei)應(ying)用(yong)於(yu)工(gong)農(nong)業(ye)各(ge)種(zhong)導(dao)電(dian)液(ye)體(ti)的(de)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang),如(ru)各(ge)種(zhong)酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介質以及各種漿液流量的測量,形成了獨特的應用領域。
在(zai)結(jie)構(gou)上(shang),電(dian)磁(ci)流(liu)量(liang)計(ji)由(you)電(dian)磁(ci)流(liu)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)轉(zhuan)換(huan)器(qi)兩(liang)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)。傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)管(guan)道(dao)上(shang),它(ta)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)將(jiang)流(liu)進(jin)管(guan)道(dao)內(nei)的(de)液(ye)體(ti)體(ti)積(ji)流(liu)量(liang)值(zhi)線(xian)性(xing)地(di)變(bian)換(huan)成(cheng)感(gan)生(sheng)電(dian)勢(shi)信(xin)號(hao),並(bing)通(tong)過(guo)傳(chuan)輸(shu)線(xian)將(jiang)此(ci)信(xin)號(hao)送(song)到(dao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。轉(zhuan)換(huan)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)太(tai)遠(yuan)的(de)地(di)方(fang),它(ta)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)送(song)來(lai)的(de)流(liu)量(liang)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)放(fang)大(da),並(bing)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)與(yu)流(liu)量(liang)信(xin)號(hao)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)標(biao)準(zhun)電(dian)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu),以(yi)進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)、累積和調節控製。
3流量計在農田灌溉中的應用
guominjingjizhong,nongtianshuilidedalixingjianshiwoguonongyefazhandezhongyaojucuo。shuiligongchengjianshelibukaiguangai,tebieshizhengquezhangwoguangaixitongzhongceliuliangdefangfazhiguanzhongyao。muqianzhuyaoyouliangzhongfangfa,jisudu-麵積法和水力方法,每種測量方法均有其獨特的流量傳感(檢測)部分。
速度-麵積法測流量是由水流的平均流速乘以渠道的橫截麵積,而水流速度是通過流量計在一些特定點上進行測量的。用此法測流量一般又有3種不同方式:一是速度分布法;二是0.6h法(h為水表麵至渠底的距離);三是0.2h~0.8h法fa。速su度du分fen布bu法fa是shi測ce量liang水shui表biao麵mian和he渠qu底di之zhi間jian若ruo幹gan點dian的de流liu速su,然ran後hou由you這zhe些xie測ce點dian確que定ding一yi垂chui直zhi水shui麵mian的de速su度du曲qu線xian,按an速su度du曲qu線xian界jie定ding的de麵mian積ji除chu以yi深shen度du,則ze可ke求qiu出chu平ping均jun速su度du;0.6h法測量的是水麵以下0.6h深的單個點流速,並假定該值就是全部速度的平均值;0.2h~0.8h法測量的是水表麵下0.2h和0.8h深度兩點的流速,這兩個讀數的平均值即可估算為平均的流速值。
這3種zhong方fang法fa都dou是shi在zai任ren一yi特te定ding的de測ce量liang區qu內nei計ji算suan平ping均jun速su度du。沿yan整zheng個ge渠qu道dao寬kuan度du測ce深shen的de次ci數shu以yi及ji單dan個ge垂chui直zhi麵mian上shang測ce量liang的de點dian數shu都dou不bu盡jin相xiang同tong。很hen多duo歐ou洲zhou國guo家jia在zai單dan個ge麵mian上shang測ce深shen時shi要yao求qiu測ce5點,而美國認為測2點足夠。測深的次數取決於渠道的寬度。在歐洲測深次數為5~15,在美國為8~18。測量誤差是按測深次數及在每一點的測量時間決定的,采用速度-麵積法的平均誤差可小於6%。
用速度-麵積法測流量有兩項技術應特別注意兩點:一是使用超聲波流量計,另一是使用電磁流量計。
chaoshengbojishushiyoucelianghengguoqudaodechaoshengbochuanboshijianlaijisuanliusude,fasheqihejieshouqifenzhiyuqudaodeliangbian,shibodelujingheshuiliufangxiangzhijiandejiaoduzai45°~60°範fan圍wei內nei。這zhe一yi幾ji何he關guan係xi使shi得de向xiang上shang遊you方fang向xiang和he下xia遊you方fang向xiang的de聲sheng音yin脈mai衝chong之zhi間jian產chan生sheng時shi間jian差cha。渠qu道dao的de形xing狀zhuang決jue定ding將jiang采cai用yong單dan路lu徑jing係xi統tong或huo是shi多duo路lu徑jing係xi統tong,也ye即ji采cai用yong一yi個ge或huo若ruo幹gan個ge發fa射she接jie收shou配pei對dui。
測流的電磁技術是利用導電的水流中人工建立的磁場,然後測量橫跨水流兩邊的合成電位差。電磁流量計主要由水渠、勵磁線卷和一對電極組成。
4 流量計的選型
流量計的選型是指按照生產要求,從儀表產品供應的實際情況出發,綜合考慮測量的安全性、準確性和經濟性,並根據被測流體的性質及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表,以及測量儀表的形式和規格。
流量測量的安全可靠首先是測量方式可靠,即取樣裝置在運行中不會發生機械強度或電氣回路故障而引起事故;其次是測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不致影響生產係統的安全。
zaibaozhengyibiaoanquanyunxingdejichushang,liqiutigaoyibiaodezhunquexinghejienengxing。weici,bujinyaoxuanyongmanzuzhunqueduyaoqiudexianshiyibiao,erqieyaogenjubeicejiezhidetedianxuanzehelideceliangfangshi。duiyufadianchangzhuzhengqiliuliangdeceliang,youyuqiduidianchanganquanhejingjixingzhiguanzhongyao,yibandoucaiyongchengshudebiaozhunjieliuzhuangliangpeichayaliuliangji。huaxueshuichulidewushuiheranyoufenbieshuzangwuliuhedileinuoshuzhanxingliu,doubushiyongbiaozhunjieliujian。duizangwuliuyibanxuanyongyuanquekongbandengfeibiaozhunjieliujianpeichayajihuochaoshengduopuleshiliuliangji,erzhanxingliukefenbiecaiyongrongjishi、靶式或楔形流量計等。水輪機入口水量、凝汽器循環水量及回熱機組的回熱蒸汽等都是大管徑(400mm以上)的(de)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)參(can)數(shu),由(you)於(yu)加(jia)工(gong)創(chuang)造(zao)困(kun)難(nan)和(he)壓(ya)損(sun)大(da),一(yi)般(ban)都(dou)不(bu)選(xuan)用(yong)標(biao)準(zhun)節(jie)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)。根(gen)據(ju)被(bei)測(ce)介(jie)質(zhi)特(te)性(xing)及(ji)測(ce)量(liang)準(zhun)確(que)度(du)要(yao)求(qiu),分(fen)別(bie)采(cai)用(yong)插(cha)入(ru)式(shi)流(liu)量(liang)計(ji)、測速元件配差壓計、超聲波流量計或采用標記法和模擬法等無能損方式測流量更多谘訊可訪問:http://www.ybhrun.com。
為wei了le保bao證zheng流liu量liang計ji使shi用yong壽shou命ming及ji準zhun確que性xing,選xuan型xing時shi還hai要yao注zhu意yi儀yi表biao的de防fang振zhen要yao求qiu。在zai濕shi熱re的de地di區qu,要yao選xuan擇ze濕shi熱re式shi儀yi表biao。正zheng確que選xuan擇ze儀yi表biao的de規gui格ge也ye是shi保bao證zheng儀yi表biao使shi用yong壽shou命ming和he準zhun確que度du的de重zhong要yao一yi環huan,應ying特te別bie注zhu意yi靜jing壓ya及ji耐nai溫wen的de選xuan擇ze。儀yi表biao的de靜jing壓ya(即耐壓程度)應稍大於被測介質的工作壓力,一般取1.25倍,以保證不發生泄漏或意外。量程範圍的選擇主要是儀表刻度上限的選擇。選小了,易過載,損壞儀表;選大了,有礙於測量的準確性。一般選為實際運行中最大流量值的1.2~1.3倍。
安(an)裝(zhuang)在(zai)生(sheng)產(chan)管(guan)道(dao)上(shang)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)的(de)接(jie)觸(chu)式(shi)儀(yi)表(biao),還(hai)應(ying)考(kao)慮(lv)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)元(yuan)件(jian)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia),在(zai)同(tong)一(yi)生(sheng)產(chan)管(guan)道(dao)中(zhong)不(bu)應(ying)選(xuan)用(yong)多(duo)個(ge)壓(ya)損(sun)較(jiao)大(da)的(de)測(ce)量(liang)元(yuan)件(jian),如(ru)節(jie)流(liu)元(yuan)件(jian)等(deng)。
5 結束語
總之,沒有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應的。不同的測量方式和結構要求不同的測量操作、使shi用yong方fang法fa和he使shi用yong條tiao件jian,每mei種zhong型xing式shi都dou有you它ta特te有you的de優you缺que點dian。因yin此ci,應ying在zai對dui各ge種zhong測ce量liang方fang式shi和he儀yi表biao特te性xing做zuo全quan麵mian比bi較jiao的de基ji礎chu上shang,選xuan擇ze適shi於yu生sheng產chan要yao求qiu的de、既ji安an生sheng可ke靠kao又you經jing濟ji耐nai用yong的de最zui佳jia型xing式shi。隨sui著zhe我wo國guo農nong業ye現xian代dai化hua的de發fa展zhan和he精jing準zhun農nong業ye的de實shi現xian,流liu量liang計ji在zai農nong田tian灌guan溉gai中zhong將jiang會hui發fa揮hui越yue來lai越yue大da的de作zuo用yong。推tui薦jian產chan品pin:壓力校驗儀 無紙記錄儀 磁翻板液位計 投入式液位變送器 精密數字壓力表
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