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化工裝置儀表控制原理動(dòng)態(tài)圖

發(fā)布日期：2022-05-25 09:36:26瀏覽量：1180

流量計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛，與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)研究有著密切的關(guān)系，在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位與作用，可用于氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)流量的測(cè)量。為了更好的展示流量計(jì)測(cè)量原理，小編采用動(dòng)畫演示的方法來給大家介紹流量計(jì)的工作原理！

1. 孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)

工作原理：流體充滿管道，流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，流束會(huì)出現(xiàn)局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計(jì)可以通過測(cè)量壓差來衡量流體流量的大小。這種測(cè)量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。工作特點(diǎn)：①節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉；②應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測(cè)量，部分混相流亦可應(yīng)用；③標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無須實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用；④ 一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單，無須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

2. 電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)

工作原理：基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁常當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。工作特點(diǎn)：①具有雙向測(cè)量系統(tǒng)；② 傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑。③ 壓力損失?、軠y(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響⑤主要應(yīng)用于污水處理方面。

3. 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)

工作原理：在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。流體流動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖，用二次表顯示出數(shù)據(jù)，反應(yīng)流體流速。工作特點(diǎn)：①抗雜質(zhì)能力強(qiáng)；②抗電磁干擾和抗振能力強(qiáng)；③其結(jié)構(gòu)與原理簡(jiǎn)單，便于維修；④幾乎無壓力損失，節(jié)省動(dòng)力消耗。

4. 文丘里流量計(jì)

工作原理：當(dāng)流體流經(jīng)文丘里流量計(jì)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速在文丘里節(jié)流件出形成局部搜索，導(dǎo)致流速增加，靜壓差下降，文丘里流量計(jì)前后便產(chǎn)生了靜壓差，流體流量越大，靜壓差就越大，根據(jù)壓差來衡量流量。工作特點(diǎn)：無磨蝕與積污的問題，同時(shí)可以有一定的整流的作用，測(cè)量精度和穩(wěn)定性高。

5. 容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)

工作原理：流體通過流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差．流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子）在這個(gè)壓力差作用下特產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口．在這個(gè)過程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口．在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)．就可以得到通過流量計(jì)的流體體積的累積值。工作特點(diǎn)：①計(jì)量精度高；②安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響；③可用于高粘度液體的測(cè)量；④范圍度寬；⑤直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量，清晰明了，操作簡(jiǎn)便；⑥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大⑦不適用于高、低溫場(chǎng)合；⑧大部分儀表只適用于潔凈單相流體；⑨噪聲和振動(dòng)較大。

6. 橢圓齒輪流量計(jì)

工作原理：當(dāng)被測(cè)液體經(jīng)管道進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，由于進(jìn)出口處產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)一對(duì)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計(jì)量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測(cè)液體流量的總量工作特點(diǎn)：流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測(cè)介質(zhì)的粘皮愈大，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利；橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無法測(cè)量流量)。如果被測(cè)液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí)，也會(huì)引起測(cè)量誤差。

7. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)

工作原理：當(dāng)測(cè)量流體的流量時(shí)，被測(cè)流體從錐形管下端流入，流體的流動(dòng)沖擊著轉(zhuǎn)子，并對(duì)它產(chǎn)生一個(gè)作用力，當(dāng)流量足夠大時(shí)，產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起。同時(shí)，被測(cè)流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時(shí)作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個(gè):流體對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計(jì)垂直安裝時(shí)，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會(huì)相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個(gè)力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時(shí)，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動(dòng)，相應(yīng)位置的流動(dòng)截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的速度，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對(duì)于一臺(tái)給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。工作特點(diǎn)：它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn)；轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測(cè)量通過管道直徑D<150mm的小流量，也可以測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的流量；使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

8. 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)

工作原理：流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由永久磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比。工作特點(diǎn)：它具有精度高，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，耐高壓，測(cè)量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，用于封閉管道中測(cè)量低粘度氣體。

9. 渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)

工作原理：根據(jù)流體振蕩原理來測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，根據(jù)這種關(guān)系，旋渦頻率就可以計(jì)算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，再乘以橫截面積得到流量。工作特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠；②安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便；③檢測(cè)傳感器不直接接觸被測(cè)介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)；④輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高；⑤測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：10；⑥壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

10. 腰輪流量計(jì)

腰輪流量計(jì)

工作原理：當(dāng)有流體通過流量計(jì)時(shí)，在流量計(jì)進(jìn)出口流體差壓的作用下.兩腰輪將按正方向旋轉(zhuǎn)。計(jì)量室內(nèi)液體不斷流進(jìn)流出，只需要知道計(jì)量室體積和腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)就可以計(jì)算出流體流量。工作特點(diǎn)：適合各種清潔液體的流量測(cè)量，尤其適用于油品計(jì)量，也可制成測(cè)量氣體的流量計(jì)。它的計(jì)最準(zhǔn)確度高，可達(dá)0.1-0.5級(jí)，壓力損失小，量程范圍大。

11. 雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)

雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)

工作原理：進(jìn)、出口處較小的壓差推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同一時(shí)刻，每一個(gè)轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個(gè)轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無脈動(dòng)。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出 8 倍空腔的容積，因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的瞬時(shí)流量成正比。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性聯(lián)軸器傳到表頭計(jì)數(shù)器，顯示出流過流量計(jì)（流過管道）的流量。工作特點(diǎn)：① 適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測(cè)量液體的粘度范圍大；② 流量計(jì)通過的液體流量大；③使用壽命長(zhǎng)，準(zhǔn)確度高，可靠性強(qiáng)；④壓內(nèi)損失極??；⑤可直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

12. 靶式流量計(jì)

工作原理：當(dāng)流體流動(dòng)，對(duì)靶板產(chǎn)生一個(gè)作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，位移大小與流速有關(guān)，根據(jù)位移與流速的關(guān)系計(jì)算出流量。工作特點(diǎn)：①整臺(tái)儀表結(jié)構(gòu)堅(jiān)固無可動(dòng)部件，插入式結(jié)構(gòu),拆卸方便；②可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)（如哈氏合金，鈦等）；③整機(jī)可做成全密封無死角（焊接形式），無任何泄漏點(diǎn)，可耐42MPa 高壓；④儀表內(nèi)設(shè)自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然；⑤傳感器不與被測(cè)介質(zhì)接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠；⑥能準(zhǔn)確測(cè)量各種常溫、高溫500 度、低溫-200 度工況下的氣體、液體流量等。

13. 超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)

工作原理：超聲波流量計(jì)通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲波產(chǎn)生的影響來對(duì)液體流量進(jìn)行測(cè)量，其利用的是“時(shí)差法”。首先，使用探頭1發(fā)射信號(hào)，信號(hào)穿過管壁1、流體、管壁2后被另一側(cè)的探頭2接收到;在探頭1發(fā)射信號(hào)的同時(shí)探頭2也發(fā)出同樣的信號(hào)，經(jīng)過管壁2、流體、管壁1后被探頭1接收到;由于流速的存在使得兩時(shí)間不等，存在時(shí)間差，因此根據(jù)時(shí)間差便可求得流速，進(jìn)而得到流量值。工作特點(diǎn)：可以測(cè)量常規(guī)管道流量，還可以測(cè)量不易觀察、不易接觸的管道的流量;其不僅可以測(cè)量常規(guī)流體流量，還可對(duì)具有強(qiáng)腐蝕性、放射性、易燃、易爆等特點(diǎn)的流體進(jìn)行流量的測(cè)量。但是超聲波流量計(jì)對(duì)所測(cè)流體的溫度范圍有所限制，目前我國的超聲波流量計(jì)僅可用于200℃以下流體的測(cè)量;而且，超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)測(cè)量線路要求較高。

14. 噴嘴流量計(jì)

噴嘴流量計(jì)

工作原理：噴嘴的測(cè)量原理是依據(jù)流體力學(xué)的節(jié)流原理，充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的噴嘴時(shí)，流速將在噴嘴形成局部收縮，從而使流速加快，靜壓力降低，于是在噴嘴前后便產(chǎn)生了壓力降或叫壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量愈大，在噴嘴前后產(chǎn)生的壓差也就愈大，所以可通過測(cè)量壓差來測(cè)量流體流量的大小。工作特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便；② 噴嘴比孔板的壓力損失小，要求直管段長(zhǎng)度也短；③無需實(shí)流校驗(yàn)，性能穩(wěn)定；④可耐高溫高壓、耐沖擊；⑤耐腐蝕性能比孔板好，壽命長(zhǎng)；⑥精度高、重復(fù)性好、流出系數(shù)穩(wěn)定；⑦圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可測(cè)量各種液體、氣體、蒸汽以及各種臟污介質(zhì)；⑧ 整體鍛造加工技術(shù)，造價(jià)較高。

15. 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)

工作原理：當(dāng)一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)系內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)作朝向或者離開旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力，通過直接或者間接地測(cè)量出在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)的流體作用于管道上的科里奧利力，就可以測(cè)得流體通過管道的質(zhì)量流量。工作特點(diǎn)：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量，有很高的測(cè)量精確度?？蓽y(cè)量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。測(cè)量管的振動(dòng)幅小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無阻礙件和活動(dòng)件。對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流量傳感器安裝固定要求較高等。

一、溫度儀表

1.薄膜熱電偶的結(jié)構(gòu)