德国E+H涡街流量计,德国E+H超声波流量计,E+H流量计/39529839/39529830：单荣兵
E+H流量计间接式流量测量方法， 般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型 的体积流量计组合，实现流量的测量。常见的组合方式主要有 3 种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号 ?P 正比于 ρqv ，如图 1 所示，密度计 2 连续测量出流体的密度 ρ ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理， 即可求出流量为 （1-1） 靶式流量计的输出信号与 ρqv 也成正比关系， 故同样可按上述方法与密度计组合 2 构成流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪 表。 图 1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合 如图 2 所示， 容积式流量计或速度式流量计， 如涡轮流量计、 电磁流量计等， 测得的输出信号与流体体积流量 qv 成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘 法运算，即可求出流量为 （1-2） （3）体积流量计与体积流量计的组合 如图 3 所示，德国E+H涡街流量计,德国E+H超声波流量计,E+H流量计/39529839/39529830：单荣兵
 这种流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或 速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出 流量为 （1-3） 图 2 体积流量计和密度计组合 图 3 节流式流量计和其他体积流量计组合 除上述几种组合式流量计外，在工业上还常采用温度、压力自动补偿式 流量计。由于流体密度是温度和压力的函数，而连续测量流体的温度和压力 要比连续测量流体的密度容易，因此，可以根据已知被测流体密度与温度和压力 之间的关系，同时测量流体的体积流量以及温度和压力值，通过运算求得流 量或自动换算成标准状态下的体积流量。 但这种测量方式不适合高压或温度变化 范围大的情形，因为在此条件下自动补偿检测出来的温度、压力很困难。 2．直接式流量计 直接式流量计的输出信号直接反映流量，其测量不受流体的温度、 压力、密度变化的影响。直接式流量计有许多种形式。 （1）热式流量计 热式流量计的基本原理是利用外部热源对管道内的被测流体加热， 热能 随流体起流动，通过测量因流体流动而造成的热量（温度）变化来反映出流体 的流量。 如图 4 所示，在管道中安装个加热器对流体加热，并在加热器前后的对称 点上检测温度。设 c p 为流体的定压比热， ?T 为测得的两点温度差，则根据传热 规律，对流体的加热功率 P 与两点间温差的关系可表示为 （1-4） 由上式可写出流量的方程式 （1-5） 图 4 热式流量计结构示意图 当流体成分确定时，流体的定压比热为已知常数。因此由上式可知，若保持 加热功率 P 恒定，则测出温差 ?T 便可求出流量；若采用恒定温差法，即保 持两点温差 ?T 不变，则通过测量加热的功率 P 也可以求出流量。由于恒定 温差法较为简单、易实现，所以实际应用较多。这种流量计多用于较大气体流量 的测量。 德国E+H涡街流量计,德国E+H超声波流量计,E+H流量计/39529839/39529830：单荣兵
为避免测温和加热元件因与被测流体直接接触而被流体玷污和腐蚀， 可采用 非接触式测量方法，即将加热器和测温元件安装在薄壁管外部，而流体由薄壁管 内部通过。非接触式测量方法，适用于小口径管道的微小流量测量。当用于大流 量测量时，可采用分流的方法，即仅测量分流部分流量，再求得总流量，以扩大 量程范围。 图 5 为热式流量计的外观图。 图 5 热式流量计外观图 （2）差压式流量计 差压式流量计是以马格努斯效应为基础的流量计， 实际应用中利用孔板 和定量泵组合实现流量测量。 常见的有双孔板和四孔板与定量泵组合两种结 构。 双孔板结构形式如图 6 所示， 在主管道上安装结构和尺寸*相同的两个孔 板 A 和 B，在分流管道上装置两个流向相反、流量固定为 q 的定量泵，差压计连 接在孔板 A 入口和孔板 B 出口处。设主管道体积流量为 q v ，且满足 q > q v ，则由 图可知，流经孔板 A 的体积流量 q v ? q ，流经孔板 B 的流量为 q v + q ，根据差压 式流量测量原理，孔板 A 和 B 处压差分别为 （1-6） （1-7） 式中， K 为常数； ρ 为流体的密度。由上式可得 （1-8） 可见，孔板 A、B 前后的压差 ?p = p1 ? p 3 与流体流量 q m = ρq v 成正比， 测出压差 ?p 便可以求出流体流量。 图 6 双孔板差压式流量计结构原理图 由于双孔板流量计的定量泵流量必须大于主管道流量， 并且要用两个定 量泵，在主管道流量较大时比较困难。因此，提出采用个定量泵和四个孔板组 合的改进方案。如图 7 所示，从主管道流入的流量 q v 分成两路，并在支路安装 相同的孔板 A、C 和 B、D，两个支路间安装个定量泵，流量为 q 。设流过孔板 A 的体积流量为 q A ，流过孔板 B、C、D 的体积流量如图 7 中所示。用与上述计算 相同的方法，在 q > q v 时，可求出如下关系 （1-9） 如果 q < q v ，则变成如下关系 （1-10） 可见，四孔板与定量泵组合结构不论 q > q v 或 q < q v 均可测量。 这种测量方法，适于测量液体的流量，测量范围为 0.5～250 kg/h，量 程比为 20：1，测量准确度可达 0.5％。 /39529839/39529830：单荣兵
7 四孔板差压式流量计结构原理图 （3）科里奥利流量计 科里奥利流量计（简称科氏力流量计）是种利用流体在振动管中流动 而产生与流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量流量的仪表。 科氏力流量计结构有多种形式，般由振动管与转换器组成。振动管（测量 管道）是敏感器件，有 U 形、Ω 形、环形、直管形及螺旋形等几种形状，也有 用双管等方式，但基本原理相同。下面以 U 形管式的流量计为例介绍。 图 8 科氏力流量计测量原理 图 8 所示为 U 形管式科氏力流量计的测量原理示意图。U 形管的两个开口端 固定，流体由此流入和流出。U 形管顶端装有电磁激振装置，用于驱动 U 形管， 使其铅垂直于 U 形管所在平面的方向以 O-O 为轴按固有频率振动。U 形管的振动 迫使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动， 此时流体将受到科氏力 的作用，同时流体以反作用力作用于 U 形管。由于流体在 U 形管两侧的流动方向 相反，所以作用于 U 形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而使 U 形管受到 个力矩的作用，管端绕 R—R 轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过流 量计的流量具有确定的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的 流量。 设 U 形管内流体流速为 u ，U 形管的振动可视为绕 O-O 为轴的瞬时转动，转 动角速度为 ω 若流体为 m ，则其上所作用的科氏力为 F = 2mω × u （1-11） 式中， F 、 ω 、 u 均为矢量， ω 是按正弦规律变化的。 U 形管所受扭力矩为 M = F1r1 + F2 r2 = 2 Fr = 4mωur 式中 F1 = F2 = F = F ， r1 = r2 = r 为 U 形管跨度半径。 因为流量和流速可分别写为： qm = m / t ， u = L / t ，式中 t 为时间，则上 式可写为 M = 4ω rLqm （1-13） （1-12） 设 U 型管的扭转弹性模量为 K s ，在扭力矩 M 作用下，U 型管产生的扭转角为 θ 。 故有 （1-14） 因此，由上两式得 qm = K sθ 4ω rL （1-15） U 型管在振动过程中， θ 角是不断变化的，并在管端越过振动位置 Z-Z 时达到zui大。若流量稳定，则此zui大 θ 角是不变的。由于 θ 角的存在，两直管端 P 、 P2 将不能同时越过位置 Z-Z，而存在时间差 ?t 。由于 θ 角很小，设管端 1 在振动位置时的振动速度为 u p ，（ u p = ω L ），则 ?t = 从而 2r sin θ 2rθ = up ωL （1-16） （1-17） 将上式代入式（1-15），得 （1-18） 对于确定的流量计，式中的 K s 和 r 是已知的，故流量 qm 与时间差 ?t 成 正比。 如图 8 所示， 只要在振动位置 Z-Z 处安装两个光电或磁电位移传感器， 测出时间差 ?t ，即可由式（1-18）求得流量。 科氏力流量计能直接测得气体、液体和浆液的流量，也可以用于多相流 测量，且不受被测介质物理参数的影响。测量精度较高，量程比可达 l00：1。 图 9 为科里奥利流量计的外观图。 图 9 科里奥利流量计外观图/39529839/39529830：单荣兵