流体流量测量装置

流体流量计用于测量流经管道系统的液体、气体或蒸汽的流量。大多数流体流量计的设计目的是测量流体在管道中的流速。它们利用流速信息和管道的内横截面积来计算流量,即在给定时间内(例如每分钟 50 加仑)流经系统的流体质量。

Fluid Flow Meters

流体流量计原理

力学原理:

  • 此类流量计包括:基于伯努利定理的差压式和转子式流量计。
  • 基于动量定理的脉冲式和动管式流量计。
  • 基于牛顿第二定律的直接质量公式的流量计。
  • 基于流体动量原理的靶式流量计。
  • 基于角动量定理的涡轮式流量计。
  • 基于流体振荡原理的涡街式和涡流式流量计。
  • 基于总静压差的皮托管式、容积式、堰式、槽式等流量计。
Fluid flow meter principle

电学原理:

此类流量计包括:电磁式、差压电容式、电感式、电阻式等。

声学原理:

超声波式流量计利用声学原理进行流量测量。声波式(冲击波式)流量计等。

热学原理:

有量热法、直接量热法、间接量热法等,均利用热学原理测量流量。

光学原理:

激光式、光电式等仪器属于此类原理。

物理原理:

核磁共振、核辐射等仪器属于此类原理。

其他原理:有示踪原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。

扩展阅读:U系列液体质量流量计 | 液浆流量测量

流体流量计类型

  1. 按测量对象可分为两类:封闭管道流量计和明渠流量计。
  2. 按测量原理可分为机械原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理原理等。
  3. 按测量目的可分为总量流量计和流量计,分别称为总量流量计和流量计。

液体流量计可分为:防腐蚀流量计、差压流量计、氨流量计涡轮流量计、电磁流量计、涡街 流量计、振荡流量计和质量流量计。

差压流量计 是一种根据安装在管道中的流量检测元件产生的压差、已知的流体条件以及检测元件和管道的几何尺寸来计算流量的流量计。

差压流量计由初级装置(检测部分)和次级装置(差压转换和流量显示仪表)组成。

差压流量计通常按检测部分进行分类,例如孔板流量计、文丘里流量计和平均流速管流量计。

次级装置包括各种机械式、电子式和机电式集成差压表、差压变送器和流量显示仪表。

差压流量计已发展成为一个高度立体化(系列化、通用化和标准化)且规格多样的庞大仪器类别。它可以测量流量参数以及其他参数(例如压力、液位、密度等)。

Differential Pressure Flow Meter

扩展阅读:差压式流量计的优缺点

差压式流量计的检测部件根据其工作原理可分为以下几类:节流式、液压阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式和射流式。

差压式流量计是应用最广泛的流量计之一,在所有类型的流量计中,其使用量位居首位。

近年来,由于各种新型流量计的出现,其使用比例逐渐下降,但它仍然是最重要的流量计类型之一。

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Target flow meters

靶式流量计 于20世纪60年代开始应用于工业流量测量,主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量问题。其发展经历了气动式流量计和电动式流量计两大阶段。

SBL系列智能靶式流量计在原有应变式(电容式)靶式流量计的测量原理基础上,采用最新的力传感器作为测量和灵敏的传输元件,同时运用了现代数字智能处理技术,开发出一种新型流量计。

Target Flow Meter 1

容积式流量计,又称定容积流量计,简称PD流量计,是精度最高的 流量计类型

它利用机械测量元件将流体连续分割成一个个已知体积的体积部分。流体的总体积是通过测量腔依次填充和排出该体积部分的次数来测量的。

Volumetric flowmeter

扩展阅读:容积式流量计技术

容积式流量计根据其测量元件进行分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板式流量计、双转子流量计、旋转活塞式流量计、往复活塞式流量计、圆盘式流量计、液封式滚筒流量计、湿式气体 流量计 和膜片式气体流量计等。

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涡轮流量计 是速度流量计的主要类型。它利用多叶片转子(涡轮)来感知流体的平均流量。它是一种通过测量流量来计算总流量的流量计。通常,涡轮流量计由传感器和显示器两部分组成,也可以制成一体式。

Turbine flowmeter

涡轮流量计、容积式流量计和质量流量计被认为是重复性高、精度高的三大流量计类型,也是十大流量计类型之一。

电磁流量计 是根据法拉第电磁感应定律制造的用于测量导电液体的仪器。

Magnetic Flow Meters

电磁流量计具有一系列优异的特性。它可以解决其他流量计难以应用的问题,例如测量含杂质的流体和腐蚀性流体。

涡街流量计 是一种将非流线型涡街发生器置于流体中的流量计。流体在发生器两侧交替分离,产生两组规则交错的涡流。

Vortex Flowmeter

根据频率检测方式的不同,涡街流量计 可分为应力型、应变型、电容型、热型、振动型、光电型和超声波型。

超声波流量计 是一种通过检测流体流动对超声波束(或超声波脉冲)的影响来测量流量的流量计。

Ultrasonic flowmeter

根据信号检测原理,超声波流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频率差法)、波束偏移法​​、多普勒法、互相关法、空间滤波法以及噪声定律法等。

超声波流量计与电磁流量计类似,由于其流道内无障碍物,因此属于无阻流流量计。超声波流量计是解决流量测量难题的理想选择,尤其适用于大口径流量测量。

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Mass Flow Meters

科里奥利质量流量计 是一种新型仪器,可直接、精确地测量流体的质量流量。其主要结构采用并排布置的两根U形管。两根U形管的弯曲部分会彼此轻微振动,两侧的直管也会随之振动,即同时靠近或打开。也就是说,两根U形管的振动是同步且对称的。

如果在U形管同步振动时,将流体引入管内,使其沿管内向前流动,则U形管会迫使流体随之上下振动。

热式流量计 传感器包含两个传感元件:速度传感器和温度传感器。它们能够自动补偿和校正气体温度的变化。

thermal mass flow meter

仪器的电加热部分将速度传感器加热到高于工作温度的特定值。速度传感器与测量工作温度的传感器之间形成恒定的温差。

当温差保持恒定时,电加热消耗的能量(可视为散热量)与流经的气体质量流量成正比。

转子流量计由两部分组成。

一部分是锥形管,其管壁自下而上逐渐扩张。

另一部分是转子,转子置于锥形管内,可沿管中心线自由上下移动。

测量流体流量时,被测流体从锥形管的下端流入。流体冲击转子并对其产生作用力(作用力的大小随流量大小而变化)。
当流量足够大时,产生的作用力会将转子向上抬起。

同时,被测流体流经转子与锥形管壁之间的环形区域。

此时,作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压、转子在流体中的浮力以及转子自身的重力。

Metal rotor flowmeter

当流量计 垂直安装 时,转子的重心与锥形管的轴线重合,作用在转子上的三个力均沿锥形管轴线方向。

当这三个力达到平衡时,转子会在锥形管内平稳地浮动在某一位置。

对于给定的转子流量计,转子的尺寸和形状是确定的。因此,其在流体中的浮力和自身重力是恒定的。只有流体作用在转子上的动压会随流入流体的流量而变化。

因此,当流入流体的流量增大或减小时,转子会上下移动。相应位置的流体横截面积也会发生变化。直到流量达到平衡,转子在新位置稳定下来。

对于给定的转子流量计,转子在锥形管内的位置与流经锥形管的流体流量一一对应。

integral Orifice Plate Flow Meter

管道内的流体流经管道内的节流装置。节流装置附近会产生局部收缩,导致流速增大。上下游两侧会产生静压差。

在已知相关参数的条件下,根据流量连续性原理和伯努利方程,可以推导出压差与流量的关系,从而求得流量。

了解更多:孔板流量计

与之前的流量计不同,明渠流量计是一种测量非全封闭管​​式明渠中自由液面自然流量的流量计。

Open channel flowmeter

明渠流量计的工作原理是利用明渠技术。通过 测量液位高度,利用仪器内部微处理器的计算得出流量。

由于是非接触式测量,明渠流量计可以在更恶劣的环境下使用。

明渠 流量计 在计算机的控制下进行明渠的进出。

根据传输时间计算明渠流量计与被测液位之间的距离,从而得到液位高度。由于液位高度与流量之间存在一定的比例关系,

因此,最终可以根据计算公式得出液体流量Q。

液压流量计

Hydraulic Oil Flow Meters

工业液压油流量计,又称液压流量计。液压油流量计是一种用于测量液压油流量的 在线 流量计。

Sino-Inst 提供用于在线液压油流量测量的涡轮流量计、质量流量计、椭圆齿轮流量计、V形锥流量计、靶式流量计和孔板流量计。产品特点包括:双向、高压、模拟式,并可根据客户需求定制。

扩展阅读:什么是液压流量计?

超声波流量计

Ultrasonic Flow Meter

超声波流量计能够快速有效地测量液体流量。超声波流量计的技术主要有两种:多普勒频移法和时差法。

时差式 超声波流量计 最适合测量清洗液的流量,因此也是最常用的超声波流量计类型。

多普勒式超声波流量计 可以测量气流中气泡或颗粒反射的声波的频率差,适用于含气或含杂质的液体。

流体质量流量计

流体质量流量计直接测量流经流量计的介质的质量流量。它还可以测量介质的 密度 ,并间接测量介质的温度。

这是一种测量管道中质量流量的流量测量仪器。被测流体处于压力、温度等参数变化较大的状态。如果仅测量体积流量,流体密度的变化会导致较大的测量误差。

在容积式流量计和差压式流量计中,被测流体的密度变化可达30%,这将导致30%至40%的流量误差。

随着自动化水平的提高,许多生产过程对流量测量提出了新的要求。化学反应过程的控制取决于原材料的质量(而非体积)。

蒸汽和空气流动的加热和冷却效果也与质量流量成正比。

严格的产品质量控制、精确的成本核算以及飞机和导弹的燃料控制都需要精确的测量。因此,质量流量计是一种重要的流量测量仪器。

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流体流量计选型指南

如何选择流量计?

可以从五个方面考虑。这五个方面分别是流量计性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素。这五个方面的具体因素如下:

  1. 仪器性能:精度、重复性、线性度、量程、流量范围、信号输出特性、响应时间、压降等;
  2. 流体特性:温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀性、磨蚀性、结垢性、混溶性、相变、电导率、声速、热导率、比热容、等熵指数;
  3. 安装条件:管道布置方向、流向、测试段上下游长度、管道直径、维护空间、电源、接地、辅助设备(过滤器、吸气剂)、安装方式等;
  4. 环境条件:环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆性、管道振动等;
  5. 经济因素:仪器购置、安装、运行、校准、维护、仪器使用寿命、备件等。

流量计选型步骤如下:

  1. 根据流体类型和上述五个考虑因素,初步筛选出可用的仪器类型(有多种类型可供选择);
  2. 收集初步筛选类型的数据和价格信息,为深入分析和比较做好准备;
  3. 采用排除法,逐步筛选出1-2种类型。需要反复比较和分析上述五个因素,最终确定预选目标。

常见问题

测量流体流量最简单的方法是安装流量计,例如 流量计、液流量计等。这些仪器可以监测气体、液体和其他流体的流量。

液体 流量计是一种用于测量 管道或明渠中液体流量的计量装置。它可以有效地监测水、燃料、化学品等多种液体的流量。

了解更多:液体流量计选型指南

  • 差压式流量计。孔板式流量计。文丘里式流量计。安努巴式流量计。
  • 面积式流量计(转子流量计)。
  • 电磁流量计。
  • 超声波流量计。
  • 涡轮流量计。
  • 涡街流量计。
  • 容积式流量计。

根据测量原理,液体流量计可分为以下几类:
机械原理:此类流量计包括:基于伯努利定理的差压式和转子式;基于动量定理的脉冲式和动管式;基于牛顿第二定律的直接质量式;基于流体动量原理的靶式;基于角动量定理的涡轮式;基于流体振荡原理的涡旋式;基于总静压差的皮托管式;容积式、堰式、槽式等。
电学原理:此类流量计包括电磁式、差压电容式、电感式、电阻式等。
声学原理:此类流量计包括基于声学原理的超声波流量计、冲击波流量计等。 热学原理:此类流量计包括基于热学原理的量热法、直接量热法、间接量热法等。光学原理:激光式、光电式等仪器属于此类原理。原子物理原理:核磁共振、核辐射等仪器属于此类原理。其他原理:还有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。

如果你坚持要将流量计分为三类,我认为可以分为 速度流量计、体积流量计和质量流量计。

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