【正文】 密度的流體條件下，渦輪轉(zhuǎn)速與經(jīng)過渦輪的流量成正比。所以，可以通過測量渦輪的轉(zhuǎn)速來測量流量 。 磁電轉(zhuǎn)換器原理：當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)動時，高導(dǎo)磁的渦輪葉片依次掃過磁鋼 11的磁場，從而周期性地改變磁回路的磁阻和感應(yīng)線圈的磁通量。葉片在永久磁鋼正下方時磁阻最小。線圈 10中的磁通量周期性變化，使線圈中產(chǎn)生同頻率的感應(yīng)電勢，送入放大轉(zhuǎn)換電路 7，經(jīng)放大整形處理后，變成電脈沖信號。此電脈沖信號的頻率與渦輪的轉(zhuǎn)速成正比。 N —— 一段時間內(nèi)傳感器輸出的脈沖總數(shù)； V—— 被測流體的體積總量， m3。 ξ 為儀表系數(shù)（單位體積流量下輸出的電脈沖數(shù)， 1/m3）。 ξ 與儀表的結(jié)構(gòu)、被測介質(zhì)的流動狀態(tài)、粘度等因素有關(guān)，一定條件下ξ 為常數(shù)。儀表出廠時，所給儀表系數(shù) ξ 是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下用水、空氣標(biāo)定時的平均值。 vqf ?? ?fqv ??NV ?4．渦輪流量計的特點 ①渦輪慣性小，反應(yīng)速度快，靈敏性好。測量精度較高，可達 ，可作為標(biāo)準(zhǔn)計量儀表。量程比寬，一般為 10： 1~40： 1，適用于流量大幅度變化的場合。 ②輸出脈沖信號與流量成正比，儀表刻度線性。脈沖信號傳輸抗干擾，容易進行累積測量，便于遠傳和計算機數(shù)據(jù)處理。 ③耐高壓、壓力損失小，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便。 ④軸承易磨損、對流體清潔度要求較高。只能用于成品油、潔凈水、液化氣、天然氣等潔凈介質(zhì)。流量計前一般均應(yīng)安裝過濾器。以便濾除固體顆粒和機械雜質(zhì)。 ⑤對直管段要求較高，上下游直管段一般應(yīng)在 20D、 5D以上。 3．渦輪流量計的流量特性 圖 渦輪流量計的特性曲線 當(dāng)實際流量小于始動流量值時，渦輪不動，無信號輸出。 流量增加達到紊流狀態(tài)后儀表系數(shù) ξ就基本保持不變。 超聲波流量計 1．時差式超聲波流量計 聲波在流體中傳播，順流方向聲波的傳播速度會增大，逆流方向聲波的傳播速度則會減小，相同的傳播距離在順流和逆流時會有不同的傳播時間。時差式超聲波流量計正是利用超聲波在流體中順流和逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。 圖 時差式超聲波流量計的原理示意圖 在管道中斜裝一對超聲波換能器，超聲波的傳播聲程為 A、 B換能器之間的距離。換能器 A向換能器 B順流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之和，即，則傳播時間為 反之，換能器 B向換能器 A逆流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之差，即，則傳播時間為 c—— 超聲波在靜止介質(zhì)中的傳播速度，其值隨介質(zhì)不同而不同； v—— 流體沿超聲波傳播途徑上的線平均流速； θ —— 超聲波傳播方向與流體流動方向之間的夾角； D—— 管道內(nèi)徑。 )c os(s i n ?? vcDtu ??)c os(s i n ?? vcDtd ??流體的線平均流速為 k—— 流速分布修正系數(shù)。 由于 v為聲道上的流體線平均流速，而不是整個流通截面上的面平均流速 u，二者的差值取決于流速分布狀況，故需對線平均流速進行修正。 ?? c oss i n vt Dcu?? ?? c oss i n vt Dcd??ududttttDv?????2s in ududv ttttDkDq??????2s i n42uvk ?2．多普勒式超聲波流量計 超聲波 zl流體中，隨流體一起運動的顆?；驓馀輰⑵浞瓷涞浇邮掌?，接收到的反射聲波與發(fā)射聲波之間存在頻率差，由聲學(xué)上的多普勒效應(yīng)理論推知該頻率差正比于流體流速，因此測量頻率差即可求得流速和體積流量，這就是多普勒超聲波流量計測量流量的工作原理。 因此，被測流體必須是含有一定數(shù)量能夠反射聲波的固體顆?；驓馀莸鹊膬上嘟橘|(zhì)，以便獲得足夠強度的信號使儀表正常工作。 圖 多普勒式流量計的測量原理圖 1測量管； 2發(fā)射器； 3接收器； 4反射氣泡或固體顆粒； 5換能元件； 6聲楔 多普勒式超聲波流量計的測量原理：發(fā)射換能器向流體發(fā)出頻率為的連續(xù)超聲波，受到懸浮在流體中隨流體移動的固體顆?；驓馀萆⑸鋾r，使接收換能器接收到的超聲波頻率為，產(chǎn)生多普勒頻移。 —— 聲波由聲楔進入流體的入射角； c0—— 聲楔材料中的聲速； A —— 管道內(nèi)橫截面積； k —— 流速分布修正系數(shù)。 當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速都確定以后，流體的體積流量與多普勒頻移成正比，通過測量頻移就可得到流體的流量。 dov fkfAcq00s i n2 ??0? 結(jié)構(gòu)類型、特點及應(yīng)用 1．超聲波流量計的結(jié)構(gòu) 由安裝在測量管道上的傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。 超聲波流量計有分體式和一體式兩種。傳感器的安裝方式有插入式、管段式、外夾式三種型式。安裝外夾式傳感器無需管道斷流，即夾即用，安裝方便。管段式超聲波傳感器把傳感和測量管組成一體，而且測量精度高。插入式傳感器測量不受管質(zhì)和管襯材料的限制，但安裝麻煩。 (a)插入式傳感器 (b) 外夾式傳感器 (c)管段式傳感器 (d)一體式流量計 圖 超聲波流量計的類型 2．超聲波流量計的特點 ① 無可動部件， 無壓力損失。用于大口徑流量測量。 ②外夾式安裝，非接觸測量，可用于其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、放射性、高壓、高粘度、易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。 ③檢測件的維修更換方便，安裝和維修時不影響生產(chǎn)。 ④既可測液體，也可測氣體及非導(dǎo)電性流體。 ⑤對于中小管道來說，超聲波流量計價格偏高。 3．超聲波流量計的安裝與應(yīng)用 使用時使測量管始終充滿流體；定期維護清理探頭；時差式超聲波流量計只能用于清潔流體，多普勒式超聲波流量計適于測量含有一定數(shù)量的顆?；驓馀莸牧黧w，但臟污太重，均不可測量。 流量計的校驗 流量計的校驗方法 校驗流量計時，一般采用直接 校驗法（實流校驗法）。讓試驗流體流過被校流量計，同時用標(biāo)準(zhǔn)表（或流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）測出標(biāo)準(zhǔn)流量，然后比較示值，得到測量誤差。 液體流量計校驗 1．靜態(tài)容積（質(zhì)量）法 （ 1）靜態(tài)容積法 是通過計量在一段時間內(nèi)流入標(biāo)準(zhǔn)計量容器的流體體積以求得流量的方法。 圖 483 流動啟停靜態(tài)容積 /質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 1水池； 2溢流管； 3水泵； 4進水管； 5高位水塔； 6截止閥； 7直管段； 8被校流量計； 9調(diào)節(jié)閥； 10脈沖轉(zhuǎn)換器； 11電子計數(shù)器； 12換向器； 1 14標(biāo)準(zhǔn)量器； 116放水底閥； 17標(biāo)準(zhǔn)秤 整個校驗過程中水塔處于溢流狀態(tài)，以維持系統(tǒng)壓力不變。換向器 12用來改變液體流向，使水流可以流入標(biāo)準(zhǔn)量器 13或 14中。換向器啟動時能觸發(fā)計時器，保證水量和時間的同步計量。 校驗流量計時，待流量穩(wěn)定后，迅速啟動換向器，將水流由量器 14切換到工作量器 13，在換向器動作的同時啟動計時器計時、被校流量計的脈沖計數(shù)器計數(shù)。當(dāng)達到預(yù)定的水量時，操作換向器，使水流切換到量器 14上。記錄工作量器 13所收集的水量 Vt、計時器顯示的測量時間 T和脈沖計數(shù)器顯示的脈沖數(shù)（或被校流量計的流量指示值），計算校驗標(biāo)準(zhǔn)流量 TVq tv ?0（ 2）靜態(tài)質(zhì)量法 開始校驗時，換向器 12使水流入量器 13并立即排走，這時確定稱量容器的初始質(zhì)量 M0。用調(diào)節(jié)閥 9調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定后，啟動換向器，將液流迅速切換到稱量容器 14。在換向器動作的同時，啟動計時器計時和被校流量計 8的脈沖計數(shù)器計數(shù)。當(dāng)達到預(yù)定水量時，將換向器換回到 13。由所稱總質(zhì)量 M、計時器時間 T計算校驗標(biāo)準(zhǔn)流量 ε —— 空氣浮力修正系數(shù)； ρ w—— 水的密度； 靜態(tài)質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是精度最高的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。裝置的精確度一般可達（ ~） %。 )1(00 ?? ??? TMMqwv在計量容器 3的上下兩端縮徑處設(shè)置液位開關(guān) 2和 4，同步控制計時器和被校流量計流量積算器（計數(shù)器）的啟停。校驗時首先進入緩沖容器 5，通過調(diào)節(jié)閥控制校驗流量。流量穩(wěn)定后，液流從下到上進人計量容器 3，當(dāng)液位到達下液位開關(guān) 4時，發(fā)出啟動信號，開始計時、計數(shù)。直到液位到達上液位開關(guān)2時，發(fā)出停止信號，停止計時、計數(shù)。由計量容器 3的標(biāo)準(zhǔn)體積 V0和計時器顯示的測量時間 T即可確定標(biāo)準(zhǔn)流量的大小。 圖 動態(tài)容積法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 1一溢流管； 2一上液位開關(guān)； 3一計量容器； 4一下液位開關(guān)； 5一緩沖容器； 6一連接管； 7一截止閥； 8一水池； 9一水泵； 10一穩(wěn)壓容器； 11一截止閥； 12一被校表； 13一調(diào)節(jié)閥 2．動態(tài)容積（質(zhì)量）法 動態(tài)法流量校驗不用換向器切換流動方向。 3．標(biāo)準(zhǔn)體積管 標(biāo)準(zhǔn)體積管是校驗流量計的一種標(biāo)定裝置，標(biāo)準(zhǔn)體積管按隔離件的結(jié)構(gòu)有球型、活塞型。不同的標(biāo)準(zhǔn)體積管，結(jié)構(gòu)上都有基準(zhǔn)管、收發(fā)機構(gòu)、標(biāo)定球（活塞）、檢測開關(guān)等部件，各體積管還有自己的特殊結(jié)構(gòu)。 4．標(biāo)準(zhǔn)流量計法 標(biāo)準(zhǔn)流量計法是用精確度高一等級的標(biāo)準(zhǔn)流量計與被校驗流量儀表串聯(lián)，讓流體同時通過標(biāo)準(zhǔn)表和被校表，比較兩者的示值以達到校驗或標(biāo)定的目的。常用的標(biāo)準(zhǔn)流量計有渦輪流量計，容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計等。由于標(biāo)準(zhǔn)表特性隨時間而變化，因此要定期校驗復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)表精確度和穩(wěn)定性。 氣體流量計校驗 1．鐘罩法 鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)主要由鐘罩、液槽、平衡錘和補償機構(gòu)組成。以經(jīng)過標(biāo)定的鐘罩有效容積為標(biāo)準(zhǔn)容積的計量儀器。 圖 鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 1滑輪； 2導(dǎo)輪； 3鐘罩； 4液槽； 5調(diào)節(jié)閥； 6被校流量計；7風(fēng)機； 8截止閥；9實驗管； 10補償機構(gòu)； 11平衡錘；12標(biāo)尺 當(dāng)鐘罩下降時，鐘罩內(nèi)的氣體經(jīng)試驗管道排往被校表。 每次校驗中，氣體以恒定流量排出鐘罩，鐘罩內(nèi)的壓力恒定。在測量時間 t內(nèi)鐘罩排出的氣體體積為Vs，則經(jīng)過被校流量計的標(biāo)準(zhǔn)體積流量為 ssmmmssvm ZTtPZTPVq ?Ps、 Ts、 Zs—— 鐘罩處的絕對壓力、絕對溫度及壓縮系數(shù)； Pm、 Tm、 Zm—— 流量計前的絕對壓力、絕對溫度及壓縮系數(shù)。 將 qvm與被校流量計的顯示值 qv比較，可計算出被校流量計示值相對誤差。 標(biāo)準(zhǔn)流量計法是利用精度較高的流量計的示值作為標(biāo)準(zhǔn)流量，校驗被校流量計?？捎米鳂?biāo)準(zhǔn)表的流量裝置有音速噴嘴、渦輪流量計、容積式流量計等。