1、流量计 主讲人：王亚明 第七章第七章 流量计流量计 本章重点： 1、流量测量的基本知识； 2、了解流量计的作用及分类 3、掌握各类流量计的结构原 理及特点； 4、能够熟练使用燃气实训中 心涡轮流量计的参数。 学习须知学习须知 在生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。 在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、 控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总 量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测 仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的 重要工具。 总结： 1、贸易结算 2、监测、控制 流量计厂家流量计厂家 在全球，流量计的主要生产商包括：厦门宏控
2、（HOMKOM）， 阿西布朗勃法瑞(ABB)，艾默生(Emerson)，恩德斯豪斯 (EndressHauser或E H)，科隆(Krohne)，西门子 (Siemens)，横河(Yokogawa)，以及通用电气 (GeneralElectric)，霍尼韦尔职 (Honeywell)，英维思 (Invensys)和山武(Yamatake)。 流量计市场集中度相对较高，前四名厂商HOMKOM、艾 默生、E+H和ABB占整个市场近50%的市场份额。 第一节第一节 流量计的基础知识流量计的基础知识 一、流量一、流量 1、流量流量是指流经封闭管道或明渠，某一截面的流体数量。 随着工艺要求不同，又可分为
3、瞬时流量和累积流量的测 量。简称为流量，用Q来表示 2、瞬时流量瞬时流量 单位时间内流经某一有效截面的流体数量。 3、累积流量累积流量 一段时间内流经某截面的流体数量的总和。 4、流量范围流量范围 流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。 5、量程和量程比量程和量程比 流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量 程。最大流量与最小流量的比值称为量程比，亦称流量计的 范围度。 6、允许误差允许误差 流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差，称 为该流量仪表的允许误差，一般用最大相对误差和引用误差 来表示。 7、压力损失压力损失 压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。
4、压力损失小，流体能消耗小，输运流体的动力要求小，测量 成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计 的压力损失愈小愈好。 第二节第二节 流量计的分类流量计的分类 流量计有不同的分类 方法。常用的分类方 法有两种，一是按流 量计采用的测量原理 进行归纳分类：二是 按流量计的结构原理 进行分类。 1、按测量原理分类、按测量原理分类 1、力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的 差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利 用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式； 利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、 涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽
5、式等等。 2、电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容 式、电感式、应变电阻式等。 3、声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波 式声学式（冲击波式）等。 4、热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接 量热式、间接量热式等。 5、光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 6、原子物理原理：核磁共振式、核辐射式等是属于此类 原理的仪表 7、其它原理：有标记原理（示踪原理、核磁共振原理）、 相关原理等。 2、按流量计结构原理分类、按流量计结构原理分类 1 1. .速度式流量计速度式流量计 以测量流体在管道内的流速作为测量依据 来计算流量的仪表。如：涡轮流量计、超声波流 量计
6、 2 2. .容积式流量计容积式流量计 以单位单位时间内所排出的流体的固定容积的 数目作为测量依据来计算流量的仪表。 如：腰 轮流量计、皮膜表、刮板流量计 3 3. .质量流量计质量流量计 以测量流体流过的质量M为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。 分 类 流量计 体积流 量计 质量流 量计 孔板流 量计 涡街流 量计 电磁流 量计 转子流 量计 科里奥 利质量 流量计 热式质 量流量 计 差压式 质量流 量计 超声波 流量计 椭圆齿 轮流量 计 流量计 机械式流 量计 电子式流 量计 差压式流 量计 容积式流 量计 变面积式 流量计 靶式流量 计 电磁流量 计 超声波流 量计
7、涡街流 量计 孔板流 量计 第三节第三节 常用流量计工作原理及特点常用流量计工作原理及特点 常用流量计 1、气体涡轮流量计 2、腰轮流量计（罗茨流量计） 3、超声波流量计 一、涡轮流量计一、涡轮流量计 气体涡轮流量计的概述气体涡轮流量计的概述 气体涡轮流量计是一种气体涡轮流量计是一种速度式流量计速度式流量计，它采用多叶它采用多叶 片的转子片的转子(涡轮涡轮)感受流体平均流速感受流体平均流速,从而且推导出流量或总从而且推导出流量或总 量的仪表。量的仪表。它具有压力损失小、精度高、始动流量低，量它具有压力损失小、精度高、始动流量低，量 程比大、抗振与抗脉动流性能好等特点。该类型产品程比大、抗振与抗
8、脉动流性能好等特点。该类型产品广泛广泛 使用于石油、化工、电力、工业锅炉、燃气调压站、输配使用于石油、化工、电力、工业锅炉、燃气调压站、输配 气管网天然气、城市天然气等领域气管网天然气、城市天然气等领域，并已被广泛使用于贸，并已被广泛使用于贸 易计量。在欧洲和美国气体涡轮流量计是仅次于孔板流量易计量。在欧洲和美国气体涡轮流量计是仅次于孔板流量 计的天然气计量仪表。计的天然气计量仪表。 气体涡轮流量计作为最通用的流量计之一，其产品已气体涡轮流量计作为最通用的流量计之一，其产品已 发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。 一、涡轮流量计一、涡轮流量计
9、 气体涡轮流量计的分类气体涡轮流量计的分类 气体涡轮流量变送器：气体涡轮流量变送器：由涡轮流量传感器、放大电路或变送装置由涡轮流量传感器、放大电路或变送装置 组成，将流体流量转换成电脉冲信号或电流信号输出，组成，将流体流量转换成电脉冲信号或电流信号输出，自身不带自身不带 显示机构显示机构。 普通型气体涡轮流量计：普通型气体涡轮流量计：分分机械式机械式和和电子式电子式两种。前者由气体涡两种。前者由气体涡 轮流量传感器和机械计数器组成。后者由气体涡轮流量传感器和轮流量传感器和机械计数器组成。后者由气体涡轮流量传感器和 流量积算仪两部分组成，但两者均不带压力温度补偿功能，只计流量积算仪两部分组成，但
10、两者均不带压力温度补偿功能，只计 量气体的工况体积流量气体的工况体积流量。量。 机械计数器式机械计数器式 电子式电子式 温压补偿型气体涡轮流量计：温压补偿型气体涡轮流量计：由由涡轮流量传感器涡轮流量传感器、压力传感器压力传感器、温度传温度传 感器感器和和温度压力补偿仪温度压力补偿仪四部分组成，它将工况体积流量换算为标准体积流四部分组成，它将工况体积流量换算为标准体积流 量，直接测量标准体积流量和总量。它有两种结构形式：量，直接测量标准体积流量和总量。它有两种结构形式： a.a.一体化温压补偿型气体涡轮流量计一体化温压补偿型气体涡轮流量计: :不带机械计数器，由气体涡轮流不带机械计数器，由气体涡
11、轮流 量传感器和压力传感器、温度传感器和温度压力补偿仪合为一体；量传感器和压力传感器、温度传感器和温度压力补偿仪合为一体； b.b.由普通性气体涡轮流量计（机械式）和体积修正仪组合。由普通性气体涡轮流量计（机械式）和体积修正仪组合。 补偿型（电子补偿型（电子 式）式） 补偿型（双显示式）补偿型（双显示式） 涡轮流量计的结构涡轮流量计的结构 1、壳体 （表体）： 承受被测流体的压力、固定安装检测部件和连接管道 壳体采用不导磁不锈钢或硬铝合金制造。 2、导向体：对流体起导向整流以及支撑叶轮的作用，通常 选用不导磁不锈钢或硬铝材料制作。 3、涡轮（叶轮）：流量计的检测元件，高导磁性材料。 叶轮有直板
12、叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种。 叶轮的动平衡直接影响仪表性能和使用寿命。 4、轴与轴承：支撑叶轮旋转 5、磁电感应转换器:由线圈和磁铁组成，用以将叶 轮的转速转换成相应的电信号。 6、放大器:用以放大磁电感应转换器输出的微弱电 信号，进行远距离传送。 涡轮流量计的结构图涡轮流量计的结构图 流量计的结构原理图流量计的结构原理图 气体涡轮流量传感器的结构气体涡轮流量传感器的结构 涡轮流量传感器一般结构主要由壳体、前导流体涡轮流量传感器一般结构主要由壳体、前导流体 （整流器）、导流圈、涡轮（叶轮）、防尘迷宫件、轴（整流器）、导流圈、涡轮（叶轮）、防尘迷宫件、轴 承、主轴、内藏式储油管、后导流体、
13、加油系统、讯号承、主轴、内藏式储油管、后导流体、加油系统、讯号 发生盘、信号传感器、压力传感器、温度传感器等组成。发生盘、信号传感器、压力传感器、温度传感器等组成。 带机械计数器的还增加蜗杆、连杆、磁耦合、齿轮组、带机械计数器的还增加蜗杆、连杆、磁耦合、齿轮组、 机械计数器等。机械计数器等。 电子式电子式 机械式机械式 电子电子 式式 机械式机械式 涡轮流量计的工作原理涡轮流量计的工作原理 涡轮流量计是由传感器和 转换显示仪组成，传感器 采用多叶片的转子感受流 体的平均流速，从而推导 出流量或总量。 涡轮流量计的工作原理涡轮流量计的工作原理 当气流进入流量计时当气流进入流量计时，首先经过机芯的
14、前导流体并加速首先经过机芯的前导流体并加速，在流体的在流体的 作用下作用下，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力此时涡轮产生转动力 矩矩，在涡轮克服阻力矩和磨擦力矩后开始转动在涡轮克服阻力矩和磨擦力矩后开始转动。当诸力矩达到平衡时当诸力矩达到平衡时， 转速稳定转速稳定，涡轮转动角速度与流量成线性关系涡轮转动角速度与流量成线性关系，对于机械计数器式的对于机械计数器式的 涡轮流量计涡轮流量计，通过传动机构带动计数器旋转计数通过传动机构带动计数器旋转计数。对采用电子式流量对采用电子式流量 积算仪的流量计积算仪的流量计，通过旋转的发讯盘或信号传感器以及放
15、大电路输出通过旋转的发讯盘或信号传感器以及放大电路输出 代表涡轮旋转速度的脉冲信号代表涡轮旋转速度的脉冲信号，该脉冲信号的频率与流体体积流量成该脉冲信号的频率与流体体积流量成 正比正比。即即 f=KQ 式中：式中：K是涡轮流量计的仪表系数是涡轮流量计的仪表系数，其含义为单位体积流体通过流量其含义为单位体积流体通过流量 计时输出的脉冲数计时输出的脉冲数（1/L或或1/m3），在流量计的使用范围内在流量计的使用范围内，它应该它应该 是个常数是个常数。 涡轮流量计的特点涡轮流量计的特点 优点： 精确度高：全量程一般为1 2.0，高精度型为 0.5 1.0；属于高精确度的一种。 量程比宽：中大口径可达
16、:40:1或10：1，小口径为 6:1或 5:1,涡轮流量计的最大流量值大于很多其它流量计。 适应性强：涡轮流量计可做成封闭结构，其转速信号是 非接触测量，所以容易实现耐高压设计。口径4-750mm， 压力250bar,温度为-20-25。C 刻度线性。 反应迅速，可测脉动流量。 数字信号输出：涡轮流量计输出为流量成正比的脉冲数字 信号，它具有在传输过程中准确度不降低、易于累积、易 于送入计算机系统的优点。 缺点: 要长期保持校准特性，需要定期校验。介质中含有 的悬浮物或腐蚀性成份，会造成轴承磨损及卡住等问题， 会改变其精度并限制其适用范围，虽然采用耐磨硬质合金 轴和轴承后情况有所改进，但此问
17、题还是存在。因此必须 定期校准，对于贸易储运和高精度测量要求的，最好配备 现场校验设备。 定期加油以保证轴承的充分润滑，以保证计量精度 和延长使用寿命。 介质的物理特性（如密度、粘度等）对涡轮流量计的 特性有较大影响。气体流量计易受密度影响，与温度、压 力关系密切，因此要进行温压修正。 涡轮流量计的选型涡轮流量计的选型 （1）流量计本体最好选区用不锈钢材料以防腐，如是防 爆区还必须是防爆材料。 （2）轴承一般有炭化钨，聚四氟乙烯，碳石墨三种规格： 碳化钨的精度最高，它作为工业控制的标准件；聚四氟乙 烯，碳石墨能防腐，一般在化工场所优先考虑。轴承的寿 命与流速的平方成反比，故流速最好的在最大流速
18、的1/3 速度比较好。 （3）感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数 字电信号，它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线，脉冲信 号的频率范围随测量的流量大小成线性变化，典型的范围 为10:1，25:1 和100:1三种规格。电磁线圈的电阻一般小 于2000，大于该值可能损坏。 涡轮流量计的安装涡轮流量计的安装 （1）变送器的电源线采用金属屏蔽线，接地要良好可靠。 电源为直流24V，650阻抗。 （2）流量计应水平安装，避免垂直安装，并保证其前后 有适应的直管段，一般前10D，后5D。 （3）保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致， 不得装反。 （4）被测介质对涡轮不能有腐蚀，特别是轴承处，
19、否则 应采取措施。 （5）注意对磁感应部分不能碰撞。 （6）安装涡轮流量计前，管道要清扫。被测介质不洁净 时，要加过滤器。否则涡轮、轴承易被卡住，测不出流量 来. 流量计的使用与维护流量计的使用与维护 （1）涡轮流量计启动操作 1、涡轮流量计启动操作 （1）检查涡轮流量计的电源线和信号线是否安装正确。 （2）检查涡轮流量计处的压力变送器与温度变送器安装、 接线是否正确。 （3）检查法兰及管线连接处有无泄漏。 （4）确保计数器正确旋转，接通流量计算机电源。 （5）缓开涡轮流量计上游阀门，然后缓开流量计下游阀 门，涡轮流量计启动。 2、涡轮流量计关闭操作 （1）关闭涡轮流量计上游阀门，切断来气。
20、（2）关闭涡轮流量计下游阀门。 3、涡轮流量计的维护保养 （1）运行时检查涡轮流量计各连接点是否有漏气现象。 （2）注意听涡轮是否有异响，若有，仔细分析，判断原 因，并排除。 （3）长时间没有使用涡轮流量计，启用前应仔细检查和 试运行。 （4）涡轮在运转时每年加注6次（每两个月一次）专用润 滑油。 二二 超声波流量计超声波流量计 1、声波的概念 声波的概念 它是由于物体振动而产生的一种机械波。 人能听见的声波，其频率在20Hz20kHz 低于20Hz的叫次声波； 高于20kHz的叫超声波。 声波是如何产生的 ？ 当振动体与介质相接触时，便产生 声波。 声波的频率 (Hz) 单位时间内通过某一给
21、定点的声波的数 量叫声波的频率。 超声波的物理性质 超声波在液体、固体中衰 减很小，穿透能力强，特 别是固体，超声波能穿透 几十米的厚度。在碰到杂 质或分界面，就会产生类 似于光波的反射、折射现 象 超声波的传播速度 对于液体，其传播速度与液体的密度、压缩性能有关，密 度越小、压缩系数越大，传播速度越慢。 对于气体，其传播速度与气体的种类、压力及温度有关， 温度越高，传播速度越快。 对于固体，其传播速度与固体的密度和弹性模量有关，密 度越小、模量越大，传播速度越快。 超声波在传播中其强度会有衰减，衰减与传播距离d 、介 质密度有关，传播距离越长，衰减越多；介质密度p越大， 衰减越多。 超声波流
22、量计概念超声波流量计概念 外夹式或者管段式超声波流量仪表是以“速度差法”为原 理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲 技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能 适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达 到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电 力、给排水等领域。 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲) 的作用以测量流量的仪表。（定义）（定义） 超声波流量测量原理超声波流量测量原理 （1）基本原理 超声波在流动介质中传播 时，其传播速度与在静止 介质中的传播速度不同， 其变化量与介质流速有关。 测得这一速度变化量就能 求得介质的流速，进而求
23、 出流量。 超声波在管道内顺逆传播情况超声波在管道内顺逆传播情况 超声波流量计测量的方法超声波流量计测量的方法 利用超声波测量流量的方法很多。根据对信号检测的方式 的不同主要分为： 原理 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法 (直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、 多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。 根据超声波在流体中顺流与逆流传播的速度之差与流体流 速有关的原理实现流体流量的测量。 按照具体测量参数的不同又可分为：时间差法、相位差法、 频率差法。 a、相差法：检测相位差。由于相位测量技术较复杂， 实际应用较少。 b、频差法：检测f频率差。主要用于大口径测量。
24、 c、时差法：检测t时间差。测量中小口径流量准确度高， 应用广泛。 下面主要讨论传播速度法中时差法的原理和推导。 时差发的工作原理时差发的工作原理 时差法：利用声波在流 体中顺流传播和逆流传 播的时间差与流体流速 成正比这一原理来测量 流体流量的。原理如下 图所示： 如图所示，超声波换能器1和2相对安装在管道两侧，一个 处于上游，一个处于下游，交替发送和接收超声波信号。 从换能器1到换能器2的超声波，因为是顺流方向，故速度 加快。关系式为 L=(C+Vcos)T1 反之，从换能器2传送到换能器1的超声波，因为逆流方向， 速度会减慢关系式为 L=(C-Vcos)T2 式中 L换能器之间的距离 C
25、超声波在静止流体中的传播速度 V流体在换能器之间的平均流速 超声波传送方向与流体方向的夹角 T1 ，T2换能器之间声波传送时间 整理得出 V=L( T2- T1)/2 T1 T2cos 流量=流速截面积，求出流速，就可以得出流量。 超声波流量计的特点超声波流量计的特点 优点 （1）超声波流量计属于非接触式测量，对流体场无干扰， 无阻力件，不产生压力损失。 （2）安装方便。只要将管外壁打磨光，摸上硅油，使其接 触良好即可。 （3）超声波流量计受介质物理性质的限制比较少，适应性 较强。可测量各种介质，适合于腐蚀性、粘性、混浊度大的 流体，尤其是大管径管道流体，而且测量精度高。 （4）测量管径大。超
26、声波流量计最大测量管径可达10m， 这是其他流量计所不能比拟的。同时，超声波流量计的价格 不受管径影响，而其他流量计管径越大价格越高。 缺点 （1）换能器的安装直接影响到计量的准确度，因此对安装 的要求十分严格。 （2）结构较为复杂，故障排除较困难，抗干扰性较差，对 安装地点环境要求较高。 （3）无压流时，超声波流量计的上、下游直管段为10D和 5D；压力流时，上下游所需直段比无压流时更长为20D和 10D。 （4）管道口径小时，价格较高。 超声波流量计的安装超声波流量计的安装 1、在安装之前，应当检查超声波流量计以确 信没有由运输引起的损坏及所有附件完整无缺。 2、换能器可安装在水平或垂直管
27、道上，安装 在水平管道上时，为避开管道顶部的气隙和底部 的沉积的泥沙，尽可能安装在与水平面呈45角 的位置。换能器安装在垂直管道上时，要求流体 方向垂直向下。 3、测量管内的流体必须充满管道。 4、换能器安装距离要求。换能器的安装距离是根据流 体、管道、换能器的安装方式等各种参数综合运算的结果。 5、单向计量时，气流与流量计正方向一致。 6、管道条件要求。若存在以下缺陷，应重新选择安装 位置： 管壁厚度不均，有明显的凹凸不平； 管道内壁有较厚的附着层； 衬里与管道内壁，有空气夹层。 7、上下游直管段内径与流量计内径之差小于流量计内 径的1%，其绝对值应小于5mm。 超声波流量计安装位置超声波流
28、量计安装位置 选择安装管段对测试精度影响很大，所选管段应避开干扰 和涡流这两种对测量精度影响较大的情况，一般选择管段 应满足下列条件： 1、避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动 干扰处安装机器； 2、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段； 3、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于 10D（注：D=直径），下游要大于5D； 4、安装点上游距水泵应有30D距离； 5、流体应充满管道； 超声波流量计的使用超声波流量计的使用 1、流量计投用以前应该按国家标准或规程进行检定或实 流校准。 2、检查各种信号线，电源线连接完好。 3、先打开进口旁通阀，给管道缓慢充气，然后缓慢打开 进
29、口截止阀（至少持续一分钟），避免流量计过高压差或 过高流速，给管道缓慢加压，达到流量计的运行压力。注 意:压力剧烈震荡或不当的高速加压会损坏流量计 4、检查所有的法兰连接处和引压接头及温度传感器的插 入接头处是否有气体泄漏。 5、接线检查：对照厂家提供的系统接线图，检查所有接 线无误。 6、流量计最高流速不超过30m/s 7、流量计在启用前要求进行零流量测试，现场不具备条 件应进行工况条件下的零流量测试（零流量测试就是关闭 超声流量计的上、下游阀门，使流过流量计的气体流速为 零，等管道内气体温度稳定后，读取零流速读数，每个声 道的气体流速至少记录30s，要求零流速读数应小于 12mm/s。）
30、超声波流量计主要故障超声波流量计主要故障 超声波流量计启动后，仪表没有输出信号或输出信号误差 很大，可能出现以下问题： 1、两换能器安装位置不对； 2、仪表设定的管径、衬里、流体等参数有误； 3、换能器安装在焊缝处、连接处、或流体不满管， 或管底有杂质、泥沙等； 4、直管段长度不够，或附近有泵； 5、流体中气泡太多，或浑浊度太高； 6、管道内部有结垢，凹凸不平； 7、衬里太厚，有剥落； 8、换能器和转换器间的电缆太长； 9、附近有无线电波干扰。 超声波流量计分类超声波流量计分类 插入式超声流量计：可不停产安装和维护。采用陶瓷传感 器，使用专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测 量，为了提高
31、测量准确度，可选择三声道。 管段式超声流量计：需切开管路安装，但以后的维护可不 停产。可选择单声道或三声道传感器。 外夹式超声流量计：能够完成固定和移动测量。采用专用 耦合剂（室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂）安装， 安装时不损坏管路。 便携式超声流量计：便携使用，内置可充电锂电池，适合 移动测量，配接磁性传感器。 便携式超声流量计： 1、非接触式测量方式、体积小、携带方便 2、适用于现场测量各种尺寸管道导声介质 3、内置镍氢充电电池工作时间达20小时以上 4、用户界面灵活，使用简单 5、智能型现场打印功能，保证流量数据的完整 6、配备一体式铝合金防护箱，可在野外恶劣环境中使用 手持式超声流
32、量计：体积小，重量轻，内置可充电锂电池， 手持使用，配接磁性传感器。 防爆型超声流量计：用于爆炸性环境液体流量测量，为防 爆兼本安型。即转换器为防爆型，传感器为本质安全型。 超声波流量计探头超声波流量计探头 探头（传感器） 探头根据实际测量管道可分三种： S型传感器(15100mm) M型传感器(50700mm) L型传感器(3006000mm) 超声波流量常见问题超声波流量常见问题 1、瞬时流量波动大? 信号强度大,本身测量流体波动大. 解决方法:调整好探头位置,提高信号强度,保证 信号强度稳定,如本身流体波动大,则位置不好,重 新选点,确保前10D后5D的工况要求. 2、外夹式超声波流量计
33、信号低? 这个取决于仪表本身的技术含量,经过现场大量的测 试实例证明,像管道时间长,结垢严重,管径大的问题,艾拓利 尔AFTU-2W系列较其他外夹式超声波流量计,出信号非常 快,而且信号很稳定。. 解决方法:对于管径大、结垢严重、建议选用品质好 的外夹式超声波流量计，探头安装处管道要打磨干净,用 耦合剂或耦合片排除探头与工件表面之间的空气，使超声 波能有效地传入管道内，保证探测面上有足够的声强透射 率. 3、测量介质中偶尔有气泡产生,用时差法的超声波流量计 是否有影响？ 今艾拓利尔AFTU-2W系列外夹式超声波流量计有双 模式,当有气泡时,可以自动转入多普勒模式去测量,当气泡 消失时,会自动转
34、入时差法测量. 4、仪表在现场强干扰下无法使用？ 现场有变频器或高电压电缆场强电磁干扰 建议：远离变频器或高电压电缆场强电磁干扰 5、目前市场上外夹式的超声波流量计管径最小能测到多 少?温度最高多少？ 解答：现在全世界只有艾拓利尔AFTU-2W系列最小 管径能测到6mm,温度能测到550，像测熔盐和导热油这 类工况，这是其他品牌流量计无法做到的。 6、怎样选择一款合适的超声波流量计？ 解答： 管道材质、管壁厚度及管径；流体类型、是否 含有杂质、气泡以及是否满管；流体温度，流量计类型， 是便携的还是固定在线的。 超声波技术优势（与其他原理相比）超声波技术优势（与其他原理相比） 不受电率、压力、温
35、度以及粘度的影响， 与介质不接触，尤其适用于腐蚀性介质的测量 安装简单，费用低 可在现有管道上安装，无需切断工艺管道 无挠流件，无需缩径 无泄漏 成本低 腰轮流量计（罗茨流量计）腰轮流量计（罗茨流量计） 罗茨流量计又叫腰轮流量计，是一种容积式流量计。罗茨流量计又叫腰轮流量计，是一种容积式流量计。 它内部设计有构成一定容积的计量室空间，利用机械测量 元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据 计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来 测量流量体积总量。 容积式流量计是一种具有历史悠久的流量仪表，具有对上 游流速分布不敏感，测量精度高，可用于高粘度流体并直 接得到流体累计流量等特
36、点。 腰轮流量计结构和原理腰轮流量计结构和原理 腰轮流量计的结构组成： 腰轮流量计腰轮流量计结构结构 （1 1）结构：腰轮流量计由）结构：腰轮流量计由壳体壳体、腰轮转子组件腰轮转子组件 （即内部测量元件）、（即内部测量元件）、驱动齿轮与计数指示组件驱动齿轮与计数指示组件 等构成。等构成。 在腰轮流量计的壳体内有一个计量室，计量室内在腰轮流量计的壳体内有一个计量室，计量室内 有一对或两对可以相切旋转的腰轮（由此得名腰有一对或两对可以相切旋转的腰轮（由此得名腰 轮流量计），在流量计壳体外面与两个腰轮同轴轮流量计），在流量计壳体外面与两个腰轮同轴 安装了一对驱动齿轮，它们相互啮合使两个腰轮安装了一对
37、驱动齿轮，它们相互啮合使两个腰轮 可以相互联动。可以相互联动。 工作原理是利用测量元件两个腰轮，把流体连续不断 的分割成单个的体积部分，利用驱动齿轮和计数指示结构 计量出流体总体积量。它有两个腰轮（酷似8字形）状的 共轭转子，分别控制在各自的转轴上，有一个腰轮转动， 另一个就跟着（同步齿轮联接）反向转动， 相互间始终保持着一条线接触 （准确说是接近），既不能相 互卡住，又不能有泄露间隙。 腰轮流量计工作原理腰轮流量计工作原理 流量计的工作原理可以从图中的4个过程来分析。当有气 体通过流量计时，在流量计进出口气体压力差的作用下，两 腰轮将按如图方向旋转。当在进气口充入气体时，两个腰轮 都向外转，
38、如图位置1所示。当下边的腰轮放横（水平状态） 时，在它下边存有一定体积量的气体，连续转动时，一定体 积量的气体将从排气口排出，见图位置2所示。 位置1 位置2 腰轮流量计工作原理腰轮流量计工作原理 位置1 位置2 腰轮流量计工作原理腰轮流量计工作原理 上边的腰轮将进来的气体存入上腔中，并将气体送出排 气口，见图位置3、位置4所示。当进气压力高于排气压力 时，两个腰轮将连续转动，一次次地排出气体。当两个腰 轮各完成一周的转动时所排出的气体为一回转量V。在腰 轮转动轴上带动一副蜗轮副和一套变速齿轮组合传送到计 数装置进行累计流量计量。 位置3 位置4 腰轮流量计工作原理腰轮流量计工作原理 流体从流
39、入口送到流出口， 只要知道计量室空间的容 积和腰轮转动的转数，就 可得到被计量流体的体积 量。设计量室的容积为VI， 流体流过时，腰轮的转数 为N，则在N次动作的时间 内流过流量计的流体体积 V为: V=4NVI 循环体积循环体积= 4 Ve 工作原理总结工作原理总结 当被测气体流经计量室时，流量计的进出口端形 成一个差压，在此压力推动下，使腰轮旋转，同 时通过固定在腰轮上的一对齿轮，使两个腰轮交 换驱动旋转。由于计量腔的容积是一个固定值， 所以，被测气体的流量与腰轮转数成正比，并通 过一定传动比的变速机构传给计数器，计数器的 累计值即是被测气体在某段时间内的体积流量(基 型)。 罗茨流量计的
40、特点罗茨流量计的特点 长：使用寿命长，可达20年以上，体积计量精度保持不变， 不须调整； 宽：范围度宽，精度不受压力和流量变化影响； 高：精度高，经过精密加工的非磨损计量腔和转动部件， 保证了罗茨流量计的精确计量； 低：始动流量极低（ 30100l/h ），保证计量不丢量，减 小输差。 小：压力损失小。 腰轮气体流量计的选择腰轮气体流量计的选择 1）腰轮流量计的选择 腰轮气体流量计的产品型式很多，每种产品对介质的适应 性不同，且各有特点，所以根据被测介质的特性和使用要 求，来合理选择流量计非常重要。选定了流量计后，正确 的安装和使用，定期维护是保持流量计高准确度正常工作 的保证。 腰轮气体流量
41、计的选择要考虑如下三个方面：流量计的型 式、流量计的性能、流量计的配套设备。 腰轮气体流量计型式的选择应根据实际工作条件和被测介 质特性进行。 在腰轮气体流量计性能选择方面主要应考虑以下五个要素 1、流量范围； 2、测量准确度； 3、耐压性能（工作压力）； 4 、压力损失； 5 、使用目的。 腰轮气体流量计的安装腰轮气体流量计的安装 安装的一般要求如下： 环境条件：周围无腐蚀性气体，机械振动小，灰尘 少且远离热源的场所。对于配有体积修正仪的智能型流 量计，还应有符合规定的电磁环境。 环境温度：一般不超过-20+80范围。 管道条件：在安装流量计前，管道必须进行清洗和吹 扫，清楚一切杂物、锈蚀和
42、污垢。连续管道一般应与流 量计进出口等口径同轴线，不得有凸出管壁的凸出物突 入管道内。流量计应采取无应力安装，充分考虑工作温 度引起的管道应力。 腰轮气体流量计是少数几种使用时仪表前不需要前后直管 段的流量计之一。腰轮气体流量计根据其工作原理有不同 的安装方式，例如气体腰轮流量计根据工作原理和气质情 况，大多数要求在垂直管道上安装，膜式燃气表则要求在 水平管道上安装。 为了便于检修维护和不影响流通和使用，流量计安装一般 都要设置旁路管道。在垂直管道上安装时，流量计一般应 安装在旁路管道中，以防止主管道杂物沉积于流量计内。 腰轮气体流量计的使用腰轮气体流量计的使用 安装好流量计后，正确使用和及时
43、维护流量计极为重要。 只有正确使用流量计，才能使流量计在规定的准确度范围 内工作；只有及时维护使用中的流量计，才能使流量计正 常运转。在试运行和正常运行中，腰轮气体流量计的使用 应注意以下问题： （1）试运行 新选型设计的或重新安装的腰轮气体流量计系统，经 安装检查后，应进行试运行工作检验。试运行工作应按下 述程序运行。 关闭流量计前后的阀门（开关阀和调节阀），缓慢打开旁 通阀，使气体从旁通阀流过，冲洗管道中残留的杂物并使 流量计进出口压力平衡。若无旁通管路，则可先用一短管 代替流量计装在管路中使气体通过，待管路被洗干净后， 取下短管换上流量计。 启动流量计工作。对有信号远传的智能型流量计。先
44、接好 信号线和电源线，接通电源使仪表正常工作。然后，先缓 慢打开流量计前的开关阀，再缓慢打开流量计后的调节阀， 最后缓慢关闭旁通阀门。用流量计出口的调节阀调节流量， 使流量计在正常流量下工作。 如果被测气体的温度很高，与环境温度的温差较大，则流 量计运行前应注意对计量系统进行预热，使流量计和管路 系统慢慢升温以保证流量计正常运行。 观察记录各项运行参数的变化，例如温度、压力等系统应 没有大的振动、噪声和泄露等情况，经稳定运行一段时间 后，试运行结束后。 正常运行正常运行 腰轮气体流量计计量系统经试运行正常从而投入正 常运行后，操作人员应从以下几方面做好使用和维护工 作。 运行时经常注意被测介质的流量、温度、压力等参数是否 符合流量计的使用范围。如偏离较大，应查明原因，并 考虑解决方法。 启动和关闭流量计的工作仍应按试运行时的顺序进行。一 般应制定严格的操作程序及规范，包括流量计的使用规 范、检验流量计的操作规程和检定周期、流量计故障处 理程序、备用流量计的启用规定及流量计和旁通阀的封 印等。 定期对整个计量系统进行 检查、维护和检验。内容 包括流量计、阀门和管路 系统，过滤器等配套设备， 温度计、压力表和密度计 等测量仪表，安全阀、限 流阀和报警器等保护设备， 以及流量显示仪表、记录 装置、补偿装置等流量辅 助设备。
