用单片机测量流体流速的_流量测量的主要方法
電磁流量計
由于流量檢測的復雜性和多樣性,流量檢測的方法非常多,常用于工業(yè)生產(chǎn)中的有10多種。
流量測量與儀表可以分為測量瞬時流量和總流量兩類。生產(chǎn)過程中流量大多作為監(jiān)控參數(shù),測量的是瞬時流量,但在物料平衡和能源計量的貿(mào)易結算中多數(shù)使用總量表。有些流量計備有累積流量的裝置,可以作為總量表使用。也有一些總量表備有流量的發(fā)訊裝置用來測量瞬時流量。
按測量方法和結構分類,大致可以分成兩大類:測量體積流量和測量質(zhì)量流量。
1、測體積流量
測體積流量的方法又可分為兩類:容積法(又稱直接法)和速度法(又稱間接法)。
(1)容積法。在單位時間內(nèi)以標準固定體積對流動介質(zhì)連續(xù)不斷地進行度量,以排出流體的固定容積數(shù)來計算流量。流量越大,度量的次數(shù)越多,輸出的頻率越高。容積法受流體流動狀態(tài)影響較小,適用于測量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。
根據(jù)回轉(zhuǎn)體形狀不同,產(chǎn)品有適于測量液體的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉(zhuǎn)活塞和刮板式流量計;適于測量氣體流量的伺服式容積流量計、皮膜式流量計等。
(2)速度法。速度法先測出管道內(nèi)的平均流速,再乘以管道截面積求得流體的體積流量。速度法可用于各種工況下的流體的流量測量,但測量平均流速受管路條件影響較大,流動產(chǎn)生的渦流以及截面上流速分布不對稱等都會影響測量精度。
基于速度法測量流量的方法主要有以下幾種。
a.差壓式。又稱節(jié)流式,利用節(jié)流件前后的差壓和流速關系,通過差壓值獲得流體的流速。
b.電磁式。導電流體在磁場中運動產(chǎn)生感應電勢,感應電勢大小與流體的平均流速成正比。
c.旋渦式。流體在流動中遇到一定形狀的物體會在周圍產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,旋渦釋放的頻率與流速成正比。
d.渦輪式。流體作用在置于管道內(nèi)部的渦輪上使渦輪轉(zhuǎn)動,其轉(zhuǎn)動速度在一定流速范圍內(nèi)與管道內(nèi)流體的流速成正比。
e.聲學式。根據(jù)聲波在流體中傳播速度的變化得到流體的流速。
f.熱學式。利用加熱體被流體的冷卻程度與流速的關系來檢測流速。
基于速度法的流量檢測儀表有節(jié)流式流量計、靶式流量計、彎管流量計、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、旋渦流量計、渦輪流量計、超聲流量計、熱式流量計等。
2、測質(zhì)量流量
盡管體積流量乘以密度可以得到質(zhì)量流量,但測量結果卻與密度有關。在化工生產(chǎn)過程中有時流體密度不恒定,不能得到質(zhì)量流量,而很多場合又需要得到質(zhì)量流量。如石油行業(yè)要對產(chǎn)品流量精確計量,希望得到不受外界條件影響的質(zhì)量流量,如果采用先測得體積流量再乘以密度求取質(zhì)量流量的方法,由于流體密度會隨著溫度、壓力而變化,因此須在測量體積流量和密度的同時,測量流體介質(zhì)溫度值及壓力值,進行補償,再得到質(zhì)量流量。當溫度、壓力變化頻繁或組分波動時,增加了換算次數(shù),無法提高計量精度。
質(zhì)量流量計是以測量流體經(jīng)過的質(zhì)量為依據(jù)的流量檢測儀表,具有精度不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響的有點。質(zhì)量流量的測量方法也分為直接法和間接法兩類。直接法測量質(zhì)量流量有科里奧利力式流量計、量熱式流量計、角動量式流量計等;間接法(又稱推導法)測出流體的體積流量,以及密度(或溫度和壓力),經(jīng)過運算求得質(zhì)量流量,主要使用壓力溫度補償式質(zhì)量流量計。
旋進漩渦流量計
總結
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