流量計

       一、孔板流量計

       孔板流量計是將標準孔板與多參量差壓變送器（或差壓變送、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量?？装辶髁坑嫳粡V泛適用于煤炭、化工、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。

       特點：

       優(yōu)點：

       1、標準節(jié)流件是全用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量傳感器中也是..的；

       2、結構易于復制，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉；

       3、應用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流，一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆可以測量；

       4、檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn)，便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

       缺點：

       1、測量的重復性、..度在流量傳感器中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，..度難于提高；

       2、范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關,一般范圍度僅3∶1～4∶1；

       3、有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對較大管徑，問題更加突出；

       4、壓力損失大；

       5、孔板以內孔銳角線來保證精度，因此傳感器對腐蝕、磨損、結垢、臟污敏感，長期使用精度難以保證，需每年拆下強檢一次；

       6、采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護工作量。

       二、文丘里流量計

       新一代差壓式流量測量儀表，其基本測量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流動連續(xù)性方程為基礎的流量測量方法。內文丘里管由一圓形測量管和置入測量管內并與測量管同軸的特型芯體所構成。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內表面相似的幾何廓形，并與測量管內表面之間構成一個異徑環(huán)形過流縫隙。流體流經(jīng)內文丘里管的節(jié)流過程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。內文丘里管的這種結構特點，使之在使用過程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問題，并能對節(jié)流前管內流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進行有效的流動調整（整流），從而實現(xiàn)了高..度與高穩(wěn)定性的流量測量。

       特點：

       優(yōu)點：如果能完全按照ASME標準..制造，測量精度也可以達到0.5%,但是國產(chǎn)文丘里由于其制造技術問題,精度很難保證,國內老資格的技術力量雄厚的開封儀表廠也只能保證4%測量精度，對于超超臨界發(fā)電的工況，這種喉管處的均壓環(huán)在高溫高壓下使用是一個很危險的環(huán)節(jié)，不采用均壓環(huán)，就不符合ASNE ISO5167標準，測量精度就無法保證，這是高壓經(jīng)典式文丘里制造中的一個矛盾。

       缺點：喉管和進口/出口一樣材質,流體對喉管的沖刷和磨損嚴重，無法保證長期測量精度。結構長度必須按ISO-5167規(guī)定制造,否則就達不到所需精度,由于ISO-5167對經(jīng)典文丘里的嚴格結構規(guī)定,使得它的流量測量范圍.大/.小流量比很小,一般在3–5之間.很難滿足流量變化幅度大的流量測量.

       三、渦輪流量計

       智能液體渦輪流量計是采用先進的超低功耗單片微機技術研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，是速度式流量計中的主要種類,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體的作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，即電脈沖信號，此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。

       特點：

       具有機構緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。

       四、靶式流量計

       靶式流量計于六十年代開始應用于工業(yè)流量測量，主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測量，先后經(jīng)歷了氣動表和電動表兩大發(fā)展階段，SBL系列智能靶式流量計是在原有應變片式（電容式）靶式流量計測量原理的基礎上，采用了.新型力感應式傳感器作為測量和敏感傳遞元件，同時利用了現(xiàn)代數(shù)字智能處理技術而研制的一種新式流量計量儀表。

       特點：

       1、整臺儀表結構堅固無可動部件，插入式結構,拆卸方便；

       2、可選用多種防腐及耐高低溫材質（如哈氏合金，鈦等）；

       3、整機可做成全密封無死角（焊接形式），無任何泄漏點，可耐42MPa高壓；

       4、儀表內設自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然；

       5、傳感器不與被測介質接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠；

       6、可就地采用干式標定方法，即采用砝碼掛重法。單鍵操作可完成標定；

       7、具有多種安裝方式供選擇，如選擇在線插入式，安裝費用低；

       8、具有一體化溫度、壓力補償，直接輸出質量或標方；

       9、具有可選小信號切除、非線性修正、濾波時間可選擇；

       10、能準確測量各種常溫、高溫500度、低溫-200度工況下的氣體、液體流量；

       11、計量準確，精度可達到0.2%；

       12、重復性好，一般為0.05%～0.08%，測量快速；

       13、壓力損失小，僅為標準孔板的1/2△P左右；

       14、抗干擾，抗雜質能力特強；

       15、可根據(jù)實際需要更換阻流件（靶片）而改變量程；

       16、低功耗電池現(xiàn)場顯示，能在線直讀示值，顯示屏可同時讀取瞬時和累積流量及百分比棒圖；

       17、安裝簡單方便，極易維護；

       18、多種輸出形式，能遠傳各種參數(shù)；

       19、抗震動性強，一定范圍內可測脈動流。

       五、噴嘴流量計

       噴嘴流量計是測量流量的差壓發(fā)生裝置，配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量。標準噴嘴節(jié)流裝置與差壓變送器配套使用，可測量液體、蒸汽、氣體的流量，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門。

       一體式安裝由智能顯示儀（多參差變送器）和噴嘴裝置一道組成噴嘴流量計。它自帶有高品質的差壓傳感器、壓力傳感器，熱電阻溫度傳感器。AW2003-型智能顯示儀（多參差變送器）不僅在差壓傳感器量程范圍自動適應，而且各種補償系數(shù)如：流出系數(shù)C、流束膨張系數(shù)ε等均進行在線計算，真正實現(xiàn)了擴大量程的同時保證計量的精度。采用大屏幕LCD同屏顯示累積流量、瞬時流量、瞬時壓力、瞬時溫度值，不用人工切換。4-20mA兩線制瞬時流量輸出。分本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類。分體式安裝由獨立的噴嘴裝置、差壓、壓力、溫度變送器、流量計算儀、截止閥等部份組合而成。各部份之間的連接組合由用戶自己完成。

       特點：

       與孔板流量計相比，噴嘴流量計的壓力損失較小，因而節(jié)約能源，比較堅固耐用，適合高溫高壓流體，廣泛使用在電力、化工等行業(yè)的蒸汽流量測量。噴嘴流量計包括標準噴嘴（ISA1932噴嘴）、長頸噴嘴兩種。其設計制造均符合國際標準ISO5167或國家標準GB/T2624的規(guī)定。

       六、節(jié)流流量計

       在氣體的流動管道上裝有一個節(jié)流裝置，其內裝有一個孔板，中心開有一個圓孔，其孔徑比管道內徑小，在孔板前燃氣穩(wěn)定的向前流動，氣體流過孔板時由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂，因而流速將發(fā)生變化，速度加快，氣體的靜壓隨之降低，于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落，即差壓（孔板前截面大的地方壓力大，通過孔板截面小的地方壓力?。?。差壓的大小和氣體流量有確定的數(shù)值關系，即流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。節(jié)流式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

       特點：

       節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計．是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的.常用的一種流量儀表．據(jù)調查統(tǒng)計，在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計有(70—80)%左右是節(jié)流式流量計．在整個工業(yè)生產(chǎn)領域中，節(jié)流式流量計也占流量儀表總數(shù)的一半以上．節(jié)流式流量計所以得到如此廣泛的應用，主要是因為它具有以下兩個非常突出的優(yōu)點：

       1.結構簡單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準確度．能滿足工程測量的需要。

       2.有很長的使用歷史，有豐富的、可靠的實驗數(shù)據(jù)，設計加工已經(jīng)標準化．只要按標準設計加工的節(jié)流式流量計，不需要進行實際標定，也能在已知的不確定度范圍內進行流量測量。

       尤其是第二個優(yōu)點，使得節(jié)流式流量計在制造和使用上都非常方便．因為對一個流量計，特別是大流量測量用的流量汁，在檢定時將會遇到各種各樣的困難。

       七、電磁流量計

       電磁流量計是20世紀50~60年代隨著電子技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是應用電磁感應原理，根據(jù)導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器。

       特點

       1.測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響；

       2.測量管內無阻礙流動部件，無壓損，直管段要求較低。對漿液測量有獨特的適應性；

       3.合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；

       4.轉換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩(wěn)定、..度高。流量范圍度可達150：1；

       5.轉換器可與傳感器組成一體型或分離型；

       6.轉換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設定方便，編程可靠；

       7.流量計為雙向測量系統(tǒng)，內裝三個積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；

       8.轉換器采用表面安裝技術(SMT)，具有自檢和自診斷功能；

       9.測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系，因此測量精度高。

       10.測量管道內無阻流件，因此沒有附加的壓力損失；測量管道內無可動部件，因此傳感器壽命極長。

       11.由于感應電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。

       12.轉換器采用國際.新.先進的單片機（MCU）和表面貼裝技術（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點穩(wěn)定，參數(shù)設定方便。點擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時流量、流速、流量百分比等。

       13.雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質材料，確保產(chǎn)品的性能在長時候內保持穩(wěn)定。

       溫度計

       八、固體膨脹式溫度計

       膨脹式溫度計

       膨脹式溫度計的測溫是基于物體受熱時產(chǎn)生膨脹的原理，可分為液體膨脹式和固體膨脹式兩種。這里主要介紹固體膨脹式溫度計中的一種介紹雙金屬溫度計。

       雙金屬溫度計

       雙金屬溫度計是把兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片焊接在一起制成的，是一種固體膨脹溫度計，結構簡單、牢固。雙金屬溫度計可將溫度變化轉換成機械量變化，不僅用于測量溫度，而且還用于溫度控制裝置(尤其是開關的“通斷”控制)，使用范圍相當廣泛。

       九、熱電偶溫度計

       熱電偶溫度計是在工業(yè)生產(chǎn)中應用較為廣泛的測溫裝置。兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。

       熱電偶傳感元件是由兩根不同材質的金屬線組成，結構簡單，使用方便，..度高，量程范圍寬，抗振，適用于中高溫溫區(qū)。

       特點：

       優(yōu)點：

       1.測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。

       2.測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶.低可測到-271--+2800℃如金鐵鎳鉻和鎢-錸。

       3.構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。

       4.輸出信號線性好，方便實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化。

       缺點：

       微分熱電勢較小，因而靈敏度較低;價格較貴，機械強度低，不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。

       十、壓力式溫度計

       壓力式溫度計的原理是基于密閉測溫系統(tǒng)內蒸發(fā)液體的飽和蒸氣壓力和溫度之間的變化關系，而進行溫度測量的。當溫包感受到溫度變化時，密閉系統(tǒng)內飽和蒸氣產(chǎn)生相應的壓力，引起彈性元件曲率的變化，使其自由端產(chǎn)生位移，再由齒輪放大機構把位移變?yōu)橹甘局?，這種溫度計具有溫包體積小，反應速度快、靈敏度高、讀數(shù)直觀等特點，幾乎集合了玻璃棒溫度計、雙金屬溫度計、氣體壓力溫度計的所有優(yōu)點，它可以制造成防震、防腐型，并且可以實現(xiàn)遠傳觸點信號、熱電阻信號、0-10mA或4-20mA信號。是目前使用范圍.廣、性能.全面的一種機械式測溫儀表。

       特點:

       具有測溫探頭小，靈敏度高、線性刻度、壽命長等特點。

       溫度計

       十一、彈簧管式壓力儀表

       彈簧管式壓力表的工作原理是：在表殼里裝有一個用磷銅制成的橢圓形彈簧管，管的一端固定并與存水彎管相連接，另一端封閉與連桿和杠桿連接，指針固定在小齒輪軸上。當彈簧管內受壓時，由橢圓形膨脹為圓形，迫使彈簧管向外伸展，壓力越高，伸展越大，這一動作通過拉桿，杠桿，扇形齒輪，小齒輪傳遞給指針，指針轉動指示出容器內的壓力。當容器內無壓力時，彈簧管恢復原樣，指針回到零位。指針指示為表壓，單位刻度應為MPa。

       特點：

       彈簧管式壓力表具有結構簡單，造價低廉，精度較高，便于攜帶，安裝使用方便，測壓范圍較寬等特點，所以應用十分廣乏。它是由表殼、彈簧管，固定端、拉桿，扇子齒輪、小齒輪、指針，游絲，管接頭等零件組成。

       十二、電接點式壓力儀表

       電接點壓力表基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質的壓力作用下，迫使彈簧管之末端產(chǎn)生相應的彈性變形一位移，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機構的傳動并予放大，由固定齒輪上的指示（連同觸頭）逐將被測值在度盤上指示出來。與此同時，當其與設定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸（動斷或動合）的瞬時，致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通，以達到自動控制和發(fā)信報警的目的。

       特點：

       在電接點壓力表裝置的電接觸信號針上，裝有可調節(jié)的..磁鋼，可以增加接點吸力，加快接觸動作，從而使觸點接觸可靠，消除電弧，能有效的避免儀表由于工作環(huán)境振動或介質壓力脈動造成觸點的頻繁關斷。所以電接點壓力表具有動作可靠、使用壽命長、觸點開關功率較大等優(yōu)點。

       十三、電容式壓力傳感器

       它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極，當薄膜感受壓力而變形時，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化型電容式傳感器，可分為單電容式壓力傳感器和差動電容式壓力傳感器。

       單電容式壓力傳感器

       它由圓形薄膜與固定電極構成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測量低壓，并有較高過載能力。還可以采用帶活塞動極膜片制成測量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜片提高靈敏度。它還與各種補償和保護部以及放大電路整體封裝在一起，以便提高抗干擾能力。這種傳感器適于測量動態(tài)高壓和對飛行器進行遙測。單電容式壓力傳感器還有傳聲器式（即話筒式）和聽診器式等型式。

       差動電容式壓力傳感器

       它的受壓膜片電極位于兩個固定電極之間,構成兩個電容器。在壓力的作用下一個電容器的容量增大而另一個則相應減小，測量結果由差動式電路輸出。它的固定電極是在凹曲的玻璃表面上鍍金屬層而制成。過載時膜片受到凹面的保護而不致破裂。差動電容式壓力傳感器比單電容式的靈敏度高、線性度好，但加工較困難（特別是難以保證對稱性），而且不能實現(xiàn)對被測氣體或液體的隔離，因此不宜于工作在有腐蝕性或雜質的流體中。

       十四、應變式壓力傳感器

       應變式壓力傳感器是壓力傳感器中應用比較多的一種傳感器，它一般用于測量較大的壓力，廣泛應用于測量管道內部壓力、內燃機燃氣的壓力、壓差和噴射壓力、發(fā)動機和導彈試驗中的脈動壓力，以及各種領域中的流體壓力等。

       特點：

       應變計中應用.多的是粘貼式應變計(即應變片)。它的主要缺點是輸出信號小、線性范圍窄,而且動態(tài)響應較差(見電阻應變計、半導體應變計)。但由于應變片的體積小,商品化的應變片有多種規(guī)格可供選擇，而且可以靈活設計彈性敏感元件的形式以適應各種應用場合，所以用應變片制造的應變式壓力傳感器仍有廣泛的應用。按彈性敏感元件結構的不同,應變式壓力傳感器大致可分為應變管式、膜片式、應變梁式和組合式4種。

       十五、U型壓力計

       壓力計的使用原理：當U型壓力計沒有與測壓點連通前，U型玻璃管內兩側的液面在零刻度線處相平。當U型管的一端與測壓點連通后，U型管內的液面會發(fā)生變化。若與測壓點連通一側的液面下降，說明測壓點處的壓力為正壓，反之則為負壓。

       特點：

       由于它結構簡單、堅固耐用、價格低廉、使用壽命長若無外力破壞幾乎可..使用、讀取方便、數(shù)據(jù)可靠、無需外接電力既無需消耗任何能源。故在工業(yè)生產(chǎn)各科研過程中得到非常廣泛的應用。

       液位計

       十六、差壓式液位計

       通過測量容器兩個不同點處的壓力差來計算容器內物體液位（差壓）的儀表。常規(guī)的差壓變送器通過測量容器中的液位壓力來進行液位的測量。例如，500毫米的水柱對應了500 mmH20的壓力。然而，在許多應用中，在液體之上有額外的蒸氣壓力。由于蒸氣壓力不是液位測量的一部分，需要使用引壓管和有密封件的毛細管來抵消它的存在。

       特點：

       雖然雙法蘭差壓液位系統(tǒng)是一種成熟可靠的的技術，卻一直以來很難在高型容器和塔中得到應用。因為這些都需要更長的毛細管以方便安裝，距離過長的毛細管使得壓力的傳輸變得誤差過大，并且在環(huán)境溫度變化較大的時候變得更為明顯。同時安裝過程要求較高，引壓管可能并不可靠，都是非常嚴重的困擾。

       十七、超聲波測量液位計

       超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。在測量中超聲波脈沖由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過壓電晶體或磁致伸縮器件轉換成電信號，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測液體表面的距離。由于采用非接觸的測量，被測介質幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測量。

       特點：

       1.具有抗干擾性強?？扇我庠O置上下限節(jié)點及在線輸出調節(jié)，并帶有現(xiàn)場顯示，可選擇模擬量，開關量及RS485輸出，方便的與相關設施接口。

       2.采用聚丙烯防水外殼。殼體小巧且相當堅固，具有優(yōu)良的耐化學品性，對于無機化合物，不論酸、堿、鹽溶液，除強氧化性物料外，幾乎都對其無破壞作用，對幾乎所有溶劑在室溫下均不溶解，一般烷、烴、醇、酚、醛、酮類等介質上均可使用。

       3.重量輕、不結垢、不污染介質。

       4.無毒性?？捎糜谒幤贰⑹称饭I(yè)設備安裝，維修極為方便。

       十八、電容式液位計

       電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1>ε2，則當液位升高時，電容式液位計兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，電容式液位計可通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確，因被測介質具有導電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。電容液位計體積小，容易實現(xiàn)遠傳和調節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質的液位測量。

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