首页 . 工学 . 控制科学与工程 . 过程控制 . 过程检测技术 . 流量检测

流量检测

/flow detection/
条目作者朱晓青秦斌
条目作者朱晓青

朱晓青

秦斌

秦斌

最后更新 2023-02-16
浏览 126
最后更新 2023-02-16
浏览 126
0 意见反馈 条目引用

用于测量、检验、调控科研活动或生产过程中液体流量、气体流量和固体流量的技术。

英文名称
flow detection
所属学科
控制科学与工程

流量分为液体流量、气体流量和固体流量。液体和气体物料多在管道内进行传输,固体物料多在皮带运输机上实现传输。

测量流量一般分为体积测量和质量测量。管道流量的体积测量方法主要有孔板流量计、浮子流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计、椭圆齿轮流量计以及靶式流量计等。管道流量的质量测量方法主要有科里奥利流量计等。皮带运输机上的物料测量方法主要有皮带电子秤。

(1)孔板流量计(图1)。包括流量孔板(节流元件)和差压计。流体经过流量孔板时会由于流量孔板的阻碍使其流束截面收缩,同时流速加大,从而在孔板前后形成差压。管道中的体积流量与该差压的平方根成正比,用差压计测量差压即可得到流量。与流量孔板类似的节流元件还有文丘里管和流量喷嘴等。

图1 孔板流量计测量原理图图1 孔板流量计测量原理图


(2)浮子流量计。主要由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿着锥管的轴向自由移动的浮子组成。当流体自锥管下端流入流量计时,由于流体的作用,浮子将向上浮起,浮子在锥管中的高度与所通过的流量成正比关系。

(3)涡轮流量计。由悬挂在管道中的多叶片转子组成。转子的转动轴平行于流体流动的方向。流体碰到叶片时,会引起近似正比于流量的角速度转动。用速度计测量转速即可得到流量。常用的水表也是涡轮流量计的一种,它就是利用了流体流经涡轮时,由于流体的冲击作用,使涡轮发生旋转,其转动的频率与水流量成正比这一基本原理。

(4)涡街流量计(图2)。当流体流过一个障碍物时,沿障碍物表面会有黏性边界层与缓慢运动的流体。若障碍物是非流线型的钝体,流体不能沿着障碍物的外部流向下游,在钝体后部分离脱开而转成旋涡或在钝体后的低压区形成涡街。旋涡脱离的频率正比于流体的流速。

图2 涡街流量计测量原理图图2 涡街流量计测量原理图


(5)电磁流量计(图3)。一种根据法拉第电磁感应定律测量导电液体体积流量的仪表。在均匀磁场中,垂直于磁场方向设置流体管道。管道由不导磁材料制成,当导电的液体在管道中流动时,导电液体切割磁力线,因而在磁场中与流动方向垂直的方向上产生感应电动势,如在管道上安装一对电极,则电极间产生与流速成比例的电势差。感应电动势的大小与流体流量成正比。

图3 电磁流量计测量原理图图3 电磁流量计测量原理图


(6)超声波流量计。当超声波在流体中传播时,会载带流体流速的信息。根据对接收到的超声波信号进行分析计算,可以检测到流体的流速,进而可以得到流量值(图4)。实现超声波流量测量的方法有很多种,常用的方法包括传播速度差法和多普勒法等。

图4 超声波流量计测量原理图图4 超声波流量计测量原理图


(7)椭圆齿轮流量计。利用机械测量元件将流体连续不断地分割成单个已知体积的部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该部分体积的流体次数来测量流体总量。

(8)靶式流量计。流体与一固定物体碰撞时,将有一个力作用于该物体之上,作用于物体之上力的大小与流体的流速和流体的质量有关,测量该力的大小,即可求出流动流体的流量。

(9)科里奥利流量计。利用了科里奥利效应。科里奥利流量计是让流体流经一个特殊的U形管,U形管的端口固定,U形管的底端在外加驱动作用下以端口为轴振动。流体流入U形管随U形管振动,在U形管内会对U形管施加一个科里奥利力,在这两个力的作用下U形管会产生扭曲,测量U形管不同部位扭曲的时差即可及三处液体流量(图5)。

图5 科里奥利流量计测量原理图图5 科里奥利流量计测量原理图


(10)皮带电子秤。包括能够测量单位皮带段上物料重量的荷重传感器和测量皮带运输速度的速度传感器。荷重传感器在瞬间称出皮带某一微小段上的重量,同时速度传感器测出同一瞬间皮带的线速度,这样即可得出一段时间内的连续累积物料流量(图6)。

图6 皮带电子秤测量原理图图6 皮带电子秤测量原理图


相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!