流量检测电路设计课程设计

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1、 1 第一章第一章 流量测量装置单元流量测量装置单元 1.11.1 节流装置节流装置 节流变压降流量计的工作原理是，在管道内装入节流件，流体流过节流件的时候 流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定的形状和尺寸的节流件，一定的测 压位置和前后直管段情况，一定参数的流体，节流见前后的差压随流量的改变而改变 俩者之间有确定的关系，因此可一通过差压来测量流量。 节流件常用的有孔板和喷嘴，本实验中采用孔板。节流式流量计通常由能将流 体流量转换成差压信号的节流装置及测量差压并显示流量的差压计组成 标准节流装置包括节流件及其取压装置、节流件上游侧第一个阻力件、第二个阻 力件、下游侧第一个阻力件以及在它

2、们之间的直管短段，节流装置如图 1-1 所示。 图 1-1 整套节流装置示意 1.2 1.2 节流件安装节流件安装 标准孔板的开口直径 d 是一个重要的尺寸，应实际测量，孔板的安装要求如下： （1）节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。 （2）安装节流件用得直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正 稀疏。 （3）为保证流体的流动在节流件前 1D 出形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种 分布成均匀的轴对称形，所以 1）直管段必须是圆的，而且对节流件前 2D 范围，其圆度要求其甚为严格，并且有一 全开闸阀 节流件 2 定的圆度指标。具体衡量方法： （A）节流件前 OD

3、，D/2，D，2D4 个垂直管截面上，以大至相等的角距离至少分别测 量 4 个管道内径单测值，取平均值 D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过0。 3% （B）在节流件后，在 OD 和 2D 位置用上述方法测得 8 个内径单测值，任意单测值与 D 比较，其最大偏差不得超过2% 2）节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻 力件形式有关和直径比有关， 见表 1 （=d/D, d 为孔板开孔直径， D 为管道内径） 。 （4）节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形 式和=0。7（不论实际值是多少）取表一所列数值的 1/2 （5）节流件上

4、游侧为敞开空间或直径2D 大容器时，则敞开空间或大容器与节流件 之间的直管长不得小于 30D（15D）若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部 阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表 1 上规定的最小直管段长 1 外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于 30D（15D） 。 1.3 1.3 取压方式取压方式 取压方式采用法兰取压装置，法兰取压装置如图 1-2 所示，孔板夹在俩个特质 的法兰之间，其间加俩片垫片，厚度不超过 1mm，上游取压中心线与节流装置的距离 l=25.4mm 下游取压中心线与节流装置的距离 l=25.4mm，取压孔必须符合单独钻孔取 压的全部要求，取压

5、孔中心线必须与管道中心线垂直。 图 1-2 法兰取压 3 第二章第二章 流量到差流量到差压的变换压的变换 流量 q 通过节流装置如孔板、喷嘴得到与差压的关系，差压与流量成平方关系: Kq2。 节流变压降流量计的显示仪表就是测量差压的仪表差压计。 目前使用最多的是双 波纹管式差压计电动力平衡式与电容式差压变送器。双波纹管式差压计如图 2-1 所 示。 图 2-1 双波纹管式差压计 工业上流量测量用差压计的标尺一般都以流量值分度， 并刻出最大流量处的差压 值。 改变节流件的类型和尺寸， 或者改变被测介质的种类和参数都必须重新分度标尺。 这是由于分度关系去 Qm=KP中的常数 K 在上述情况下发生了

6、变化。 由于流量与差压之间为平方关系，因此差压计的标尺上的流量刻度是不均匀的， 在流量相对较小时相对误差会迅速增大。 因此， 流量测量范围常限于 1/3 （或 1/4） 标 尺上限流量至标尺上限流量之间。 4 第三章第三章 差压变送器差压变送器 2.12.1 力平衡式差压变送器的构成力平衡式差压变送器的构成 力平衡式差压变送器的构成方框如图 2-1 所示， 它主要包括测量部分、 杠杆系统、 位移检测放大器及电磁反馈机构。测量部分将被测差压Pi转换成相应的输人力 p， 图 2-1 力平衡式差压变送器构成方框图 该力与电磁反馈机构输出的作用力 F。 一起作用于杠杆系统， 使杠杆产生微小的偏移， 冉经位移检测放大器转换成统一的直流电流输出信号。 这类差压变送器是基于力矩平衡原理工作的， 它是以电磁反馈力产生的力矩去平 衡输入力产生的力矩。由于采用了深度负反馈，因而测量精度较高，而且保证了被测 差压Pi和输出电流 I。之间的线性关系。在力平衡式差压变送器的杠杆系统中，目 前已广泛采用了