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图解11种水电站流量计工作原理

  水电站生态流量的泄放涉及测流装置(流量计)。流量计根据工作原理有很多种,选型时需要根据实际工况来选择随适合的流量计。本文汇总了部分流量计的工作原理。

 

  1差压式流量计

 

  差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前生产中测量流量最成熟,最常用的方法之一。通常由节流装置(将被测流量转换成压差信号)、差压计(将压差转换成对应的流量值)和显示仪表组成。

 

 

  压式流量计通常以检测件形式分类,如孔板流量计、均速管流量计、文丘里流量计等。

 

 

  孔板流量计

 

  充满管道的流体流经管道内的节流装置,在节流件附近造成局部收缩,流速增加,在其上、下游两侧产生静压力差。在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。

 

 

  差压式流量计是目前流量测量中用得最多的一种流量仪表,使用量约占整个流量仪表的60%~70%。近年来,由于各种新型流量计的问世,差压式流量计的使用量逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。

 

  2靶式流量计

 

 

 

  靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量,主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量,先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。

 

  3容积式流量计

 

 

  容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它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,根据测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体体积总量。

 

  容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

 

  4涡轮流量计

 

 

  涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

 

  涡轮流量计、容积式流量计和科里奥利质量流量计被称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品。

5电磁流量计

 

 

  电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

 

  电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。

 

  6涡街流量计

 

 

  涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

 

  7超声波流量计

 

 

 

  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。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。

 

  超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点。

 

  8科里奥利质量流量计

 

 

  科里奥利质量流量计是一种直接而精密地测量流体质量流量的新颖仪表,以结构主体采用两根并排的U形管,让两根管的回弯部分相向微微振动起来,则两侧的直管会跟着振动,即它们会同时靠拢或同时张开,即两根管的振动是同步的,对称的。如果在管子同步振动的同时,将流体导入管内,使之沿管内向前流动,则管子将强迫流体与之一起上下振动。

 

  流体为了反抗这种强迫振动,会给管子一个与其流动方向垂直的反作用力,在这种被叫做科里奥利效应力的作用下,管子的震动不同步了,入口段管与出口段管在振动的时间先后会出现差异。这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比。通过电路检测出这种时间差异的大小,则能确定质量流量的大小。

 

  9热式质量流量计

 

 

 

  热式质量流量计利用流体流过外热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量,或利用加热流体时流体温度上升某一值所需的能量与流体质量之间的关系来测量流体质量流量的一种流量仪表。一般用来测量气体的质量流量。

 

  10金属转子流量计

 

  转子流量计由两个部件组成,一是从下向上逐渐扩大的锥形管;二是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。

 

 

  对于给定的转子流量计,转子大小和形状己经确定,因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量,唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时,转子将作向上或向下的移动,相应位置的流动截面积也发生变化,直到流速变成平衡时对应的速度,转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计,转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。

 

  11明渠流量计

 

  与前述几种不同,明渠流量计是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。

 

  明渠流量计的工作原理是利用明渠技术,通过测量流体液位高度,再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量,明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下,发射和接受明渠,根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离,从而得到液位高度,由于该液位与流量之间有一定的比例关系,因此可根据计算公式最终得到液体流量Q。

 

 

  原标题:图解11种流量计工作原理,值得一看!

 

 

 

 

 


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