浮子流量计知识介绍.ppt
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浮子流量计相关知识浮子流量计相关知识天津大学电气与自动化工程学院流量实验室天津大学电气与自动化工程学院流量实验室2022/11/1222022/11/122内容提要内容提要n结构与工作原理结构与工作原理n天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍n检定流程检定流程n流量计选型流量计选型n应用领域应用领域n安装使用中需要注意的问题安装使用中需要注意的问题n常见故障及维护常见故障及维护2022/11/1232022/11/123内容提要内容提要n结构与工作原理结构与工作原理n天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍n检定流程检定流程n流量计选型流量计选型n应用领域应用领域n安装使用中需要注意的问题安装使用中需要注意的问题n常见故障及维护常见故障及维护2022/11/124浮子流量计的结构浮子流量计的结构l由由传感器传感器和和转换器转换器两部分组成两部分组成转换器转换器传感器传感器转换器转换器传感器传感器传感器传感器转换器转换器2022/11/1252022/11/125浮子流量计的结构浮子流量计的结构第一章第一章l浮子流量传感器浮子流量传感器结构示意图结构示意图锥管浮子流量传感器孔板浮子流量传感器h2022/11/126浮子流量计的结构浮子流量计的结构6锥管锥管浮子浮子孔板孔板浮子浮子卡箍锥管锥管孔板孔板支撑架管体管体法兰法兰下导向杆下导向杆上导向杆上导向杆上下下导向杆下导向杆上导向杆上导向杆2022/11/1272022/11/127浮子流量计的结构浮子流量计的结构第二章第二章锥管锥管浮子浮子锥管锥管锥管浮子流量计模型锥管h浮子流量计的结构浮子流量计的结构2022/11/128孔板孔板浮子浮子孔板孔板孔板浮子流量计模型孔板hFp+F=FS2022/11/129传感器部分的工作原理传感器部分的工作原理l被测流体自下而上流过浮子流量传感器时,若被测流体自下而上流过浮子流量传感器时,若FS大于大于G,浮子便上升。
,浮子便上升。
l浮子上升时,浮子和锥管间的浮子上升时,浮子和锥管间的环形面积环形面积随之增大,则环形面积处流体流随之增大,则环形面积处流体流速下降,浮子上下截面压差降低,作用于浮子和导向杆上的升力速下降,浮子上下截面压差降低,作用于浮子和导向杆上的升力FS随之随之减少。
减少。
l当当FS等于等于G时,浮子便稳定在某一高度时,浮子便稳定在某一高度h,由,由h即可测得体积流量即可测得体积流量qv。
Fp+F=FS传感器部分的工作原理传感器部分的工作原理2022/11/1210l由浮子的受力平衡公式推得由浮子的受力平衡公式推得浮子流量传感器的体积流量公式为:
浮子流量传感器的体积流量公式为:
其中,为浮子流量计的流量系数,是与雷诺数、浮子形状和尺寸等相关的无量纲数,在一定的雷诺数范围内是常数。
A12022/11/1211转换器部分的工作原理转换器部分的工作原理l浮子内嵌磁钢,与管体外一端嵌有小磁钢的机械连杆机构形成浮子内嵌磁钢,与管体外一端嵌有小磁钢的机械连杆机构形成内外磁路耦内外磁路耦合合。
流量变化时,。
流量变化时,内磁钢随浮子上下移动内磁钢随浮子上下移动,引起外磁钢的位移,连杆随之,引起外磁钢的位移,连杆随之转动一定角度,从而将浮子的转动一定角度,从而将浮子的直线位移直线位移h转换为转换为连杆的连杆的角度位移角度位移。
l利用利用电容角位移传感器电容角位移传感器将其角度将其角度的变化转换为电容值的变化,再经信号的变化转换为电容值的变化,再经信号处理电路将电容值的变化转化为电压信号,最终使检测电路的输出信号幅处理电路将电容值的变化转化为电压信号,最终使检测电路的输出信号幅值反映流体瞬时流量的大小。
值反映流体瞬时流量的大小。
2022/11/1211角位移金属浮子流量计基本原理转换器部分的工作原理转换器部分的工作原理l在浮子内嵌入小磁钢,在金属锥管管体外安装圆形磁体,通过在浮子内嵌入小磁钢,在金属锥管管体外安装圆形磁体,通过磁路耦磁路耦合合将浮子的纵向位移转换成外部磁体的角度变化,并通过将浮子的纵向位移转换成外部磁体的角度变化,并通过磁阻元件磁阻元件测测量此角度。
量此角度。
l设计与磁阻元件配套的硬件电路,实现流量的测量。
设计与磁阻元件配套的硬件电路,实现流量的测量。
2022/11/1212磁阻式金属浮子流量计基本原理2022/11/12132022/11/1213内容提要内容提要n结构与工作原理结构与工作原理n天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍n检定流程检定流程n流量计选型流量计选型n应用领域应用领域n安装使用中需要注意的问题安装使用中需要注意的问题n常见故障及维护常见故障及维护2022/11/1214天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍l分类分类u按结构形式分:
按结构形式分:
垂直型、水平型;u按被测介质分:
按被测介质分:
液体、气体;u按传感器类型分:
按传感器类型分:
锥管型、孔板型;u按转换器类型分按转换器类型分:
指针现场指示型、指针式远传型、智能现场指示型、智能远传型、智能远传报警输出型;u按按附加结构附加结构分分:
标准型(无)、夹套型、高温型(上限300)、高压型(大于4.0MPa)、衬PTFE型、阻尼型2022/11/1215天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍2022/11/1215l产品外形图产品外形图标准型卫生型智能型l突出特点(卖点)突出特点(卖点)精度通过精度通过10点非线性修正,精度等级达到点非线性修正,精度等级达到1.0级级;在线温压补偿在线温压补偿(正在研制)。
(正在研制)。
2022/11/1216天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍l其他部件其他部件2022/11/1216磁过滤器阻尼器2022/11/1217天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍l技术参数技术参数u口径口径:
DN15、DN25、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200共10种不同口径u测量范围测量范围:
水2.5200,000L/h;空气0.075,000m3/h(0.1013MPa,20)。
u量程比量程比:
标准型:
10:
1特殊规格的流量计需另选u精度等级精度等级:
1.0级、1.5级u压力等级压力等级:
1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、其他u介质温度介质温度:
-80+250(内衬氟塑料流量计流体温度为0+80);高温型最高可达300。
2022/11/12172022/11/1218天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍l技术参数(续)技术参数(续)u环境温度环境温度:
指针式-40+120;智能型40+70。
u连接连接:
法兰连接,1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa参照标准HG20594-97u电气连接电气连接:
M201.5u防护等级防护等级:
IP65u防爆等级防爆等级:
本安ExiaIICT5u介质粘度介质粘度:
155mPaS;2510050mPaSu供电方式供电方式:
B型3.6V锂电池1节,可使用1年;A、C、D型DC24V,420mA,A、C型两线制,D型三线制。
u仪表高度仪表高度:
250mm2022/11/12182022/11/12192022/11/1219内容提要内容提要n结构与工作原理结构与工作原理n天大泰和相关产品介绍天大泰和相关产品介绍n检定流程检定流程n流量计选型流量计选型n应用领域应用领域n安装使用中需要注意的问题安装使用中需要注意的问题n常见故障及维护常见故障及维护2022/11/12202022/11/1220标准装置标准装置l实验装置实验装置第二章第二章2022/11/1221浮子流量计的检定流程浮子流量计的检定流程l第一步,第一步,安装浮子流量计,打开上游全开阀,安装浮子流量计,打开上游全开阀,缓慢缓慢打开调节阀,使检打开调节阀,使检定介质流过流量计,定介质流过流量计,先排出气泡先排出气泡,等,等稳定后稳定后调节下游调节阀,使浮子调节下游调节阀,使浮子升到要检定的流量点。
升到要检定的流量点。
l第二步,在第二步,在量程范围量程范围内,均匀选择内,均匀选择11个个流量点,分别测量正、反量程流量点,分别测量正、反量程下下传感器传感器的旋转角度,对正、反量程角度取平均值后,根据的旋转角度,对正、反量程角度取平均值后,根据平均值平均值刻度刻度浮子流量计浮子流量计。
l第第三三步,在水流量标准实验装置上检定该流量计,选取步,在水流量标准实验装置上检定该流量计,选取qmin、0.25qmax、0.4qmax、0.7qmax和和qmax共共5个流量点,每个流量点正、反行程各检定个流量点,每个流量点正、反行程各检定3次,分别计算各测量值在正、反量程下的算术平均值。
其中次,分别计算各测量值在正、反量程下的算术平均值。
其中qmin代表代表量程下限、量程下限、qmax代表量程上限。
代表量程上限。
l最后,计算各流量点的最后,计算各流量点的满度误差满度误差SF和线性度和线性度k等技术指标等技术指标。
2022/11/1222规范中的参数要求规范中的参数要求l1、满度误差、满度误差流量计(具有现场指示或气远传或电远传功能)的满度误差应不超过表1规定的满度误差限。
l2、回差、回差流量计(具有现场指示或气远传或电远值功能)的回差应不超过满度误差限的绝对值。
2022/11/1222表表1流量计的满度误差限流量计的满度误差限精确度等级1.01.52.02.54.05.0满度误差限(%)1.01.52.02.54.05.0注:
满度误差以流量测量范围上限值的百分数表示。
规范中的参数要求规范中的参数要求(续)(续)l3、重复性、重复性流量计的重复性的均方根误差应不超过表3中的规定的数值。
2022/11/1223表表3流量计的重复性的均方根误差流量计的重复性的均方根误差精确度等级1.01.52.02.54.05.0重复性(%)0.50.750.751.01.251.5注:
重复性以流量测量范围上限值的百分数表示。
2022/11/1224规范中的参数要求规范中的参数要求(续)(续)l4、波动、波动2022/11/1224表表2流量计转子的波动允许值流量计转子的波动允许值被测介质精确度等级1.0级1.5级2.5,4,5级气体0.30.51.5液体0.30.51.0注:
转子的波动允许值用测量范围上限的百分数表示。
2022/11/1225相关技术指标的相关技术指标的计算公式计算公式l1、满度误差计算公式满度误差计算公式式中:
式中:
SF第第i个试验点的满度误差;个试验点的满度误差;Qi第第i个试验点在同行程个试验点在同行程n次测量中流量计流量的算术平均值;次测量中流量计流量的算术平均值;Qsi第第i个试验点在同行程个试验点在同行程n次测量中流量校准装置测定的算术平均值;次测量中流量校准装置测定的算术平均值;Qmax流量测量范围上限值。
流量测量范围上限值。
2022/11/1225相关技术指标的相关技术指标的计算公式计算公式(续)(续)l2、回差计算公式回差计算公式式中:
式中:
i第第i个试验点回差;个试验点回差;Qfi第第i个试验点正行程的个试验点正行程的Qi值;值;Qri第第i个试验点反行程的个试验点反行程的Qi值值;Qmax流量测量范围上限值。
流量测量范围上限值。
2022/11/12262022/11/1227相关技术指标的相关技术指标的计算公式计算公式(续)(续)l3、不确定度(重复性)计算公式不确定度(重复性)计算公式式中:
式中:
i第第i个试验点的重复性均方根误差;个试验点的重复性均方根误差;Qij第第i个试验点同行程第个试验点同行程第j次试验中流量计的流量次试验中流量计的流量(j=1,2,n);Qi第第i个试验点在同行程个试验点在同行程n次测量中流量计流量的算术平均值;次测量中流量计流量的算术平均值;n同一试验点同行程的测量次数同一试验点同行程的测量次数;Qmax流量测量范围上限值。
流量测量范围上限值。
2022/11/1227相关技术指标的相关技术指标的计算公式计算公式(续)(续)l4、线性度线性度k用
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