A. 测量流体流量的流量计主要有如下四种
1、电磁流量计。大芦
2、超声流量计。
3、文丘里流量计。
4、湿式气体流量计迹郑。叶轮式流量计,叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被滚州带测流体中,受流体流动的冲击而旋转,以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。
B. 流量检测的方法
主要断面流量方式种类
目前进行流量自动测量的方式有以下6种:缆道测流、声学多普勒流速(ADCP)、超声波时差法测流、水工建筑物(涵闸)推算流量、水位比降法推算流量、雷达水表面波流速测量再推算流量。
缆道自动测流
1、缆道自动测流
缆道测流是适合我国国情的一种测流方式,经 50多年发展,技术设备较为成熟,其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95~98%。该方法由人工一次性启动缆道测流装置后,可自动测量全断面测点流速和垂线水深,并自动计算出断面面积和流量。由于缆道测流的测量精度较高,且不需要进行率定,在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量,实现对主要测流断面的流量控制。
超声波时差法测流
2、超声波时差法测流
超声波时差法测量流速国内外均有定型产品用于管道和渠道,但国内没有定型生产用于天然河流的产品。本方法能方便地解决断面不同水层的平均流速测量,充分利用电脑技术将超声波时差法测流、超声或压力水位计和预置河床断面等技术集于一体后,可构建实时在线的流量测量系统,该方法适用于断面较稳定,
有一定水深的河道,还需要借用断面面积参数(另用人工方法测量)和用流速仪等标准测流设备标定流量计算模型后,才能正常启用,其建站总投资大于缆道测流站。
超声波时差法自动测流站工作原理为在测量断面上设置单层或多层超声波换能器斜交叉布置在河两岸,超声波换能器由二次仪表控制,从河道的一岸顺流发射超声波,另一岸接收,然后再反向进行工作,根据顺、逆流传输测到的时间差计算出相应水层的平均流速,另外一换能器向上发射超声波,遇到水面时反射再由同一换能器接收回波,根据时间差测出水深(也可选用压力水位计测量出水深)。如果是规则断面则通过水位算出断面面积,通过流速积分和人工标定的流量系数可计算出流量,其流量精度可达5%以内。若为不规则断面则必须根据数据建立数学模型,根据测量数据计算流量或通过人为标定流量系数计算流量。
该仪器的最大特点是在线连续测量,缺点是在断面较宽、水浅和含沙量较高的条件下无法使用。另外,由于换能器是安装在河的两岸,二次仪表只能放在某一岸,而另一岸的换能器信号线则必须从河底或高架过河。如果从河底过施工难度较大,无疑增加了工程量和投资。再则超声波时差法测流,易受行船影响,致使测流精度降低。
3、声学多普勒流速测流声学多普勒流速测流
声学多普勒流速测流
声学多普勒流速测流是英文Acoustic Doppler Current Profilers 的简称,是利用声学多普勒原理进行研制的,是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,自1981 年在美国诞生以来,随着技术不断进步和日益完善,已从海洋测量逐步应用于河流流量测量,测量精度也得到很大的提高。从最初的盲区1 m 以上,降低到所谓的“零盲区”,剖面单元缩小到目前的0.05~0.25m ,使其在宽浅河流上的应用成为可能。
该种方法又分为2种,即走航式声学多普勒流速声学多普勒流速
(1)声学多普勒流速法
DX- LSX- 1多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应,探头斜向上发出一束超声波,超声波在流体中传播,流体中会含有气泡或者颗粒等杂质(可以认为流体中的杂质和水流的速度一致),当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf, 多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。利用声波在流体中传播的多普勒效应,通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移,即可得到流体的速度,结合内置压力式水位计,利用速度面积法,即可测量液体的流量。适合于明渠、河道及难以建造标准断面的流速流量测量以及于各种满管和非满管明渠流速流量测量。声学多普勒测量仪最大优点是安装方便,可靠性高,价格低廉,比较适合河道测流。所有功能集于一身的设计,同时测量平均流速、水深、水温采用速度面积法测流,无水头损失,不需建设标准堰槽。采用超声波多普勒原理测流速流量,测量精度高,起始速度低。无机械转子结构,对水流状态无影响,测量更精准。自带温度传感器,可用于补偿水温对声速的影响。可测量瞬时流量和累积流量。采用频域多普勒分析算法,数据稳定可靠,实时性强。安装简单,不需辅助工程设施
(2)走航式声学多普勒流速测流法
走航式声学多普勒流速测流法是一种需渡河载体(如小船)的游动式测流设备,因为它一次能同时测出河床的断面形状、水深、流速和流量,适用于大江大河的流量监测。
该流量计的主机和换能器装在一防水容器内,工作时全部浸入水中,通过防水电缆与便携式计算机相连,流量计的操作控制在便携式计算机上进行。全套系统由蓄电池供电,也可以用交流供电,流量计的换能器一般由3个或4个发射头构成,它们可以向水下发射在空间互成一定角度的3束或4束超声波(4束超声波最佳),这些超声波在由水面射向河底的穿行过程中不断地经水中的固体颗粒、气泡和河底反射回来。根据这些返回信号的频率可以测出流量计和各水层以及河底的相对位移速度,其中流量计与河底的相对速度即是船速,扣除船速便可以求取各层水流对河底的流速。根据河底返回速度分量结合测得的船行方位便可求取水流的真实方向。根据河底返回信号的时间测出水深。流量计由河这岸向对岸穿行测量一次,便可测出经过各点的水深以及流速的大小和方向,将流速矢量对河
床水流断面进行积分,便得到了河床流量。因为采用的是矢量积分,所以所测流量的大小与流量计渡河路径无关。
4、水工建筑物涵闸))流量测量
关系曲线求出对应的过水流量。其优点是只要准确地测量出上下游水位及闸门开度,即可换算出过流量,但不足之处是需人工进行标定,确定经验公式的相关系数。
典型的闸流流量公式:
Q=CBH03/2
式中:C 为流量系数,B 为过水总净宽,H0为上游水头
典型的孔流流量公式: Q=MA√Z
式中:A 为过流断面,Z 为上下游水位差,M 为综合流量系数
由于受水工建筑物的结构、闸门形状和下游出水口的流态等多种因素影响,流量系数不易准确确定,需要通过人工测量来确定流量关系曲线,测量精度不高。
5、比降法
通过测量河流上一段距离的上下游水位及水面坡度,设定的河流的糙率系数,根据曼宁经验公式推算流量。当测流河道的水流不是自由流,水位受上下游水工建筑物的影响较大时就无法推算流量。另外,此方法精度不高,在比降不大的河段更是不准确。故本方法在此是不可行的。
6、雷达水表面波流
通过测量河流几点水表面流速,再由水表面流速推算河道流量。此方法精度不高,受外界因素影响较大,如风,下雨等。另一关键因素是雷达测速仪在水表面流速低于0.5米时已无法测量米时已无法测量,,所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现。。
2.2 测流方法比选
综述3.1.1,前3种及第6种方法属于流速面积法,4、5二项属于水位~流速关系法。在天然河流或渠道上,流速面积法是比较准确的流量测验方法。但真正能做到实时自动测量流量的只有声学多普勒测量法
测量水的流速,要用专门的流速仪(转子流量器),流速乘以截面积就是水的流量。
转子流量计是根据节流原理测量流体流量的,但是它是改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定,故又称为变流通面积恒差压流量计,也称为浮子流量计。转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。
转子流量计适用于测量通过管道直 径D<150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计一般安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而上地通过转子流量计,经特殊设计的转子流量计可以水平安装或上进底出垂直安装。
(3)用四种方法检测水的流量扩展阅读:
转子流量计的工作原理:
转子流量计由两个部件组成,转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管;转子流量计另一件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。
转子流量计当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力(这个力的大小随流量大小而变化),当流量足够大时,所产生的作用力将转子托起,并使之升高。
同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,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。 流量计垂直安装时,转子重心与锥管管轴会相重合,作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。
当这三个力达到平衡时,转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。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。
为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁,通常采用两种方法:
1、在转子中心装有一根导向芯棒,以保持转子在锥形管的中心线作上下运动。
2、在转子圆盘边缘开有一道道斜槽,当流体自下而上流过转子时,一面绕过转子,同时又穿过斜槽产生一反推力,使转子绕中心线不停地旋转,就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。
D. 水的流速如何检测
水流速度检测方法:
一、流速仪法
流速仪法是用流速仪测定水流速度,并由流速与断面面积的乘积来计算流量的方法。流速仪法的测量成果可作为率定或校核其他测流方法的标准。适用条件:在水深大于10cm、流速不小于0.05m/s时,可用流速计测量流速。
二、浮标法
浮标测流法是一种简便的测流方法,根据观测浮标漂移速度,测量水道横断面,以此来推估断面流量。适用条件:渠道长度不小于10米、无弯曲、底壁平滑。
三、薄壁堰法
薄壁堰法测量精度较高。比较常用的有薄壁三角堰法、薄壁矩形堰法和薄壁梯形堰法。a、薄壁三角堰法适用条件:它适用于水头0.05 m ≤H ≤0.35 m、流量Q≤0.1 m3/ s 的水流量测。b、薄壁矩形堰法适用条件:测量过堰水深H时,应在堰口上游大于3H处进行。
四、巴氏槽法
巴氏槽即巴歇尔水槽,它具有水头损失小、不宜沉积杂物、量水精度高等特点。缺点是造价高、对施工质量要求也较高。适用条件:槽各部位尺寸符合标准槽要求,在设计安装时不能随意改变给定的标准尺寸;在进口的下游应有不小于0.2m的跌水。
五、容积法
在一段时间内,使渠道内的污水引入体积经过率定的容器中,用时间终了与起始时刻相对应的水量净体积差△V除以时段差△t,结果即流量Q,重复测量数次,取平均值。适用条件:流量较小,排水渠道不规范。
六、流量计法
直接选用有针对性的专业流量计进行测量。根据流量计的结构原理,可分为以下几种类型:容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、电磁流量计、超声波流量计等。
流速变化用雷诺数量化:
流速是流体的流动速度。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流。
当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。
这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时,黏滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于黏滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的湍流流场。
E. 水的流量的测量方法是什么
流量,从水力学角度讲,应该是:单位时间内通过某一过水断面的水体体积,其常用单位为每秒立方米,多用于河流、湖泊的断面的进出水量测量,流量的测量方法,从水文站角度讲,可分为浮标法、流速仪法、超声波法等,流速仪法测量精度最高
F. 流量计主要有哪几种分类测量原理分别是什么
流量计主要有哪几种分类?测量原理分别是什么?
本文详细详细介绍流量计的分类和测量原理;如果觉得回答对您有所帮助的话,麻烦您高抬贵手,给美国威盾VTON流量计点个赞!
流量计常用的种类
1、涡街流量计
智能进口涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
涡街流量计是在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
2.电磁流量计
电磁流量计(Electromagnetic Flowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 比如威盾VTON品牌的新型进口电磁流量计于1968开始销售;电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。
电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势E。电动势E 正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟电流等信号,用于流量的控制和调节。
3.旋进漩涡气体流量计
旋进旋涡流量计可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量,是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。
流量传感器的流通剖面类似文丘利管的型线。在入口侧安放一组螺旋型导流叶片,当流体进入流量传感器时,导流叶片迫使流体产生剧烈的旋涡流。当流体进入扩散段时,旋涡流受到回流的作用,开始作二次旋转,形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比,不受流体物理性质和密度的影响,检测元件测得流体二次旋转进动频率就能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。信号经前置放大器放大、滤波、整形转换为与流速成正比的脉冲信号,然后再与温度、压力等检测信号一起被送往微处理器进行积算处理,最后在液晶显示屏上显示出测量结果(瞬时流量、累积流量及温度、压力数据)。
4.热式气体质量流量计
热式气体质量流量计是利用热传导原理来测量气体质量流量的仪表。该类仪表的传感器由两个基准级热电阻(铂RTD)组成。一个是质量速度传感器T1。一个是测量气体温度变化的温度传感器T2。当这两个热电阻置于被测气体中时,其中T1被加热到T2(被测气体的温度)以上的一个恒定的温度,T2用于感应被测气体的温度。当被测气体流动时,气体的分子与被加热的T1发生摩擦带走热能,T1的温度下降,要维持T1,T2恒定的温度差,T1被加热要消耗功率。根据热效应的金氏定律,加热功率P,温度差△T与质量流量Q有一定的数字关系,及得出气体质量流量。
5.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。
当介质在测量管中流动时,因其自身的动能与靶板产生压差,而产生对靶板的作用力,使靶板产生微量的位移,其作用力的大小与介质流速的平方成正比,其数学公式:
F = Cd·A·ρ·V2/2
F:所受的作用力
Cd:流体阻力系数
A:靶板对测量管轴向投影面积
ρ:工况下介质密度
V:介质在测量管中的特征流速
6.金属管浮子流量计
金属管浮子流表采用可变面积式测量原理生产研究,适用于测量液体,气体。全金属结构,有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。具有 0-10mA,4-20mA的标准模拟量信号输出和现场指示。累积,数字通讯,现场修改测量参数,不同的供电方式功能,带有磁性过滤器和特殊规格品种。广泛应用于,石油、化工、发电、制药、食品、水处理等。复杂,恶劣环境条件,及各种介质条件的流量测量过程中。
金属管浮子流量计浮子在测量管中,随着流量的变化,将浮子向上移动,在某一位置浮子所受的浮力与浮子重力达到平衡。此时浮子与孔板(或锥管)间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成正比,即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小,变化浮子的位置由内部磁铁传输到外部的指示器,使指示器正确地指示此时的流量值。
7.超声波流量计
超声波流量仪表是以“速度差法”为原理,测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,使流量仪表更能适应工业现场的环境,计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平,可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。
超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而换算成流量。根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表,适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。
7.涡轮流量计
涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表,具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。
G. 供水流量的确定方法有哪些
供水流量的确定方法可以根据用户需要确定生活给水泵的转速
采用图解法求转速n2值时,必须在转速n1的(Q-H)1曲线上,找出与A2(Q2,h2)点工况相似的A1点。下面采用“相似工况点抛物线”法求A1点。应用比例律可得
H1/H2=(Q1/Q2)2 令H1/Q21=H2/Q22=k 则有 H=KQ2 式中 K-常数。
式表示通过坐标原点的抛物线簇方程,它由比例律推求得到,所以在抛物线上各点具有相似的工况,此抛物线称为相似工况抛物线。如果水泵变速前后的转速相差不大,则相似工况点对应的效率可以认为相等。因此,相似工况抛物线又称为等效率曲线。
2、根据水泵*高效率点确定转速。水泵工作时的净扬程为Hst,水泵运行时的工况点A1不在*高效率点,为了使水泵在*高效率点运行,可通过改变水泵的转速来满足要求。
如何确定生活给水泵的流量
(1)单建筑:
1)没有高位水箱情况,设计流量时应按照每秒的流量来确定,
2)如果有高位水箱的情况,设计流量就应该按照每小时的* 大流量来确定。
(2)如果是居民小区的设计流量应该按照《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版)中第3.6.1条确定。
(3)不同用水性质的建筑共用同一无负压供水设备时,设计流量应按照《建筑给水排水设计规范》 GB 50015-2003(2009年版)有关规定确定。(4)当地有给水设计流量实测数据时,可按其确定系统的给水设计流量。公式为:
K--变化系数(宜采用1.5~2.5)
q--用水量标准(华南地区宜采用300升/人·日,高级住宅采用400升/人·日)
t一用水时间(一般采用12小时/日)
m-用水人数(一般一户按4~5人计算,*酒店客房按2人计算)
H. 水流量怎么进行监测
用水流量检测器进行检测。