热式气体流量计工作原理
流量计工作原理是什么?
流量计工作原理是什么?
不同的流量计工作原理不一样。
超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后,被另一个探头接收到,同时,第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到。由于受到介质流速的影响,二者存在时间差Δt,根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V(C2/2L)×Δt,进而可以得到流量值Q。
涡轮流量计的工作原理是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
明渠流量计的工作原理是利用超声波技术,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,发射和接受超声波,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。
流量计英文名称是flowmeter,全国科学技术名词审定委员会把它定义为:指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。
工程上常用单位m3/h,它可分为瞬时流量(Flow Rate)和累计流量(Total Flow),瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量,流过的物质可以是气体、液体、固体;累计流量即为在某一段时间间隔内(一天、一周、一月、一年)流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量,所以瞬时流量计和累计流量计之间也可以相互转化。
气体涡轮流量计怎么计算瞬时?
气体涡轮流量计主要是根据涡轮工作原理来进行测量,其作用在涡轮上的力矩可以分为以下几个:流体通过涡轮时对叶片产生的切向推动力矩M1;流体沿涡轮表面流动时产生的粘滞摩擦力矩M2;轴承的摩擦力矩M3;磁电转换器对涡轮产生的电磁反作用阻力矩M4。
由此可建立涡轮的运动微分方程:JM1-( M2 M3 M4)
(1)上述公式中:J代表涡轮的转动惯量;ω代表涡轮的旋转角速度;T代表时间。
若是流量恒定时,涡轮达到匀速转动,因此M1 M2 M3 M4。推动力矩可表示为:M1 a1qv2 – a2ωqv (2),其中:a1、a2代表与涡轮传感器结构和流体密度有关的系数;qv为流量,L/s。
因为涡轮流量计在量程范围内是属于紊流工作区,因此以下计算只考虑紊流时的情况。反作用力矩中的M2,在紊流时可近似表示为:M2 a3qv2 (3),通常M3和M4相对于M2比较小,但为了提高计算精度,这里根据相关文献推导出了它们的表达式:
M 3 a4ω2/3 (4)
M4 a5ω3 (5)
分别将式(2)、(3)、(4)、(5)带入式(1)并经整理可得:
qv2 – a6ωqv a7ω2/3 a8ω3 (6)
其中:a6、a7、a8为经整理后的综合系数。