在(zai)工業(ye)化迅速發展(zhan)的大時代，缺少(shao)不了(le)壓(ya)力變送(song)器、流量計、液位計、密度計、差壓(ya)變送(song)器等儀(yi)表把(ba)現(xian)(xian)場(chang)第一數(shu)據實時傳輸到工控系(xi)統上，為(wei)整個工業(ye)自動化系(xi)統充當控制、檢測等一系(xi)列(lie)的眼睛，接下來(lai)華恒儀(yi)表為(wei)您解讀工業(ye)現(xian)(xian)場(chang)最前沿的壓(ya)力變送(song)器使用情況。

　　按照流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)的(de)工(gong)作原(yuan)(yuan)理(li)(li)來分(fen)類(lei)(lei)說明不同，插(cha)入(ru)式(shi)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)是一類(lei)(lei)按結構形(xing)式(shi)劃分(fen)的(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)，它包括工(gong)作原(yuan)(yuan)理(li)(li)不同的(de)各種流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)。之所以這(zhe)樣(yang)分(fen)類(lei)(lei)，是由(you)于(yu)插(cha)入(ru)式(shi)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)在(zai)使(shi)用中有一些(xie)(xie)共同的(de)特點(dian)，而正是這(zhe)些(xie)(xie)特點(dian)促使(shi)插(cha)入(ru)式(shi)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)近(jin)年來有了較大(da)的(de)發展，并且從整個流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)的(de)發展趨(qu)勢看，它有強大(da)的(de)生命(ming)力，在(zai)眾多(duo)的(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)中占有重要的(de)位置。

　　1、插入式流(liu)量計的(de)分類

　　目前已經(jing)推廣使用(yong)的(de)插入(ru)(ru)(ru)式(shi)流(liu)量計已有多種型(xing)式(shi)，按(an)插入(ru)(ru)(ru)式(shi)流(liu)量計檢測頭的(de)工作原理(li)可以(yi)分成(cheng)插入(ru)(ru)(ru)式(shi)渦輪(lun)、插入(ru)(ru)(ru)式(shi)渦街、插入(ru)(ru)(ru)式(shi)電磁、均速管(guan)和熱(re)式(shi)流(liu)量計等;按(an)插入(ru)(ru)(ru)式(shi)流(liu)量計的(de)測點(dian)數可分為點(dian)流(liu)型(xing)和徑流(liu)型(xing)兩大類。

　　1）點流型插入式流量(liang)計

　　點流(liu)(liu)型插(cha)入(ru)式流(liu)(liu)量計(ji)包括插(cha)入(ru)渦(wo)輪、插(cha)入(ru)渦(wo)街(jie)、插(cha)入(ru)電磁流(liu)(liu)量計(ji)、靶式流(liu)(liu)量計(ji)及皮托管(guan)等。此類流(liu)(liu)量計(ji)實際上是(shi)一臺流(liu)(liu)速計(ji)，它測(ce)量管(guan)道中某特定位置的(de)局部流(liu)(liu)速，然后根據管(guan)道內的(de)流(liu)(liu)速分(fen)布及儀(yi)表和(he)管(guan)道的(de)幾何參數等推(tui)算出流(liu)(liu)量值。

　　由于靶(ba)式(shi)(shi)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)往(wang)往(wang)將(jiang)檢測頭和測量(liang)管做(zuo)成一(yi)體(ti)型流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji).并(bing)通過測量(liang)由于靶(ba)前后(hou)的差壓引起的靶(ba)受力來(lai)測量(liang)流(liu)(liu)(liu)量(liang)、有自己的流(liu)(liu)(liu)量(liang)系數，而(er)且測量(liang)靶(ba)有較大的幾何尺(chi)寸.并(bing)不是(shi)測量(liang)一(yi)點的流(liu)(liu)(liu)速(su)(su)，所以人們(men)一(yi)般不將(jiang)靶(ba)式(shi)(shi)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)歸在插入(ru)式(shi)(shi)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)的范(fan)疇.而(er)作(zuo)為(wei)差壓式(shi)(shi)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)的一(yi)種加以討論。但從(cong)結構上看，它也屬于一(yi)種插入(ru)式(shi)(shi)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)，管道中的流(liu)(liu)(liu)速(su)(su)分布對測量(liang)有較大的影響。

　　2）徑流型插人式流量(liang)計

　　徑(jing)流(liu)(liu)(liu)(liu)型(xing)插(cha)入式流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)根據管道直(zhi)徑(jing)上流(liu)(liu)(liu)(liu)速的(de)(de)綜合(he)值(zhi)來推算流(liu)(liu)(liu)(liu)量值(zhi)。它(ta)包括(kuo)均(jun)速管流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)、多(duo)點插(cha)入型(xing)熱式質量流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)，均(jun)速管型(xing)插(cha)入式電磁(ci)流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)及(ji)渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)等。與上述同樣的(de)(de)原因(yin)，渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)雖然在結構上是(shi)插(cha)入式儀表，但由于(yu)其儀表特性(xing)和(he)使用特點與大多(duo)數插(cha)入式流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)有較大的(de)(de)差別(bie)，而且(qie)，渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)(liu)量傳感器一(yi)般(ban)(ban)都做成(cheng)帶測(ce)量短管的(de)(de)形式，直(zhi)接輸出與流(liu)(liu)(liu)(liu)量成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)(de)頻率(lv)信號.結構上并不能將(jiang)旋渦(wo)(wo)發生體自由地插(cha)入或卸出，所以(yi)一(yi)般(ban)(ban)并不將(jiang)渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)作為插(cha)入式流(liu)(liu)(liu)(liu)量計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)一(yi)個(ge)品種來討(tao)論。

　　2、插入(ru)式流量計(ji)的測(ce)量原理

　　1)點流型(xing)插入式(shi)流量計的測量原理

　　點流(liu)型(xing)插(cha)入式流(liu)量傳(chuan)感器的(de)結構(gou)如(ru)圖(tu)11-1所示。

　　它由(you)測(ce)量(liang)頭、插(cha)入(ru)(ru)桿、插(cha)入(ru)(ru)機構、轉(zhuan)換(huan)器(qi)和測(ce)量(liang)管(guan)(guan)道(dao)等幾(ji)個組(zu)件構成。使用時將(jiang)測(ce)量(liang)頭插(cha)入(ru)(ru)到管(guan)(guan)道(dao)中某特(te)定位置(一(yi)般(ban)為管(guan)(guan)道(dao)軸(zhou)線處(chu)或(huo)管(guan)(guan)道(dao)平(ping)均(jun)流(liu)(liu)(liu)速(su)處(chu))，測(ce)量(liang)該處(chu)的局部流(liu)(liu)(liu)速(su)，然后(hou)根據(ju)管(guan)(guan)內流(liu)(liu)(liu)速(su)分(fen)布和儀表與管(guan)(guan)道(dao)的幾(ji)何參(can)數等推算得(de)到流(liu)(liu)(liu)過管(guan)(guan)道(dao)的流(liu)(liu)(liu)量(liang)值。

　　對(dui)于點(dian)流(liu)型(xing)插入式流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計來(lai)(lai)說，由于測量(liang)(liang)(liang)(liang)頭只測量(liang)(liang)(liang)(liang)管道中(zhong)的一點(dian)流(liu)速(su)，要根據(ju)一點(dian)的流(liu)速(su)來(lai)(lai)推知管道內的平均流(liu)速(su)顯然會有很大的困難，管內的流(liu)速(su)分布及(ji)平均流(liu)速(su)位置將對(dui)測量(liang)(liang)(liang)(liang)結果有很大的影響(xiang)。下(xia)面對(dui)頻率(lv)信號輸出型(xing)測量(liang)(liang)(liang)(liang)頭和模擬信號輸出型(xing)測量(liang)(liang)(liang)(liang)頭等幾種不同類型(xing)的插入式流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計來(lai)(lai)討論點(dian)流(liu)型(xing)插入式流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)計的測量(liang)(liang)(liang)(liang)原理。

　　（1）頻率(lv)信號輸(shu)出型測量頭

　　使(shi)用(yong)頻率信號(hao)輸出(chu)測量頭(tou)的插入式流量計(ji)(ji)有插入式渦輪和插入式渦街流量計(ji)(ji)，其流量計(ji)(ji)算公式為

　　qv=f/k

　　式中qv是體(ti)積(ji)流量(liang)（m3/s）；f是流量(liang)計頻率輸出信號（Hz）；K是流量(liang)計儀表系數（1/m3）。

　　流量計(ji)儀(yi)表(biao)系數K的(de)計(ji)算公式為

　　式中(zhong)，Ko是(shi)(shi)測(ce)量(liang)頭(tou)的(de)儀表系數(shu)（1/m）；a是(shi)(shi)速度分布系數(shu)，它是(shi)(shi)管(guan)(guan)道(dao)內(nei)平均流(liu)速與測(ce)量(liang)頭(tou)處流(liu)速的(de)比(bi)值，用(yong)(yong)來修(xiu)(xiu)正(zheng)由于(yu)測(ce)量(liang)頭(tou)處的(de)流(liu)速與管(guan)(guan)內(nei)平均流(liu)速的(de)差異(yi)造(zao)成的(de)影響(xiang)；β是(shi)(shi)阻(zu)塞系數(shu)，用(yong)(yong)來修(xiu)(xiu)正(zheng)由于(yu)插入桿和測(ce)量(liang)頭(tou)引起的(de)管(guan)(guan)道(dao)流(liu)通面積減小及管(guan)(guan)內(nei)速度分布畸變(bian)所(suo)造(zao)成的(de)影響(xiang)。是(shi)(shi)干擾系數(shu)，主要用(yong)(yong)來修(xiu)(xiu)正(zheng)由于(yu)上(shang)游阻(zu)流(liu)件所(suo)引起的(de)速度分布畸變(bian)以及管(guan)(guan)道(dao)所(suo)開窗口帶來的(de)影響(xiang)。A是(shi)(shi)測(ce)量(liang)管(guan)(guan)橫截面積，m2。

　　（2）模擬信號輸出(chu)型測量頭

　　使用模擬信(xin)號(hao)輸(shu)(shu)出(chu)測(ce)量(liang)頭(tou)的(de)插入(ru)(ru)式流(liu)量(liang)計(ji)有皮(pi)托管（輸(shu)(shu)出(chu)差壓信(xin)號(hao)，經差壓變送器后為(wei)電流(liu)信(xin)號(hao)輸(shu)(shu)出(chu)）和(he)插入(ru)(ru)式電磁流(liu)量(liang)計(ji)(輸(shu)(shu)出(chu)電勢信(xin)號(hao))，其(qi)流(liu)量(liang)計(ji)算公式為(wei)

　　式(shi)中，K是流量(liang)計(ji)的流量(liang)系數，

　　Kv是(shi)測量頭的流速系數，

　　△p是(shi)皮托(tuo)管(guan)輸出差壓信號（Pa）；e是(shi)插(cha)入電磁輸出電勢信號（V）；是(shi)被測介質(zhi)密度（kg/m3）。

　　2)點流型(xing)插入(ru)式流量計有(you)關系數的確(que)定

　　（1）流量計(ji)速(su)(su)度(du)分(fen)布(bu)系(xi)數(shu)(shu)a的(de)確定速(su)(su)度(du)分(fen)布(bu)系(xi)數(shu)(shu)a是管道(dao)平均流速(su)(su)與測量頭所(suo)處(chu)位置(zhi)局部流速(su)(su)之比。它限管內(nei)流體(ti)速(su)(su)度(du)分(fen)布(bu)形式有極大的(de)關系(xi)。

　　a、對于光(guang)滑(hua)管(guan)道.在充分(fen)發展紊流(liu)條件下(xia)，管(guan)內流(liu)速分(fen)布的最簡單(dan)公式是指數公式

　　式中，指數n是一個與(yu)雷(lei)諾數Re有(you)關的數，一般可用n-1.56lgRe來(lai)表示

　　對于這樣的(de)速度分布，其平均(jun)流速

　　平均(jun)流速(su)所在位置為

　　所以，如果測量頭插到(dao)軸線處，則速度分布系數

　　如果測(ce)量頭插到(dao)管道平均流(liu)速(su)處(chu)，則速(su)度(du)分布系(xi)數(shu)a=1。

　　b、對于粗(cu)糙管道(dao)，管內(nei)流速分布除與雷諾數有(you)關外(wai)，還與管道(dao)壁面(mian)的相對粗(cu)糙度△/D的關系(xi)可(ke)用科爾布魯(lu)克（Colebrook）公式來表示

　　由于(yu)上式(shi)為一非顯示方程，應用迭代法求(qiu)解。初始(shi)值λ0按下式(shi)估計時，一次牛頓迭代獲得的(de)結果(guo)在0.01%之內(nei)。

　　Teyssandier根據Pai速度分布公式求得用于粗糙(cao)管平均(jun)流速

　　所(suo)以，如果(guo)測最(zui)頭插(cha)到(dao)軸線(xian)處，則速度分布(bu)系數(shu)a用下式近似地(di)表(biao)示，可獲得較高的測量(liang)精度。

　　如(ru)果測量頭(tou)插到管道平均(jun)流速(su)處，則速(su)度(du)分(fen)布系數a=1。

　　根(gen)據式(shi)11-7和式(shi)11-11計算得到的(de)結果列于表11-1所(suo)示，a的(de)變化趨勢如圖(tu)11-2所(suo)示。

　　相信通過(guo)以上(shang)一(yi)體化孔板流量(liang)計的(de)標準(zhun)配件的(de)全(quan)(quan)部容，能夠使(shi)大家有一(yi)個較為(wei)全(quan)(quan)面的(de)認識，對選(xuan)擇(ze)合適(shi)的(de)節流裝置有所幫(bang)助。如有疑問，可以隨時聯系我們。