流量是工業(yè)測(cè)量中重要的參數(shù)之一。超聲波流量計(jì)作為一種非接觸式的儀器儀表,以其高精度、無(wú)壓力損失、寬測(cè)量范圍等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。超聲波信號(hào)在流體中傳播時(shí),流體的流速會(huì)對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,通過(guò)檢測(cè)超聲波信號(hào),建立數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出流體的流速,從而實(shí)現(xiàn)流體流量的測(cè)量。
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中, 很多原料、半成品、成品是以流體狀態(tài)出現(xiàn)的。流體的流量就成為決定產(chǎn)品成分和質(zhì)量的關(guān)鍵, 也是生產(chǎn)成本核算和合理使用能源的重要依據(jù)。因此流量的測(cè)量和控制是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)。
單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量, 稱為瞬時(shí)流量。 而在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體量的總和, 即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值, 稱為總量或累積流量。
瞬時(shí)流量有體積流量和質(zhì)量流量之分。
工程上講的流量常指瞬時(shí)流量, 下面若無(wú)特別說(shuō)明均指瞬時(shí)流量。
生產(chǎn)過(guò)程中各種流體的性質(zhì)各不相同, 流體的工作狀態(tài)(如介質(zhì)的溫度、 壓力等)及流體的粘度、腐蝕性、導(dǎo)電性也不同, 很難用一種原理或方法測(cè)量不同流體的流量。尤其工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的情況復(fù)雜, 某些場(chǎng)合的流體是高溫、高壓, 有時(shí)是氣液兩相或液固兩相的混合流體。所以目前流量測(cè)量的方法很多, 測(cè)量原理和流量傳感器(或稱流量計(jì))也各不相同, 從測(cè)量方法上一般可分為三大類。
(1)速度式速度式流量傳感器大多是通過(guò)測(cè)量流體在管路內(nèi)已知截面流過(guò)的流速大小實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。它是利用管道中流量敏感元件(如孔板、轉(zhuǎn)子、渦輪、靶子、非線性物體等)把流體的流速變換成壓差、位移、轉(zhuǎn)速、沖力、頻率等對(duì)應(yīng)的信號(hào)來(lái)間接測(cè)量流量的。差壓式、轉(zhuǎn)子、渦輪、 電磁、旋渦和超聲波等流量傳感器都屬于此類。
(2)容積式 根據(jù)已知容積的容室在單位時(shí)間內(nèi)所排出流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體的瞬時(shí)流量和總量的。常用的有橢圓齒輪、 旋轉(zhuǎn)活塞式和刮板等流量傳感器。
(3)質(zhì)量式質(zhì)量流量傳感器有兩種。一種是根據(jù)質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系, 測(cè)出體積流量再乘被測(cè)流體的密度的間接質(zhì)量流量傳感器, 如工程上常用的采取溫度、 壓力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償式質(zhì)量流量傳感器。另一種是直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)量流量傳感器, 如熱式、慣性力式、動(dòng)量矩式質(zhì)量流量傳感器等。直接法測(cè)量具有不受流體的壓力、溫度、粘度等變化影響的優(yōu)點(diǎn), 是一種正在發(fā)展中的質(zhì)量流量傳感器。
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