開封市中儀流量儀表有限公司
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閱讀：319發(fā)布時間：2022-1-4
(1) 大口徑管路液體流量測量的特點
① 管路口徑大要求壓損越小越好。一般不允許用局部縮徑的方法提高流速。
② 流速一般都很高。新設(shè)計安裝的管路，一般均選擇經(jīng)濟流速。因為流速太低，勢必增加管路的投資，流速太高，會造成動力損耗大幅度增加，導(dǎo)致運行成本上升，都是不經(jīng)濟的。但有些老管路，由于增產(chǎn)的需要而提高了流速。
③ 由于流速較低，流體中的污垢、淤泥等極易在管道內(nèi)壁沉積。作系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮儀表與流體接觸部分的清洗。
④ 測量范圍度要求大。有些水管夜間和日間、冬季和夏季流量相差懸殊，多達(dá)10～20倍，有些空調(diào)用水，到一定季節(jié)干脆就停用，因此，這些水的流量計，就要求范圍度特別大。
⑤ 防護等級要求高。大口徑管路大多埋地敷設(shè)，為的是節(jié)省空間，在北方，也是防凍的需要。因此流量傳感器大多被安裝在儀表井內(nèi)管段上。由于雨水、井壁滲漏和管路外漏等原因常常引起井內(nèi)水位上升而淹沒流量傳感器，所以設(shè)計時就應(yīng)估計到這種情況，選用防持續(xù)浸水影響的流量傳感器，例如IP68的防護等級。
（2） 儀表選型
① 電磁流量計。電磁流量計在大口徑水流量測量中占有極其重要的地位，這是因為該種儀表具有下列特點。
a. 無可動部件，可靠性高，長期穩(wěn)定性好。
b. 無附加阻力。這一點對大口徑流量計有特別重要的意義。
c. 測量精確度高。典型產(chǎn)品在 
1m/s時，精確度可達(dá)到±0.3％R。
d. 范圍度大。保證精確度的范圍度一般可達(dá)40∶1，可測范圍可達(dá)200∶1，例如IFM系列產(chǎn)品，在v＝0.06m/s時，基本誤差仍可小于±2％R。
e. 直管段要求相對較低。對于大口徑管路，這一點也很重要。有多種流量計要求前后直管達(dá)到30D，對于管徑1m以上的管路，就意味著須具備30m以上的直管段，這在多數(shù)情況下難以滿足。
f. 有大口徑產(chǎn)品。提供DN3000的產(chǎn)品，從而能滿足大口徑水流量測量的需要。
g. 品種齊全。有防浸水型IP68產(chǎn)品。
h. 其不足之處是大口徑產(chǎn)品價格高，而且口徑越大價格增長得越快。盡管如此，像水廠、成品水和源水等計量，因牽涉到貿(mào)易結(jié)算，對計量精確度要求高，還是愿意花較多的錢選用電磁流量計。
②超聲流量計。超聲流量計在大口徑管路的流量測量中占有重要地位，原因如下。
a. 超聲流量計的夾裝式，其價格與口徑無關(guān)，用來測量大口徑管路流量，投資較省。
b. 超聲流量計能得到的測量精確度同管徑有關(guān),管徑越大，有可能得到的精確度越高。有的供應(yīng)商能提供帶測量管的多聲道時差式超聲流量計，精確度可達(dá)0.15級，但價格也相應(yīng)升高。
c. 既可測量導(dǎo)電液體，如水等，也可測量不導(dǎo)電液體。
現(xiàn)在有很多單位添置數(shù)臺攜帶式（時差法）超聲流量計用于現(xiàn)場較大口徑液體流量計比對，一般都收到較好的效果。在DN≥150mm、v≥0.3m/s時，精確度可達(dá)±2％R。
③插入式流量計。上述電磁流量計用在大口徑管道上，固然很好，但價格較貴，因此，在測量精確度要求不高的場合，插入式流量計就成為受歡迎的方法。
插入式流量計的價格只及滿管流量計的幾分之一到十幾分之一，是流量計的一種補充。另外，重量輕，壓損小，易于安裝和維修,是這種流量計的另一優(yōu)點。
在大口徑管路流量計中，由于流速普遍較低，泥沙、污垢等容易在儀表表面沉積，因此，插入式流量計常常帶配套球閥，實現(xiàn)在不斷流情況下拆下儀表維護和檢查，從而提高測量系統(tǒng)的可靠性。
a.插入式流量計的結(jié)構(gòu)。插入式儀表有點流速計型。其中插入式渦街、渦輪、電磁流量傳感器以及皮托管等屬點流速計型。差壓式均速管流量傳感器、熱式均速管流量傳感器等為徑流速型。
插入式流量表的原理雖多種多樣，但其結(jié)構(gòu)卻大同小異。圖3.73所示為點流速計型結(jié)構(gòu)。圖3.74為徑流速計型結(jié)構(gòu)。
圖3.73點流速計型插入式流量傳感器 圖3.74差壓式均速管流量傳感器
點流速計型傳感器由測量頭、插入桿、插入機構(gòu)、轉(zhuǎn)換器和儀表表體五部分組成。
測量頭：其結(jié)構(gòu)實際上就是一臺流量傳感器，不過這里作為局部流速測量的流速計使用。
插入桿：支撐測量頭的一根支桿。支桿內(nèi)可將測量頭的信號電纜引至儀表表體外部。
插入機構(gòu)：由連接法蘭、插入桿提升機構(gòu)及球閥組成?？稍诓粩嗔鞯那闆r下將測量頭由管道內(nèi)提升到表體外，以便檢查維修。
轉(zhuǎn)換器：測量頭信號輸出轉(zhuǎn)換的電子部件。
儀表表體：對于大口徑一般都不帶儀表表體，而是利用工藝管道的一段作為測量管。
差壓式均速管流量傳感器包括檢測件（均速管）、閥、插入機構(gòu)和取壓裝置等部件。
b.點流速計型工作原理。測量頭插于管道中特定位置（一般為管道軸線或管道平均流速處），測量該局部流速，然后根據(jù)管道內(nèi)流速分布和傳感器的幾何尺寸等推算管道內(nèi)的流量。其流量計算式如下[34]。
脈沖－頻率型測量頭（渦輪、渦街等）計算式為
qv=f/K (3.102)
式中 qv——體積流量，m3/s；
f——流量計的頻率信號，Hz；
K——流量計的儀表系數(shù)，P/m3，K= 
K0——測量頭的儀表系數(shù)，P/m；
——流速分布系數(shù)；
——阻塞系數(shù)；
——干擾系數(shù)；
A——儀表表體（測量管道）橫截面面積，m2。
差壓式測量頭（皮托管等）計算式為
qv= 
（3.103）
令 K＝ 
，則
qv=KA 
式中 Kv——測量頭流速儀表系數(shù)；
——流體密度，kg/m3；
——流量計差壓信號，Pa；
其余符號同前。
電磁測量頭計算式為
qv= 
（3.104）
式中E——測量頭感應(yīng)電動式，V；
其余符號同上。
c. 
、 
、 
、A的確定方法
速度分布系數(shù) 
的確定。速度分布系數(shù)定義：管道平均流速與測量頭所處位置局部流速的比值。
測量頭插于管道軸線處
－1 （3.105）
式中 
——流速分布系數(shù)；
ReD——管道雷諾數(shù)；
D——管道內(nèi)徑，mm；
——管壁粗糙度，mm。
測量頭插于管道平均流速處
＝1 （3.106）
管道平均流速處
y=(0.242 
(3.107)
式中 y——平均流速處至管壁的距離；
R——管道半徑。
由式（3.105）可見，流速分布系數(shù) 
為管壁相對粗糙與管道雷諾數(shù)的函數(shù)，測量時流量大小的變化將引起 
的變化。設(shè) 
/D＝0.001， ReD從2 
104變到3 
105， 
約變化2.8％；反之，設(shè)管道雷諾數(shù)為3 
105，而管道粗糙度從0.001變到0.002，則 
約變化1.4％。
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