第10章 流量检测技术（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（清华大学·2023）

第10章 流量检测技术 LOGO 前言 流量检测的主要任务有两类： 一是为流体工业提高产品质量和生产效率，降低成本以及水利工程和环境保护等做必要的流量检测和控制； 二是为流体贸易结算、储运管理和污水废气排放控制等做总量计量。 本章介绍流量测量的基本知识和常用的流量检测仪表。 流量检测技术 10.1 流量检测的基本概念 10.2 流量测量仪表 10.3 流量计的校准与标准装置 10.1 流量检测的基本概念 10.1.1 流量和流量计 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 10.1.3 流量检测仪表的分类 10.1.1 流量和流量计 体积流量 (10-1) 质量流量 (10-2) 体积流量和质量流量的关系式： (10-3) 流量 单位时间内流体流经管道或明渠某横截面的数量，又称瞬时流量。当流体以体积表示时称为体积流量,以质量表示时称为质量流量。 10.1.1 流量和流量计 (10-4) (10-5) 累积流量是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中所必知的参数之一，是计价、结算、收费的基础。 积累流量 在某一段时间内流过某横截面流体的总量。累积流量等于该时间内瞬时流量对时间的积分。 10.1.1 流量和流量计 一次装置安装于流体管道内部或外部，根据流体与一次装置相互作用的物理定律，产生一个与流量有确定关系的信号，一次装置又称流量传感器。 二次仪表接受一次装置的信号，并转换成流量显示信号或输出信号。 流量计可分为专门测量流体瞬时流量的瞬时流量计和专门测量流体累积流量的累积式流量计。 流量计 用于测量流量的计量器，通常由一次装置和二次仪表组成。 10.1.1 流量和流量计 体积流量的计量单位为米3／秒(m3/s); 质量流量的计量单位为千克/秒(kg/s); 累积体积流量的计量单位为米3(m3); 累积质量流量的计量单位为千克(kg)。 除上述流量计量单位外，工程上还使用米3 /时(m3/h)、升/分(L/min)、吨/小时(t/h)、升(L)、吨(t)等作为流量计量单位。 10.1 流量检测的基本概念 10.1.1 流量和流量计 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 10.1.3 流量检测仪表的分类 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 (10-6) 流体密度是温度和压力的函数，流体密度通常由密度计测定，某些流体的密度可查表求得。 流体的密度 单位体积的流体所具有的质量 1. 流体的密度 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 牛顿粘性定律 (10-7) 流体的粘性 实际流体在流动时有阻止内部质点发生相对滑移的性质 流体的粘度 表示流体粘性大小的参数。通常采用动力粘度和运动粘度来表征流体粘度。 2. 流体粘度 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 运动粘度 (10-8) 粘度是温度和压力的函数，可由粘度计测定，有些流体的粘度可查表求得。 3. 流体的压缩系数和膨胀系数 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 流体的粘性 在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性 流体的膨胀性 在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性 流体的压缩性 流体的压缩性用压缩系数表示，定义为：当流体温度不变而所受压力变化时，其体积的相对变化率 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 压缩系数 (10-9) 膨胀系数 流体的膨胀性用膨胀系数来表示，定义为：在一定的压力下，流体温度变化时其体积的相对变化率 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 (10-10) 流体膨胀性对测量结果的影响较明显，无论是气体还是液体均须予以考虑。 4. 管流类型 管流 把流体充满管道截面的流动叫管流 10.1.2 流体物性参数与管流基础知识 1) 单相流和多相流 管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流，如只有单纯气态或液态流体在管道中的流动；两种不同