水的测量及流量计

    1　水测量的意义

    水是生命之源,由于水资源是有限的,所以合理用水、节约用水,保护水资源越来越为社会所重视,水资源管理离不开流量的测量,水测量的意义:

    用于流量检测。作为提高生产自动化水平,改善生产工艺条件,提高产品质量和产量的目的。

    ②用于流量计量。作为加强科学管理,降低能耗、物耗,控制污染为目的。

    水的测量,离不开测量仪器、仪表,下面介绍几种常用的有压管道流量计。

    2　流量计的介绍

    2.1　电磁流量计　电磁流量计是应用法拉弟电磁感应定律。当导体在磁场内作切割磁力线运动时,就产生感应电压。由下列(1)式给出:

    U=KBVD           (1)

    (1)式中U为感应电压;

    B为磁感应强度;

    V为平均流速;

    D为测量管直径。

    流量计由传感器和转换器构成,传感器是由励磁线圈通以电流产生的磁场,在磁场内放置一测量导管,导管装一对电极组成,在结构上,磁场、电极、流速三者互相垂直。由(1)式可知,电磁流量计有下列特点:

    a.测量范围广,只要介质具有一定的导电性,与介质的其它特性无关;

    b.输出电压与体积呈精确的线性关系;

    c.无压力损失;

    d.衬里的电极与介质接触只要合理选择二者材料,可达到防磨防腐的要求;

    e.上游直管段要求短,安装要求低;但是电磁流量计不能测量气体等不导电介质,且价格较高。

    2.2　节流装置流量计　节流装置流量计是利用一次装置装入充满流体的管线中,使装置的上游侧与喉部或下游侧之间产生差压,根据差压可对流动流体确定流量。根据流体符合连续方程和伯努力方程,由下式表示:

其中Q为流量的体积流量;

    C为流出流量;

    B为孔径比;ΔP为差压。

    节流装置流量计在整个流量测量仪表领域占较大的比重,原因之一为结构简单,其二,有很长的发展历史,有大量的实验数据作依据。结构简单的优点体现在:例如把节流装置加工成所需要的形状,并符合规定安装要求后,则不需作检定,也能在确定范围内进行流量测量,但是节流装置的节流件必须严格符合国家规定的加工尺寸及计算数据的技术和安装要求,通常需要20倍以上的管径的直管段,下游需要10倍以上管径的直管段。节流装置的节流件,测量介质的物理性质对其影响很大,而且节流件在管路中造成很大的压力损失。在应用中,尤其大管径、大流量的水测量中越来越少用节流装置流量计。

    2.3　超声波流量计　超声波流量计是最近十几年来电子技术的发展才得以应用在流量测量中,利用超声波流量计测量流量的方法有很多种,较为典型的有速度时差法和多普勒移频法,前者主要用于测量纯净的介质,后者主要用于测量含有微粒的液体,在这里只介绍速度时差法。测量方法是在测量管道安装两个换能器,两个都能接收和反射,一为发射器(F),一为接收器(J),从发射器到接收器因流速差别的影响而产生时间差。由此可测出流速。根据速度时差法,流量可由下式表示: