流量测量范文

流量测量范文第1篇

论文摘要：对目前重要的不同的流量计（容积式计量表，质量流量计，电磁流量计）的原理、测量方法、应用条件、注意事项等进行了总结，进而对流量测量有进一步的了解。

1研究背景：

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一,它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作对于保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用。特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代,流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

节约能源和环境保护是大多数先进企业非常关心的问题。而要确保压缩空气系统高效地运转，流量测量是至关重要的。对一个典型压缩空气系统的全部成本进行分析后，我们发现最大的成本是由电力消耗，而不是系统的投资或维护产生的。

一台新式的压缩机将百分之九十的电力转换成热量，而仅将百分之十转换成压缩空气，这就使得压缩空气比电要贵十倍。测量耗电量随处可见，但是测量压缩空气消耗量的企业并不多。不进行测量就意味着不知道系统的效率。统计数据显示百分之三十的压缩空气会由于泄漏而损失掉，这本来是可以被检测出来并修理好的。

还有另外一个重要问题：二氧化碳总排放量的百分之四十来自于工业。这些二氧化碳是在燃烧矿物燃料（媒、石油、煤气等）来发电的过程中产生的。我们都知道，过多的二氧化碳会造成全球变暖。在能源变得短缺并且环保和我们每一个人息息相关的时候，流量测量将帮助您依据消耗量和泄漏检测来分析您的系统，从而减少能耗和成本。

2调研目的：

由于流量是一个动态量,流量测量是一项复杂的技术。从被测流体来说,包括气体、液体和混合流体这三种具有不同物理特性的流体;从测量流体流量时的条件来说,又是多种多样的,如测量时的温度可以从高温到低温;测量时的压力可以从高压到低压;被测流量的大小可以从微小流量到大流量;被测流体的流动状态可以是层流、湍流等等。此外就液体而言,还存在粘度大小不同等情况。

调研的目的就是对目前重要的不同的流量计的原理、测量方法、应用条件、注意事项等进行了总结，进而对流量测量有进一步的了解，对以后的研究工作起一定的指导意义。

3调研内容

3.1概述

3.1.1流量的概念

流体在单位时间内流经某一有效截面的体积或质量，前者称体积流量（m3/s)，后者称质量流量(kg/s)。

如果在截面上速度分布是均匀的，则：

如果介质的密度为，那么质量流量

流过管道某截面的流体的速度在截面上各处不可能是均匀的，假定在这个截面上某一微小单元面积上速度是均匀的，流过该单元面积上的体积流量为，整个截面的流量为；测量某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间的积分，称之流体总量。，用来测量流量的仪表统称为流量计。测量总量的仪表称为流体计量表或总量计。

3.1.2流体的几个概念

(1)粘性

在流体的内部相互接触的部分在其切线方向的速度有差别时会产生减小其速度差的作用。这是因为流速快的部分要加速与其相接触的流速慢的部分，而流速慢的部分要减小与其相接触的流速快的部分，流体的这种性质，称为粘性。衡量流体粘性大小的物理量称为粘度

设有两块面积很大距离很近的平板，两平板中间是流体。令底下的平板保持不动，而以一恒定力推动上面平板，使其以速度v沿x方向活动。由于流体粘性的作用，附在上板底面的一薄层液体以速度v随上板运动。而下板不动故附在其上的流体不动，所以两板间的液体就分成无数薄层而运动，如图所示。作用力F与受力面平行，称为剪力，剪力与板的速度v、板的面积S成正比，而与两板间的距离y成反此，即

（图）平板间流体速度变化

h称为粘度，或动力粘度(dynamicviscosity)，单位是：泊（P）(Pa.s)

(2)层流和紊流

流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流两种。所谓层流(laminarflow)就是流体在细管中流动的流线平行于管轴时的流动。所谓紊流(turbulentflow)就是流体在细管中流动的流线相对混乱的流动。利用雷诺数可以判断流动的形式。如果雷诺数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值时则判断为紊流。

由此，我们发现管内流体流动时存在着两种状态：一为层流状面一为紊流状态．在不同的流动状态下，流体有不同的流动特性。在层流流动状态时，流量与压力降成正比；在紊流流动状态时，流量与压力降的平方根成正比，而且在层流与紊流两种不同的流动状态时，其管内的速度分布也大不相同。这些对于许多采用测量流速来得到流量的测量方法是很重要的。

(3)雷诺数

雷诺数是表征流体流动时惯性力与粘性力之比。利用细管直径d，可求出雷诺数：

为细管中的平均流速；为流体的运动粘度,d为管径。Rd＜2320时为层流，Rd＞2320时为紊流；所谓平均流速，一般是指流过管路的体积流量除以管路截面积所得到的数值。

(4)流体流动的连续性方程

流体在管道内作稳定流动的情况:，若流体是不可压缩的，即则

（图）某一段流体管道

即流体在稳定流动，且不可压缩时，流过各截面流体的体积为常量。因此利用上式，很方便的求出流体流过管道不同截面时的流速。

（4）流体伯努力方程

3.2流量计

3.2.1容积式计量表

这类仪表用仪表内的一个固定容量的容积连续地测量被测介质，最后根据定量容积称量的次数来决定流过的总量。习惯上人们把计量表也称为流量计。根据它的结构不同，这类仪表主要有椭圆齿轮流量计、腰轮流量汁、活塞式流量计等。

(1)椭圆齿轮流量计

（图）椭圆齿轮流量计原理图

腰轮流量计（罗茨流量计）

（图）腰轮流量计原理图

腰轮流量计除可测液体外，还可测量气体，精度可达±0.1％，并可做标准表使用；最大流量可达1000m3/h。

(2)容积式流量计的误差

仪表输出由指针指示，指示值I:

其中：

流量较小时，误差为负值，在流量增大时、误差为正值、且基本保持不变(曲线1)。这种现象主要是由于在运动件的间隙中泄漏所引起的。这个泄漏量与间隙、粘度、前后压差有关，另外也和流过体积V所需的时间有关。

容积式流量计的测量误差值E，可由指示值与真值之差与指示值之比表示。设：V为通过流量计的流体体积真值；I为流量计指示值，则误差值E可表示为

，为流量仪表的流量，，

，

（图）容积式流量计的误差曲线

（3）适用范围

1）可用于各种液体流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量

2）高压力、大流量的气体流量测量

3）适用于性较好、粘度较高的重质油品，如原油、重质成品油等的计量

4）计量范围受到转子重量的影响，其精度只适用于一定流量的计量，计量更大流量时，要几台并联使用

由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较高，不允许有固体颗粒杂质流过流量计．

3.2.2浮子流量计（转子流量计）

(1)原理

浮子流量计的测量本体由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿着锥管的轴向自由移动的浮子组成．如图下

（图）浮子流量计测量原理图

当被测流体自锥管下端流入流量计时，由于流体的作用，浮子上下端面产生一差压，该差压即为浮子的上升力。当差压值大于浸在流体中浮子的重量时，浮子开始上升。随着浮子的上升．浮子最大外径与锥管之间的环形面积逐渐增大，流体的流速则相应下降，作用在浮子上的上升力逐渐减小，直至上升力等于浸在流体中的浮子的重量时，浮子便稳定在某一高度上。这时浮子在锥管中的高度与所通过的流量有对应的关系。

（2）所受力的分析

作用在浮子上的力有：

流体自下而上运动时，作用在浮子上的阻力F;浮子本身的垂直向下的重力W；流体对浮子所产生的垂直向上的浮力B。当浮子处于平衡状态时，可列出平衡方程式

式中，cd为浮子的阻力系数；ro为流体密度；v为环形流通面积的平均流速：Af为浮子的最大迎流面积。

为浮子材料的重度；为浮子的体积

浮子在流体中所受的浮力为：为流体的重度

该环形流通面积为A0，则体积流量为

设，称为流量系数，则

（3）注意事项

只要保持流量系数a为常数，则流量与浮子高度h之间就存在一一对应的近似线性关系．我们可以将这种对应关系直接刻度在流量计的锥管上．显然，对于不同的流体，由于密度发生变化，所以qv与h之间的对应关系也将发生变化，原来的流量刻度将不再适用．所以原则上，转子流量计应该用实际介质进行标定．

3.2.3电磁流量计

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。属于测速式流量计

（1）原理

（图）电磁流量计原理图

如图所示，设在均匀磁场中，垂直于磁场方向有一个直径为D的管道。管道由不导磁材料制成，当导电的液体在导管中流动时，导电液体切割磁力线，因而在磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电动势，如安装一对电极，则电极间产生和流速成比例的电位差。

式中，c为感应电动势：B为磁感应强度，D为管道内径；v为液体在管道内平均流速。

（2）使用条件

优点：

1）可以测量各种腐蚀性介质：酸、碱、盐溶液以及带有悬浮颗粒的浆液

2）此流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量脉冲流量，而且线性较好，可以直接进行等分刻度局限性：

1）只能测量导电液体，因此对于气体、蒸气以及含大量气泡的液体，或者电导率很低的液体不能测量

2）由于测量管内衬材料一般不宜在高温下工作，所以目前一般的电磁流量计还不能用于测量高温介质[（3）分类

直流励磁、交流励磁、低频方波励磁

3.2.4质量流量计

在工业生产中，由于物料平衡，热平衡以及储存、经济核算等所需要的都是质量，并非体积，所以在测量工作中，常需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量。但由于密度随温度、压力而变化，所以在测量流体体积流量时，要同时测量流体的压力和密度，进而求出质量流量。在温度、压力变化比较频繁的情况下，难以达到测量的目的。这样便希望用质量流量计来测量质量流量，而无需再人工进行上述换算。

（1）分类

1）直接式：即直接检测与质量流量成比例的量，检测元件直接反映出质量流量。

2）推导式：即用体积流量计和密度计组合的仪表来测量质量流量，同时检测出体积流量和流体密度，通过运算得出与质量流量有关的输出信号。

3）补偿式：同时检测流体的体积流量和流体的温度、压力值，再根据流体密度与温度、压力的关系，由计算单元计算得到该状态下流体的密度值，最后再计算得到流体的质量流量值。

补偿式质量流量则量方法，是目前工业上普遍应用的一种测量方法。

（2）热式质量流量计

热式质量流量计是由外热源对被测流体加热，测量因流体流动而造成的温度变化来反映质量流量，或利用加热流体时流体温度上升所需能量与流体质量之间关系测量流体质量流量的仪表。比较典型的一种是托马斯流量计。

（图）托马斯气体流量计原理图

加热气体所需要的能量和加热器上下游温差之间的关系可表示为：

由上式可得气体的质量流量可表示为

从上式知，若采用恒定功率法，即保持功率E为常数，则温差与质量流量成反比，测量温差即得流量；若采用恒定温差法，即保持温差为常数，则加热器输入功率E与质量流量成反比，测得加热器功率E即可得值。实用上，无论从特性关系或实现测量的手段看，恒定温差法都比恒定功率法简单，因而应用较多。

（3）推导式质量流量计

它是由体积流量计和密度计组合而成的，其形式可分为

1）检测的流量计和密度计的组合方式；

2）检测的流量计和密度计的组合方式；其中为流体密度，为体积流量

3）检测的流量计和检测的流量计的组合方式；

（图）检测器与密度计的组合质量流量计原理图

（图）检测器和密度计组合的质量流量计原理图

（图）检测器和检测器组合的质量流量计原理图

4调研总结

首先，由于流量是一个动态量,流量测量是一项复杂的技术。对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。

经过几天的调研，对目前重要的不同的流量计的原理、测量方法、应用条件、注意事项等进行了总结，进而对流量测量有了进一步的了解。达到了调研目的。

其次，流量仪表伴随着现代工业的发展有必要逐步完善其性能,而技术的进步也让流量仪表的完善成为可能。尽管有些仪表（如电磁）的性能相对较为优越，但也并非尽善到可取代所有的流量仪表，况且，它当前的价格还较昂贵，使用的经验还不足，有待积累。工业领域十分广阔，还没有一种仪表可以满足一切要求。所以尽管发展趋势有增有减，而取代的过程将是缓慢的。

最后，调研内容有一定的根据性，对现实中流量的测量、应用，都有一定的帮助

参考文献

[1]刘彦军等，圆柱齿轮流量计计量特性研究，计测技术，2008，28（增刊）：92-95.

[2]陈霈，对容积式流量计的误差特性分析及使用维护，计量与测试技术，2007，34（11）.

[3]陈晓梅，周岩，电磁流量计在硫酸装置中的应用，当代化工，2009，38（1）.

[4]崔海亮，电磁流量计的正确选择与安装，机械与电子，2008(23).

[5]史秀丽等，流量计量在工业上的应用及其重要性，计量工作者论坛，2006.

[6]毛新业，秦自耕，流量仪表发展概述，综述，2007.

[7]袁加维，董连鹏，电磁流量计的分类和选型，农业与技术，2009，29（1）：52-54.

[8]陈渤海，质量流量计计量系统在原油生产中的应用，科技资讯，2009

[9]黄雪莲，质量流量计相对误差测量结果的不确定度评定，2008.

[10]王勇，申航旗，转子流量计的原理及计算，2007.

流量测量范文第2篇

作者：马知也 单位：兰州职业技术学院

网络流量采集方法

对经过该链路的流量进行监听和捕获，按一定格式将流量数据进行编码，或者将其汇聚为流数据，发送给后台的接受存储设备．IPFIX工作组［3］定义了采集设备将流量发送给后台接受设备的协议及数据格式．数据存储模块对采集并初步处理后的数据在存储设备中进行存储以备进行下一步数据分析．小型测量系统存储数据到本地采集系统的硬盘上，并实时的进行分析处理和应用．而在大型测量系统中一般有专用的中心存储设备来存储数据，通过专用或普通链路接受各个测量结点捕获的数据．数据分析部分对流量特征进行分析，并将这些数据用于计费、异常检测等应用．网络设备支持的流量采集有些路由器或交换机本身具有流量采集的功能，在进行路由转发等功能的同时，它们可以通过专用的硬件设备采集网络流量数据，并进行初步处理，然后将其转发到后台专用流量接收设备．目前网络设备中应用广泛的Cisco公司的Netflow和基于网络设备流量采集标准的sFlow两种流量采集技术．Netflow通过采集数据分组，根据配置对其进行抽样，并对具有相同“流关键字”的分组聚合形成为流信息，然后通过定义的格式把流信息发送到后台的流量接收服务器，再由后台服务器对流信息进行存储、分析等工作，从而实现完整的流量测量．而sFlow流量采集技术是将sFlowAgent嵌入在交换机和路由器等网络设备中，它负责对流量进行监视，并将采集的信息发送给后台的接收服务器．sFlowAgent通过对数据进行抽样而减少向后台服务器发送数据量．基于网络设备支持的流量采集技术一般被用于计费和流量分析等领域．随着网络速度的提高，流量采集功能的使用会对路由器、交换机本身的转发性能产生一定程度的影响，另一方面这种粗粒度的信息对于某些需要详细分组信息的应用也存在着不足．基于网卡采集在正常应用中，网卡从网络接口接收数据分组，然后将它传递到上层应用．基于网卡的流量采集方法有正常应用模式和混杂模式两种．在正常应用模式下，网卡只接收发送给自己的数据分组．而在混杂模式下，网卡可以接收所有到达的数据分组，硬件不对分组进行过滤，所有分组都会进入系统的内核．因此，当一个网卡专门用于流量数据采集时，一般应设置为混杂模式．专用设备进行采集虽然通过一系列技术改进措施，普通网卡结合计算机的网络流量采集技术可以对普通链路进行流量数据采集．但对于高带宽的链路，应该采用专用的硬件设备进行流量数据采集．一些公司推出了专用的流量采集设备，如Endace公司的DAG卡［4］，NetScout公司的nGeniusProbes、nGeniusInfiniS-tream产品［5］，以及一些基于网络处理器的流量采集方案等．这些专用设备使用高性能专用硬件实现数据采集工作，性能上较前两种采集方法有了很大的提高．并行采集随着网络速度的高速发展，单个设备的采集能力已经很难适应流量数据的采集．因此，利用多个采集设备并行完成流量采集任务成为一个较好的选择．但为了保证各个采集设备的负载均衡，必须对分流设备的分流策略进行仔细设计．如果分组被分到多个流量采集设备，那么将会给后续的汇总处理程序带来一定的困难．为了使多个采集系统在数据采集上一致，并保证数据集的完整性，多个采集系统之间必须解决时间同步等问题．

网络流量测量模型

在现实中许多比较难以解决的问题，一般解决方法是先建立问题模型，模拟一定的场景和条件，然后在这些场景和条件下对问题进行模拟解决．由于互联网络的异构型和网络高突发性业务量使得网络呈现复杂的非线性，为了有效的对网络流量进行测量，就需要建立一定的网络流量测量模型，而且这种模型的建立也是非常有必要的．首先建立仿真模型对真实网络流量进行描述，这种模型还能够对网络流量将来的行为趋势有效地进行预测．传统的网络流量模型多以泊松过程为基础，其中有泊松模型、马尔科夫模型、自回归模型、自回归移动平均模型和自回归合成移动平均模型等，这些模型同属于短期相关性模型，即若测量时间的间隔足够大的时候，当前时刻所采集到的业务流量与过去时间所采集到的业务流量不具有相关性．从时间的角度来看，这些模型所采集的数据流量具有短相关性，随着测量时间间隔的变大，网络流量会趋于一个恒定的常量，也就是说，网络流量突发性得到了一定的缓和，因此，传统网络流量测量模型并不能描述网络性能的长相关性．对网络流量自相似性进行深入研究后发现，自相似网络中业务流量在较大的时间间隔具有突发性，并且这种业务流量的长相关性比较明显．因此，传统流量模型一般不适合用来进行自相似流量的模型建立．所以，目前对网络流量的描述逐渐采用自相似模型，这种模型能够表征长相关性与突发性．自相似性网络流量模型以自相似过程为基础而建立，模型在精度和灵活性方面与统计特性下建立的模型比较并没有什么优势，甚至没有统计特性下建立的模型好，但其具有明确的物理意义，有助于理解网络流量产生自相似的原理．在自相似性网络流量模型中流叠加算法使用较多．ON/OFF流叠加模型定义叠加大量的ON/OFF源，每个源都有两个周期交替的ON和OFF状态．在ON状态时，数据源通过连续的速率发送数据包;在OFF状态时，数据源不发送任何数据包．在这一过程中，所有发送源都出于ON或OFF状态的时长独立地附和重尾分布．对于网络流量统计模型是以其统计特性下表现出的性质为基础而建立模型，这一类模型相比其它模型虽然在灵活性和精确方面占有一定优势，但其并没有具体明确的物理意义．分形布朗运动、分形ARIMA过程、多重分形小波模型和小波域独立高斯模型都属于这一类模型．虽然自相似性测量模型以网络特征为基础而建立的模型，它可以对业务流量的自相似特性和流量突发性与长相关性进行描述，可以全面认识网络业务流各个方面的内在规律，在一定条件下能够取得较好的预测效果．但实际的网络业务流中，既有短相关特性，又有长相关特性，这种短相关特性与长相关特性并存的多种特性给网络业务流量精确预测带来很大的挑战．因此，自相似网络流量模型对网络流量的所有特性也不能完全描述．

流量测量范文第3篇

关键词 自动化；仪表 ；流量；测量；原则

中图分类号TH86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）73-0069-02

1 流量测量仪表的类型和特点

流量测量仪表是用来测量管道或者明沟内部液体、气体、蒸汽等流体流量的工业化自动仪表，又称之为流量计。流量测量是一项极其复杂的工作，在进行流体流量测量的时候，我们通常需要考虑流体的温度范围、流体的压力范围、流体范围、粘度范围和流态范围流量测量的方法根据具体情况可以分为三种：速度式流量测量方法、容积式流量测量方法和直接或间接测量的方法。速度式流量测量方法能够直接测出管道内流体的流速，以此作为流量测量的依据；容积式流量测量方法通过测量单位时间内经过流量仪表排出的流体的固定容积的数目来实现；直接或间接的方法通过测量单位时间内流过管道截面的流体质量数来测量流量。工业上常用的流量计，按其测量原理分为以下四类：

1）差压式流量计：主要利用管内流体通过节流装置时，其流量与节流装置前后的压差有一定的关系。属于这类流量计的有标准节流装置、巴式流量计、平衡流量计等；

2）速度式流量计：主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转，叶轮的转速和流体的流速成正比。属于这类流量计的有叶轮式水表和涡轮式流量计等；

3）容积式流量计：主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累积的原理。属于这类流量计的有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计；4）其它类型流量计：如基于电磁感应原理的电磁流量计、涡街流量计等。

2 流量测量仪表检定方式的比较

流量测量仪表的检定方式，根据具体的条件可以分为实流检定和干式检定两种方式。一般来说，对于用来计量液体流量的仪表大都采用实流检定的方式，，例如，测量水和原油流量的仪表；而对于用来计量气体流量的仪表大都采用的是干式检定的方式，例如，测量天然气流量的差压式流量仪表，还有极少数的流量测量仪表采用的是在线实流检定或者离线检定。几种检定方式之间是存在差异的，首先，在检定的结论上存在不同，实流检定一般情况下是最符合准确性、溯源性、实验性和一致性的，还能够对流量测量仪表进行真正意义上的校准和复制，确保了量值传递或者溯源性的连续和封闭。而采用组合测量方法对流量仪表进行干式检定，往往会存在一些不确定性，这与其有关参数的测量结果的确定性是有关的，而且这些流量测量计不能够给出具体的误差值，只能够通过做多次试验的经验和标准化的技术要求来保证流量计量的一致性和试验性。流量仪表的离线检定更是需要根据具体的检定环境来决定其流量检定的结果，同样存在许多的不确定性，采用这种方式检定流量仪表的时候，检定人员本身对于测量结果的准确性要求就不是很高，允许一些小误差的存在。所以，在检定的结论上，各种检定方式之间存在差异。其次，几种检定方式对物性参数影响的修正程度也不尽相同。我们知道，几乎所有通过流量仪表得到的测量结果都会受到被测介质有关物性参数的影响，只是影响的程度不一样而已。对于大多数的流量测量仪表来说，物性参数对其计量性能的影响是很难用数学公式准确表达出来的，所以这就对如何消除物性参数影响造成了一定的困难。还有一点就是，几种流量检定方式对操作条件影响的修正程度也存在区别，流量仪表的操作环境会直接影响其计量性能，因为操作环境的变化会使流量仪表的计量腔体发生变化，同时，操作环境还会影响被测介质的黏度和密度等物理性质，降低了测量时候的准确性。计量腔体的变化，对于容积式流量计来说，会使其测量的基准容积发生改变，产生误差，影响测量的结果；对于速度式流量计来说，会使其流通面积发生变化，影响测量的结果。

3 流量仪表选型的基本原则

流量仪表根据其自身的特性和相关作用，在测量流量的时候，每种流量仪表之间都存在适应性，目前还没有研发出能够适应各种环境的万能流量计。所以，在选择流量仪表的时候，一定要搞清楚被测介质的具体性质，测量时候的环境等因素，不能盲目的去选择流量仪表，这样的话，非但不能得到准确的测量结果，可能还会造成流量仪表的损坏。首先，要熟悉被测介质和测量环境，例如，了解被测介质的物理性质以及相关特性，明白测量时候的温度、压力、流体的流态、黏度等因素；其次，要合理的选用流量仪表，这个时候就要求技术人员对各种流量仪表的工作原理、性能、结构有充分地了解，还要判断其在安装的时候是否需要特殊的安装环境。这样的话，才能够确保流量计能够正常的工作，发挥其作用，满足工艺生产的需要。在选择流量测量仪表的时候，既要考虑流量测量仪表的适用性，还要根据对测量结果的要求程度考虑流量测量仪表的准确度，流量仪表的误差应该控制在一定的范围之内，超出了这个范围就要重新选择了，流量仪表测量的准确度越高，测量的结果就越可靠，测得的数据才会对技术人员做出正确判断有帮助，提高整体的工作效益和经济效益。

4 自动化流量测量的发展趋势

自动化流量测量仪表的发展趋势，大致可以归纳为以下几点：

1）逐渐提高流量测量的可靠性和准确性。这需要研发人员在进行流量仪表设计的时候，在参照以往经验的同时，能够大胆创新，按照可靠性原理，使用高可靠性的传感器和电子元器件，尽量减少或者运动部件；

2）要大幅提高流量测量仪表对被测介质和所测环境的适应性；

3）运用国内外一些先进的技术，例如，新的信号处理技术（DSP）、新的信号传输技术（HART、FIELD BUS），这样就能使得流量测量仪表更加的先进；

4）流量仪表已经慢慢趋向智能化的方向，操作更加简单，性能更加强大。

5 结论

本文对流量测量仪表的类型和特点进行了分析，比较了几种流量仪表检定方式，论述了流量仪表选型的基本原则，并就自动化流量仪表的发展趋势进行了描述。总之，虽然流量测量技术发展到今天已经趋于成熟，市面上也有各种各样的流量计，流量计的功能和适用范围也在大幅的提高，但是，对于一些高腐蚀性、高粘性、多相流体等流体的流量测量，还是存在一定的缺陷的，技术和测量工具都有待提高。

参考文献

[1]张震，汪斌强，朱珂.流量测量的关键技术分析与研究[J].计算机应用研究，2009(9).

[2]陈涛，李勇进.浅谈工业流量测量仪表的选型[J].科技信息(科学教研)，2007(16).

[3]孟宪增，何海静，孙瑛.流量测量仪表检定方式比较[J].企业标准化，2008(Z3) .

流量测量范文第4篇

Abstract： Aircraft liquid system， due to its high heat transfer coefficient， high cooling efficiency and stable working ability， will become the necessity for cooling of electronic equipment of modern high-performance aircraft. Domestic aircraft cooling system research has just started and the technology is not perfect， so in order to study the performance of the liquid-cooled system， it is necessary to measure the flow of the system piping. At present， although the methods of measuring the liquid flow in the ground system are more， they are difficult to implement on the plane due to large equipment volume. In addition， due to military secrecy and other reasons， there are few foreign reports. In view of the above reasons， it is imminent to provide a simple and easy flow measurement method of aircraft air cooling system. Accordingly， this paper presents a measurement method that can be used in the measurement of aircraft cooling system， which takes into account the impact of flight acceleration on flow measurement. At the same time， taking the elbow as an example， through the numerical simulation method， the dimensionless relation of the pressure drop of the elbow is obtained. The research results of this paper will provide technical reference for the measurement and calculation of the flow rate of aircraft cooling system.

关键词： 加速度；流量；弯管；无量纲

Key words： acceleration；flow；elbow；dimensionless

中图分类号：V241 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0085-04

1 背景及现状分析

近年来，航空装备发生了巨大的变化，机载电子设备的应用越来越广泛，电子舱热载荷急剧增加，它所产生的热负荷已从原来的几千瓦增大到几十千瓦。这些电子设备工作时，一方面除了发射出少量功率以外，70%～90%的输入功率都转变成了热量；另一方面，随着电子器件向集成化、小型化发展的趋势，电子设备功率增大、封装密度增大、体积缩小，导致电子设备的热流密度急剧上升。如果这些热量不能及时得到冷却，将直接影响电子设备的正常工作，甚至引起电子设备的破坏。因此，解决大功率、高热密度下机载电子设备的冷却是特种飞机环境控制中的一个十分关键的问题，也是特种飞机完成使命的一个重要保证。然而，传统的空气冷却面临多种问题：首先是发动机不能提供过大的引气量；其次，空气冷却管路在子设备内部难以布置；另外，空气作为冷却介质不能满足高热流密度换热的要求。而液体由于其换热系数和比热远比空气大，液体冷却系统具有较高的冷却效率及稳定的工作能力。因此，液体冷却系统用于现代高性能飞机的电子设备散热成为必然。

液冷系统的主要特性参数除温度和压力以外，制冷液的流量也是一个重要的设计参数，它的获得主要通过实验测量。传统的液体流量测量方法有很多，但在飞机上实施有一定的难度，存在泄漏、受飞行工况制约等诸多不利因素，因此必须寻找一种安全可行的测量和标定方法。

鉴于上述原因，本文提出了一种结构简单、安装方便的飞机液冷系统流量的测量方法，并通过修正系数法对液冷剂的流量进行修正标定。同时，基于CFD技术，对弯管的压降进行数值模拟，获得了弯管数值计算的无量纲关联式。上述研究成果为飞机液冷系统流量的测量和计算提供技术参考。

2 流量测量和标定方法的提出

2.1 测量及标定装置

为了实现机载液冷系统中管路流量参数的测量，本文采用一种结构简单、对原有结构破坏小的飞机液冷管路系统流量地面标定方法及装置。

飞机液冷管路系统流量标定地面装置，包括旋转平台和安装于所述旋转平台上的流量标定循环系统。其中，所述旋转平台包括转台、电动机和变频器，电动机驱动所述转台转动，变频器与电动机相连，用于控制电动机的转速。

流量标定循环系统包括液体循环系统、参数测量系统及数据采集系统。其中，液体循环系统包括水箱、泵、加热器、过滤器、试验段、进口阀门和出口阀门。水箱、泵、过滤器、加热器、进口阀门、试验段和出口阀门通过管路依次相连。水箱出水口通过管路与所述泵相连，所述出口阀门通过管路与水箱的回水口相连。参数测量系统包括流量计、温度传感器和压力传感器，所述流量计、温度传感器和压力传感器分别安装于所述试验段的前后位置管路上。

数据采集系统包括计算机和与所述参数测量系统相连的数据采集模块。

2.2 测量及标定方法

基机液冷管路系统流量标定地面装置进行的飞机液冷管路系统流量地面标定方法，包括以下步骤：

①利用旋转平台模拟液体管路系统在飞行中所受到的飞行载荷，其中通过调节旋转平台的转速来实现不同的载荷大小，通过试验段的布置方向来获得载荷方向；

②流量标定循环系统安装于转台上，以实现测量参数的实时记录和保存；

③通过调节加热器的功率来实现试验段中不同的液体温度；通过调节出口阀门的开度来实现所述液体循环系统管路中不同的压力；

④选取飞机液体管路系统中的变直径或弯头管路作为试验件，通过地面流量标定试验平台对试验件进行不同加速度、压力和温度下的标定来获得试验件的流量特性；

⑤在进行流量标定实验时，试验段所在位置的离心力方向视为飞机的机头方向；

⑥标定实验的加速度 从-6g做到+6g，间隔为1g；温度 根据冷却液的工作温度从最低温度做到最高温度，间隔5℃；压差 从0到50kPa，间隔为5kPa；

⑦记录下不同加速度、温度和压力下的流量，成立流量数据库。

测量及标定方法的结构原理图如图1。

2.3 流量测量数值计算方法

在进行流量标定实验时，试验段所在位置的离心力方向视为飞机的机头方向；

标定实验的加速度a从-10g做到+10g，间隔为1g；温度T根据冷却液的工作温度从最低温度做到最高温度，间隔5℃；压差从0到50kPa，间隔为5kPa；

记录下不同加速度、温度和压力下的流量，成立流量数据库，试验件的流量为三元函数：

4 机载加速度对管内流动测量的影响

4.1 模型的建立[3]

本文采用Ansys Workbench 15.0绘制三维90°弯管模型，为避免入口端效应的影响，弯管长径比大于30。本文考虑理想化的状态，该弯管模型不设置壁厚。

三维弯管绘制完毕后，采用ICEM CFD 15.0进行网格划分，选择Ostree算法，网格类型选择六面体为主的网格，进出口端面以划分O-grid块处理，同时对流动边界层进行加密处理。网格划分完毕，检查网格质量，要求Determinant大于0.2，Angle大于18°，skewness不超过0.7。

模型建立完，选择Fluent为求解器，选择转化为非结构化网格（进行Pre-Mesh/Convert to Unstruct Mesh操作），输出Mesh文件。

4.2 运算设置[4]

将Mesh文件导入Ansys Fluent 15.0，经check无error后，对弯管模型进行参数设置。

①Model模型选择k-ε湍流模型（进行Viscous/k-epsilon操作），湍流模型选择RNG k-ε模型。

②Materials以常温常压下的水（water-liquid）作为流动介质。

③Cell Zone Conditions保持默认选择。

④Boundary Conditions进口端选择压力入口（pressure-inlet），入口压力为10200Pa；出口端选择压力出口（pressure-outlet），出口压力101325Pa。

⑤在General中设置加速度，分别在X、Y、Z三个方向设置加速度，加速度由-10g到10g，每次间隔1个g。

⑥在弯管进出口管段各设置一个检测点，运行结束后记录实验数据。

5 结果分析

按照上述步骤设置实验，实验结果经处理得到如图3-5曲线图。

如图3所示，在X方向（管道进口截面的法线方向）设置加速度，在实验的范围内压差与加速度呈线性变化。

如图4所示，在Y方向（管道出口截面的法线方向）设置加速度，在实验的范围内压差与加速度呈线性变化。

如图5所示，在Z方向（垂直于进出口截面的法线方向）设置加速度，在实验范围内加速度对压力分布影响极小，可忽略不计。因此，可发现垂直于弯管平面方向的加速度对管内流量测量的影响相对较小。

6 结论

本文提出了一种可用机液冷系统测量的测量方法，其考虑了飞行加速度对流量测量的影响。同时，以弯管为例，通过数值方法获得了弯管压降的无量纲关系式。最后基于FLUENT研究了机载加速度贵管内流量测量的影响。论文的主要结论如下：

①液体作为流动介质时，流场压力分布呈现如下特点：在X或Y方向（管道进出口截面的法线方向）设置加速度，在实验的范围内压差与加速度呈线性变化；在Z方向（垂直于进出口截面的法线方向）设置加速度，在实验范围内加速度对压力分布影响极小，可忽略不计。

参考文献：

[1]李郁侠.弯管水流流量关系公式推导与验证[D].西安：西安理工大学，1995，（28）：4-5.

[2]孔珑.工程流体力学[Z].中国电力出版社，2013：93-94.

[3]飞、徐敏义.精通CFD工程仿真与案例实战[Z].北京：人民邮电出版社，2011：74-113.

流量测量范文第5篇

关键词：旋涡流量计 锅炉 送风流量 测量 误差

引言

旋涡流量计是一种速度式流量计,可用于测量液体、气体和蒸汽等多种介质的流量,具有测量范围宽、无运动部件、压力损失小、工作可靠、准确度高及安装和维护方便等优点,应用比较广泛。下面介绍旋涡流量计在某热电厂锅炉送风流量测量中的具体应用,并结合实际,详细分析使用中存在的问题及相应的解决办法。

1.旋涡流量计工作原理

旋涡流量计又称涡街流量计,它是利用有规律的旋涡剥离现象来测量流体流量的。如图1所示,在管道中垂直于流体流动方向插入一根非流线形的阻流体(也叫旋涡发生体),当流体的雷诺数达到一定数值时,流体在阻流体两侧交替地分离释放出两列规则的交错排列的旋涡涡街,在一定的流速范围内,旋涡的分离频率正比于流量。

如果设两列旋涡间的距离为h,同列相邻两个旋涡间的距离为L, 则当 h/ L = 0.281时,所产生的旋涡是周期性和稳定的。此时,对于图1所示圆柱形旋涡发生体产生的旋涡,其单侧频率f可表示为：f=St· (1)

式中:f为单侧旋涡频率,Hz;St为斯特劳哈尔数,无量纲,数值大小与旋涡发生体形状和流体雷诺数有关;v为流体平均流速,m/s;d为圆柱体直径,m。

当流体雷诺数在2104～ 7106范围(这是仪表的正常工作范围)之内时,斯特劳哈尔数可视为常数,这时,旋涡产生的频率与流体平均流速成正比,测得频率f即可求得流体的体积流量。

旋涡频率的测量可采用热、电、声等多种方法,如热敏检测法、应力检测法、电容检测法、超声检测法等,这些方法是利用敏感元件把旋涡处的压力、流速或密度等参数的周期性变化转换为周期性的电信号,然后经放大整形等处理后得到方波脉冲,最后由二次仪表显示、 记录或累积。

2.旋涡流量计在锅炉送风流量测量中的应用

送风流量是电站锅炉非常重要的热工参数之一,其大小不仅可反映送风机的工作状态,同时也是组建燃烧自动控制系统必不可少的变量。送风管道的横截面多为矩形,且情况比较复杂,流量的测量存在一定的难度。本文采用旋涡流量计对送风流量进行测量,收到了比较好的效果。

2.1 测量系统构成及原理

旋涡流量测量系统由传感器、转换器及显示/记录仪等组成。如图2所示。其中,传感器主要包括旋涡发生体和旋涡检测器,用于把待测送风流量转换成相应的频率信号;转换器将变送器输出的频率信号进行放大和整形等处理,最后输出4～20mADC标准信号;显示/记录仪接收转换器的输出信号,显示/记录待测送风流量的大小。

2.2 应用问题分析

对旋涡流量计工作原理分析可知,在实际使用与维修中,旋涡流量计有非常严格的技术要求,如果仪表及配套设备选型、安装条件、安装方法、工作环境以及使用与维护等方面不能满足相关要求,就会引起测量误差增大或示值不稳,甚至不能正常测量。现将实际应用中的有关问题总结如下。

2.2.1仪表选型问题

1)旋涡流量计的可测下限流量除受检测元件灵敏度影响外,主要与下限雷诺数有关,而雷诺数又与流场的几何特征尺寸、流体的密度、黏度及流动速度等因素有关。如果在下限雷诺数以下工作,则斯特劳哈尔数就不再是常数,旋涡流量计也就进入非线性工作区,这将增大测量误差。

2)被测流体的常用流量应处在仪表测量范围的1/2～2/3之间,以减小测量误差。如果仪表量程选择过大,则可能会造成流量计无瞬时流量显示。此时,一是可以调低流量计下限截止频率,这样做虽然可以使流量计正常工作,但会造成测量精度降低;二是更换小规格的旋涡流量计。

2.2.2安装问题

在选择安装场所时,应尽量避开强电设备、高频设备、强开关电源、高温热源、辐射热源、高湿环境及强腐蚀气氛等,并应尽量避免碰撞冲击和机械振动,尤其是在水平面上与管道轴线垂直方向上的振动。锅炉送风管道的机械振动比较大,这是使用旋涡流量计遇到的最大问题。旋涡流量计在管道振动惯性力的作用下,会产生振荡干扰,当被测介质流速较大时,就会使波形失真,干扰脉冲输出数量,进而影响测量精度。实际中,可考虑采用安装管道架、加装减振装置或加强滤波等措施,当然也可选择抗振型旋涡流量计,它可在一定程度上减小振动对流量测量精度的影响。

2.2.3使用与维护问题

1)目前所使用的旋涡流量计多为智能型仪表,仪表安装好后,为保证流量测量精度,用户必须根据自己的实际需要准确设置有关参数,主要包括: 流体类型选择、流体最小密度设定、 仪表系数(根据实际管径、常用流速及管道粗糙度等确定)的设定、标准工作温度和压力设定、截止频率设定、量程设定及输出参数(4～ 20mA或脉冲)选择等。智能型旋涡流量计都具有流量校正和自诊断功能,它可根据不同工况自动进行相关参数的校正和误差分段修正,这可在一定程度上提高流量测量的准确度。

2)应对仪表进行定期校准,以保证仪表长期工作的准确性。

3)如果流量计测量管堵塞或检测元件被脏污介质粘附,应及时进行清洗,以免影响测量精度。

3.结束语

旋涡流量计的使用条件比较苛刻,影响其测量准确度的因素也较多,通过对其工作原理及测量系统各个环节的认真分析,并采取相应的措施,在一定程度上保证了旋涡流量计的稳定运行和准确测量。

参考文献：

[1]陈小辉.锅炉风量标定系数的修正[J].科技促进发展(应用版),2011,(04):258

[2]李冬英.锅炉自动控制系统在资源整合矿井的应用[J].价值工程,2011,(09):20

[3]顾锦辉.视频内窥镜在锅炉及管道检验中的应用[J].机械工程师,2011,(03):54-55

流量测量范文第6篇

【关键词】 焦炉煤气 流量测量 准确

焦炉煤气是冶金企业重要的产品和消耗品。焦炉煤气流量测量的准确性对于企业的生产经营和发展起着举足轻重的作用。由于酒钢的焦炉煤气品质较差，在运行环境温度较低的情况下，煤气管道内壁及节流装置端面结冰结垢，管道底部脏污杂质沉积，气体密度、湿度的变化将会给测量结果带来较大的误差，要得到真实的焦炉煤气流量就必须对上述因素产生的影响进行具体分析，对测量结果给予适当的修正。

一、测量原理

流体经过该节流装置时，流束局部收缩，流速提高。静压力减小，根据伯努利方程

可以看出，对测量结果造成影响的不确定度分量有流出因数、气体压缩因数、节流装置上游侧工作温度下的管道内径、节流装置的开孔直径、差压变送器测出的差压、密度。当管道中焦炉煤气实际运行工况与孔板设计工况一致时，通过差压变送器测出p代入公式（1）即可得出准确的测量值。然而，管道实际运行工况很难与孔板设计工况完全一致，这就造成焦炉煤气测量值与流量真值之间的误差。

二、影响焦炉煤气测量结果的主要因素

2.1流量计管段下部脏、湿物堆集对流出系数C的影响

环形孔板管段下部脏、湿物堆集，可对环形孔板的测量产生二重影响作用：一是减少节流通道面积；二是造成流速分布不对称，产生流场异变。两种影响综合起来使流出系数发生变化。

2.2焦炉煤气的密度变化

设在孔板C、ε、β、d不变，气体密度从ρ变为ρ'的情况下，则被测气体体积流量

2.3焦炉煤气压力、温度的变化

对标态下同一体积流量的同种气体不管其工作温度、压力如何变化，其质量流量是不变的；而在不同的工作状态下，其工况状态体积及其工况状态密度却是不同的。即

由此可以看出，由于在不同温度、压力、湿度的条件下，焦炉煤气中所含水蒸汽的分压力和密度不同，所以对流量的测量产生误差。

三、解决方法和措施

1、定期清淤：解决节流元件结垢最直接的方法就是定期清淤。通过长时间对数据的统计，结合生产检修的间隙，对管道、孔板进行清理。这样基本能在一段时间内排除积垢对测量值的影响。

四、结束语

综上所述，我们发现焦炉煤气流量测量中这些不确定的因素对测量数值的影响是无法回避的。所以，要使测量系统准确度提高，就要求测量者综合考虑积垢，气体密度、温度、压力、湿度等参数变化对测量结果的影响并给予正确地修正和补偿，使其能真实地反映焦炉煤气的用量。

参 考 文 献

[1]. 孙淮清，王建中. 流量测量节流装置设计手册.北京：化学工业出版社，2005.6第二版

流量测量范文第7篇

关键词：超声波；多普勒；流量测量；油田生产

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）02-0258-03

Study on Ultrasonic Doppler Flow Measurement Technology

ZHANG Li-juan

（Xi’an Shiyou University， Key laboratory of Photoelectric Logging and Detecting of Oil and Gas， Ministry of Education ， Xian 710065）

Abstract：Ultrasonic Doppler principle is an effective method to measure multiphase fluid flow.In this paper， it deduced the principle of ultrasonic Doppler flow measurement， designed a set of software and hardware for ultrasonic Doppler flow measurement ， and set up a fluid flow measurement experiment platform .And in this platform by controlling other conditions remain unchanged， changing the proportion of water in the oil several tests to be ： The measurement error of the flow measurement principle decreases with the increase of the pipe flow rate .

Key words：Ultrasonic； Doppler； flow measurement； oil field production

1引言

S着科学技术的迅速发展，油田不断被开发，流量测量技术也在不断地提高[1]。现如今，流量测量方法多种多样，主要有以下几类：涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、压差式流量计、容积式流量计、科里奥利质量流量计、浮子式流量计和超声波流量计[2]。在众多流量计中超声波流量计以其不与流体接触、不改变流体流动状态、传感器拆装方便等许多优点深受广大使用者青睐[3]。

油田开采过程中，其生产的流体不仅仅为单一介质，是含有其他流体的混合流体，在测量这类流体流量时最好的测量方式是使用超声波多普勒式流量计[4]。超声波多普勒法适用于大管径，大流量的流体流量测量，测量值与流体中声速无关，所以这种方法对流体的压力、温度、粘度、密度和导电率等因素的变化不敏感；由于当流体静止不流动时，不产生多普勒频移，所以没有零点漂移问题；超声波多普勒流量计的分辨率高，对流体的变化响应快；其测量条件不变时测量重复性好等[5]。

2 超声波多普勒流量测量原理

超声波多普勒流量测量原理是对物理学上著名的多普勒原理的应用。由于波源和观察者之间存在相对运动而出现的观测频率与波源频率不同的现象，称之为多普勒原理[6]。在超声波多普勒流量测量过程中，超声探头[T]发射一个频率为[fT]的超声波到管道中，管道中的杂质颗粒与此超声探头之间存在着相对运动，因此，此杂质颗粒接收到的超声波变为[f]，同理，此杂质颗粒作为声源将接收到的频率为[f]超声波发射出去，超声波探头[R]接收到[fR]的超声波。超声波多普勒流量测量技术原理图如图1所示。

其中[S]代表管道的横截面积，[D]代表管道的内径。因此若得到了管道内径；超声探头[T]发射的频率[fT]；超波声波进入流体中的方向角[θ]与多普勒频差[Δf]即可计算出流体的流量大小[7]。

3 实验方案设计

根据超声波多普勒流量测量原理，本文设计了一套多相流的测量流量装置，包括硬件电路设计和软件模块设计以及实验平台的搭建。

3.1硬件设计

硬件系统主控芯片选用的是美国德州仪器（TI）公司研发的TMS320F2812芯片，该芯片在C2000系列中性价比高、在工业上应用广泛[8]。该芯片包含128kB的Flash存储器、4kB的引导ROM、2kB的OTP ROM、电机控制外设、数学运算表、串口通信外设和12位16通道的高性能数模转换模块，还可以实现双通道信号同步采样功能，并且它32位的高运算精度以及150MIP的系统处理功能等功能模块使它尤其适用于超声波法测流体流量[9]。

该超声波多普勒流量测量系统除主控芯片模块外还包括波形生成电路、信号放大电路、探头驱动电路、信号接收电路、选频电路、低噪声放大电路、解调电路、C/V电路、存储、数据通信这几部分。本文设计的超声波多普勒流量测量技术的硬件设计框图如图2所示。

超声波多普勒流量测量系统以DSP为核心，该芯片内部自带一个具有12位分辨率、流水线结构的ADC模块，该模块分为2组，16个信号采集通道，方便信号的采集和处理。

流量测量范文第8篇

[关键词]电磁流量计 搅拌器叶片 脉动

中图分类号：O441.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0005-01

一、 电磁流量计原理

电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，管道内的励磁线圈产生磁场，被测介质流过管道做切割磁力线，在两个检测电极上产生感应电势，其大小正比于流体的运动速度。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。其电压信号转转换器处理后，再经微处理器处理后，输出与流量成线性关系的信号，供后位仪表供记录、调节和控制使用，也可与上位机通讯（RS485）

二、电磁流量计测量精度

不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高，一般为1%。

三、电磁流量计的特点

没有可动部件和凸出于流体中的零件，具有很高的可靠性，用来测各种酸、碱、盐溶液，矿浆、糖浆、污水、啤酒、麦汁、等导电流体的流量等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。另外由于其密封性能好，还可用于自来水和地下水道系统。

四、电磁流量计的优点

测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损。

五、搅拌叶片对流量测量的影响

电磁流量计示值以固定的频率上、下跳动，我厂一段工艺流程如下图所示：

母液经电磁流量计从前一设备送向母液罐，仪表投运后，流量示值以固定频率上、下跳动。DCS显示屏上显示的瞬时流量历史曲线成一根很宽的带子，现场检查前后直管段长度及接地等安装条件均符合要求，尚未查出原因。

一次偶然的机会，母液罐内的搅拌器停止运转，发现流量示值自己恢复稳定，向操作者调查工艺操作上有何变化，才知母液罐内的搅拌器停止转动，进一步调查发现，此搅拌器是侧壁安装，而且其位置距安装流量计的进料管口仅一米左右，很明显搅拌器桨叶以固定周期翻起波浪，使得进料口处的阻力周期变化管内流速脉动。电磁流量计出口端到容器壁的距离L太近，大约1.5米，使流量计出口流速不稳，流量计示值产生有规则的摇摆。然后将电磁流量计从A位置改到B位置，远离原安装位置10米，流量计示值稳定。

六、示值脉动的危害

如上述流量脉动对仪表积算总量影响不大，因为搅拌器桨叶引起脉动频率较低，其数值远远低于所选电磁流量计的激励频率，所以尽管流量示值大幅度周期摆动，但其准确度并无明显变化，其影响仅仅是示值难以读数和DCS中趋势取现无法制作。

七、脉动幅度过大时如何处理

脉动刘德平均值如果离标尺上线不远，则脉动峰值很容易超过上限而进入饱和区，导致仪表示值偏低，这时就须启用电磁流量计的脉动流测量功能。具有脉动流测量能力的电磁流量计，当它选用较高的激励频率时，能对脉动流做出快速响应，因此能对脉动流量进行测量，常用来测量往复泵。隔膜泵等的出口流量。

能用于脉动流测量的电磁流量计，通常在下列3个方面须作特殊设计，并在投运时作适当的调试，即激励频率可调，流量计的模拟信号处理部分应防止脉动峰值到来时进入饱和状态，为了读出流量平均值，应对现实部分做平滑处理。

1、 激励频率的决定

以IFM型电磁流量计为例，该仪表的技术资料提出，当脉动频率低于1.33时，可以采用稳定流时的激励频率；当脉动频率为1.33------3.33时激励频率应取25Hz，显然，激励频率要求虽然不很严格，但是必须与脉动频率相适应，太高和太低都是不利的。

2、 流量信号输入通道饱和问题

脉动流的脉动幅值有时高的出奇，如果峰值出现时仪表的流量信号输入通道进入饱和状态，就如同峰值被消除，必将导致仪表示值偏低。

IFM型电磁流量计流量信号输入通道的设计分两档，其中测量稳定流时，A/D转换器只允许输入满量程信号的150%，而测量脉动流流量时，允许输入满量程信号的1000%。因此，在测量脉动流流量时，编写菜单应指定流动类型为“PULSATING（脉动流）而不是”STEADY”（定常流）。

3、 时间常数的选择

由于电磁流量计的测量部分能快速响应脉动流流量的变化，忠实地反映实际流量，但是显示部分如果也如实地显示流量值，势必导致显示值上、下大幅度跳动，难以读数，所以显示应取一段时间内的平均值，其实现方法通常是串入一阶惯性环节，选定合适的时间常数后，仪表就能稳定显示。但若时间常数选的太大，则在平均流量变化时，显示部分应迟钝，为观察者带来错觉。

IFM仪表资料提出了计算时间常数t（s）的经验公式：t（s）=1000/N

N-----每分钟脉动次数

参考文献

流量测量范文第9篇

关键词：流量测量;排污;导压管;取压法兰

Abstract: Hebei Jinniu Chemical Co., Ltd. is a large chemical companies producing PVC, using EDC pyrolysis process to produce VCM. For severe cracking of oil quench oil flow measurement system field, the impact of flow measurement problems affecting production, the implementation of the quench oil flow measurement technology projects, and solve the problems that exist in the production.

Key Words: Flow measurement;sewage;lead pipe;take pressure flange

中图分类号：TQ222.4 文献标识码：A

河北金牛化工股份有限公司树脂分公司VCM分厂裂解装置急冷油从流量测量仪表原设计为差压式流量计。急冷油具有粘稠、含杂质、常温冷凝的特性，为了防止急冷油冷凝堵塞导压管，一般采用加入冲洗油稀释、导压管加保温防护等措施。正常时急冷油压力小于冲洗油压力，冲洗油可以顺畅进入急冷油管道，但是使用时经常因为工艺波动使急冷油导管冷凝、沉积，急冷油管线压力变大，冲洗油无法正常进入急冷油管线，甚至急冷油冷凝在冲洗油管线里，无法疏通，影响流量计的正常使用，仪表需要定期打开排污阀排污，不但影响正常使用，而且造成现场污染，且热油排放是也存在不安全因素。针对此问题，仪表技术人员实施了可行的技改方案，收到明显效果。

一、方案研究

围绕裂解急冷油具有粘稠、含杂质、常温冷凝、堵塞导压管的特性分析，首先应该想到不需要排污、抗粘稠的几种非差压式仪表的可行性，为此仪表技术人员分析了以下几个技改方案：

1)采用质量流量计，效果好，但需要改造工艺管线，实际现场管线密集，空间有限，施工难度大，施工周期长，而且仪表价格昂贵。此方案从施工角度和价格方面考虑，不太符合实际要求。

2)采用电磁流量计，可以解决脏污流的流量测量问题，但因为急冷油的介电常数低，不太适用于电磁流量计的测量。

3)采用涡街流量计，因为介质粘稠，有杂质，容易引起管线震动，涡街流量计怕震动干扰，影响测量精度，同时也存在需要改造工艺管线、施工难度大、施工周期长的问题，也不符合要求。

4)从经济可行和方便实施的角度考虑,决定对原有测量装置进行就地改造。原来冲洗油安装在导压管一次阀前,法兰前导压管采用向下45度角取压方式,当冲洗排污时急冷油无法隔离,所以冲洗效果不好，所以决定更改取压方式。

二、采取的改造措施：

1）将导压管由原来的传统向下45度角的取压方式改成水平取压方式，减少在取压法兰面的沉积影响。

2）将工艺的冲洗油入口，由一次阀前改到一次阀后取压法兰之间，在冲洗排污时关闭一次阀，再打开排污阀，排污后关闭排污阀再关闭打开一次阀，有效的控制排污，建立隔离液，防止急冷油沉积。

三、方案实施

利用裂解装置检修的机会，经过工艺吹扫相应管线，拆下急冷油流量仪表的取压法兰，按水平安装导压管的重新安装。现场焊接冲洗油管线入口阀后再保温等恢复生产。恢复生产后原来存在的问题得到很大的改观，流量测量稳定性大大提高，排污周期由原来的3-4天改为15-20天，减少了工人劳动强度，提高了仪表的测量精度，促进了生产的安全运行。

四、结语

流量测量仪表的选型及稳定维护历来都是化工生产中的棘手问题，在投资额和现场条件有限的情况下，可以通过对故障原因的深入分析，寻找经济实用的改造方案。只要找准症结，因地制宜，小改造解决大问题必将成为可能。

参考文献：

[1]路德民.石油化工自动控制设计手册[M].化学工业出版社.1999

[2]蔡武昌.流量测量方法和仪表的选用[M]. 化学工业出版社2001

[3]自动化仪表工程施工及验收规范.GB50093-2002

作者简介：

流量测量范文第10篇

【关键词】热示踪；相关算法；油水两相流

1.引言

流量是表征油井动态变化和评价油层生产特征的一个重要参数，在原油井下开采中具有重要的应用价值。如果井下流体流量测量不准确，将直接影响原油开采量，会造成很大的能源浪费[1-2]。在国内油井生产测试中，采用皮球或布伞集流形式进行油井产液剖面测量。其测量效果都不理想。在井下原油中含有大量的砂粒和固体异物的沉积，涡轮流量计易砂卡，造成测试失败，为了充分开采原油就要及时测出井下流体流量的准确值，检测井下流体流量是石油开采过程中被普遍关注的问题。针对上述情况本文介绍一种井下热示踪相关流量测量方法[3]。热示踪法具有高可靠性、无可动部件、测量准确等特点，适用于井下油水两相流的流量测量。

2.测量原理

3.系统硬件构成

本仪器共包含两个部分：井下测量模块。井下测量模块与井上控制模块通过曼码进行传输数据。井上控制模块对井下和井上的脉冲信号进行显示、处理并保存。

主要是接收井下采集模块发送的数据并进行图像显示，观测出时间差。井下测量模块与井上控制模块通过曼码进行传输数据[7-8]，通过井上数据处理解析流量。

井下测量模块包含：充放电控制、电容器模组、滤波电压放大、热源发生器、温度传感器、电源以及耐压耐高温外壳等部分。主要是对井下油水流速测量并发送到井上显示模块，系统总框图如图2所示。

3.1 系统供电电源

本系统电压分为单片机的+5V电压，AD620及OP07运放输入的±5V电压，单独MAX485+5V电压及电容器模组的50V电压。

3.2 热源发生器

热源发生器是系统的核心部分，它的工作直接影响到装置测量的准确性。其工作原理如图4所示。主控电路采用脉冲的方式控制光耦开关，从而控制电容的充放电[9]。电容器模组是由20个2.5V/4.7F超级电容串联，这样在极短的时间可以提供较大的功率。考虑到响应时间和灵敏度的问题，选择铂电阻Pt1000为温度检测传感器，温度传感器阵列之间的间隔为50mm。

3.3 温度传感器

4.结论

本文提出的热示踪测量流量的方法，包括前端弱信号检测和放大调理、滤波，温度及单片机数据采集处理和存储等功能，同时开发相应上位机处理软件和终端系统，测井模拟实验室进行测量实验，系统长期运行稳定，温度和压力精度较高，完全适合现场油井测试应用。测量系统采用固定部件、不受井底泥沙的影响、不影响流体的流速，具有较高的可靠性和准确性。

参考文献

[1]王志春，张文景，李文涛.一种两相流浓度测量传感器的仿真研究[J].计算机测量与控制，2011（03）.

[2]马希金，邵莲.相关流量计量技术综述[J].流体传动与控制，2008（01）.

[3]邢娟，张涛.利用涡街流量计测量油水两相流流量[J].仪器仪表学报，2009（04）.

[4]Rrancois Auzerais.油井井下检测新技术[J].国外测井技术，2002，17（2）：40-50.

[5]姜洪雨.一中新型高精度高温度稳定性恒流源研究[J].现代电子技术，2008，14：3-5.

[6]桂永芳，傅新，等.基于互相关理论的超声波气体流量测量电路系统[J].工业仪表与自动化装置，2004，1（2）：15-17.

[7]吴世旗，钟兴福，刘兴斌等.水平井产出剖面测井技术及应用[J].油气井测试，2005，14（2）.

[8]王建国，孙敬华，曹丙霞.基于AVR单片机的曼彻斯特编解码及其应用[J].计算机工程，2006（20）.

[9]冯继成，刘萍，赵家昌，唐博合金，徐菁利.超级电容器复合电极材料应用研究进展[J].上海工程技术大学学报，2009（03）.

国家大学生创新实验计划项目（编号：2012102 20040）。

作者简介：郭启超（1992―），男，黑龙江双城人，现就读于东北石油大学电子科学学院。