流量计毕业论文

第一篇：流量计毕业论文

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

学

院专

业班

级学

号姓

名指导教师负责教师

航空航天工程学部 飞行器动力工程 04040102 2010040401053

孔祥宇 彭大维 彭大维

沈阳航空航天大学

2014年6月

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

摘要

随着流体系统向微小化方向的发展，对微小流量进行精确测量的需求变得越来越多。本文提出了小量程流量计、标定试验器及传感器后调理电路的设计，使其具有测量精度高、使用方便、适应性强、数字信号输出并转换为易于识别的方波等优点。文章主要研究设计了切向涡轮流量计以及对切向流量计中传感器后的调理电路进行了仿真设计和PCB设计，同时对调节涡轮转速的步进电机的安装操作进行了详细的介绍。并根据测量微小流量的原理及其实现方法，改进测量系统。测量系统在液体流量标准装置的基础上，改进了稳压装置，采用稳压溢流堰的方法，设计了新的液体称重容器--双套量杯称重容器，选用了测量精度更高的电子天平，取代了常用杠杆式天平，使测量更简单、准确。根据微小流量测量的特点，本文选择动态质量法原理进行流量标定，它简化了测量过程，降低了成本，提高了测量精度，证明对它的设计是可行的。关键词：切向涡轮流量计；液体流量标准装置；动态质量法；流量标定;信号调理电路；步进电机调控；PCB电路板印刷

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

Turbine flowmeter calibration device and measurement circuit

design

Abstract

With the development of the fluid system to the direction of miniaturization, the demand for accurate measurement of small flow becomes more and more.This paper presents the design of a small range of flow meter.the calibration test and the design of the sensor conditioning, it has high accuracy, easy to use, adaptable, and converted to a digital signal output of the advantages of easy identification square wave.The article is mainly designed tangential turbine flow-meter, As well as the design of the cutting simulation and PCB design after the flowmeter sensor conditioning circuits.while adjusting the speed of the turbine installation stepper motor for a detailed description.and in accordance with the principle and implementation method for measuring small flows, improved measurement system.Measurement system on the basis of the liquid flow standard device to improve the regulator device, using the method of regulator overflow weir;Designed a new liquid weighing container-double sets of measuring cups weighing the container;The selection of a higher measurement accuracy electronic balance, replacing the commonly used leveraged balance, the measurement is more simple and accurate.According to the characteristics of micro flow measurement, this article selection of the dynamic quality of the principle of flow calibration which simplifies the measurement process, reduces cost and improves the measurement accuracy, to prove that its design is feasible.Keywords: Tangential turbine flow-meter;Liquid flow standard device;Dynamic Quality Act;Flow calibration;Signal condition circuit;Stepper motor regulation;PCB printed circuit board

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

目录 绪论...................................................................................................................................5 1.1 研究的背景、目的和意义.........................................................................................5 1.2 微小流量测量概术.....................................................................................................5 1.2.1 微小流量测量的研究现状..................................................................................5 1.2.2 微小流量测量仪表研究现状..............................................................................6 1.2.3 微小流量标准装置研究现状..............................................................................6 1.3 流量标定装置发展趋势.............................................................................................7

1.4涡轮转速信号采集研究发展趋势...............................................................................7

1.5 本课题研究的主要内容、技术路线及需解决的技术关键.....................................8 1.5.1 研究的指导思想..................................................................................................8

1.5.2 主要研究内容、技术关键与难点......................................................................8 2 小量程流量计的选择及设计.........................................................................................10 2.1 涡轮流量计概述.......................................................................................................10 2.1.1 涡轮流量计发展概况........................................................................................10 2.1.2 涡轮流量计的特点............................................................................................11 2.2 切向式涡轮流量计...................................................................................................12

试验系统的建立与选择.................................................................................................17 3.1 微小流量的定常流测量原理...................................................................................17 3.2 静态质量法液体微小流量测量装置.......................................................................17 3.3 动态质量法液体微小流量测量装置.......................................................................18 3.4 基于以上两种测量方法，对比分析并选择试验系统...........................................19 4 动态质量法测量装置.....................................................................................................21 4.1 测量系统的原理及设计...........................................................................................21 4.2 测量系统的优化及改进...........................................................................................22 4.2.1 稳压源的改进....................................................................................................22 4.2.2 称重容器的改进................................................................................................23 4.2.3 称重装置的改进................................................................................................25

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 流量计标定技术.............................................................................................................27 5.1 流量标定技术分类...................................................................................................27 5.2 切向涡轮流量计的标定...........................................................................................27 6 转速传感器所连接电路及步进电机调控装置...........................................................30

6.1传感器后信号调理电路设计...................................................................................30

6.1.1转速传感器所连接电路...................................................................................30

6.1.2转速传感器所连接电路的软件绘制...............................................................32

6.2步进电机调控装置....................................................................................................33

6.2.1并口卡...............................................................................................................34

6.2.2HYQD—100两项混合式步进电机驱动器......................................................40

6.2.3电动机...............................................................................................................43

6.2.4装置效果图.......................................................................................................43 7 装置不确定度分析.........................................................................................................45 7.1 测量动态误差分析...................................................................................................45 7.2 计时器的不确定度...................................................................................................45 7.3 电子秤的不确定度...................................................................................................46 7.4 合成标准不确定度...................................................................................................47 7.5 扩展不确定度...........................................................................................................47 8 总结.................................................................................................................................48 参考文献.............................................................................................................................50 致

谢.................................................................................................................................54

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 绪论

1.1 研究的背景、目的和意义

近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，和在石油、化工、电力、冶金、采矿、食品、轻工等很多工业生产过程中，对流量的测量都是必不可少的，因此全社会对流量计量测试技术的要求越来越高。国家质量监督检验检疫总局批准发布了各种流量计量设备的检定规程，将流量计量设备的检定列为国家强制检定项目。对于流量计量来说，各种流量标准装置是实施计量服务的主要手段，其自身的功能、精度与先进程度就显得至关重要。在对燃油测量精度越来越高的今天，任何微小的标准量值的差异都将导致严重的经济利益矛盾。因此计量的准确性愈来愈受到人们的普遍关注。如何进一步提高其测量精度是一个重要而又现实的问题。

针对目前微小流量测量中存在的问题，本文提出了一种用简单、有效定常流测量微小流量的原理及其实现方法，改进了稳压装置，简化了测量过程，降低了成本，提高了测量精度。并且本文对所设计的流量计装置在电方面进行了深入的探讨进一步的研究，是本文显得更加充实饱满。本课题研究成果不仅具有显著的社会效益，而且还具有广阔的推广应用前景。

本文研究的目的是：用动态称重方法进行流量测量, 从而建立一套结构简单、精度高、运行效率高、性价比高的液体流量标准装置自动检定系统，一方面能保证流量计量设备准确的量值通过电信号的传递，另一方面能有效地避免在生产和贸易结算领域应用的流量计量设备由于计量精度而引起的生产浪费和贸易纠纷等。

1.2 微小流量测量概术

1.2.1 微小流量测量的研究现状

微小流量在业界尚无公认的定义和界限，因其应用领域而异是一个模糊的概念。微小流量测量体现于流量本身微小和流速低两个方面，通常的微小流量根据行业习惯不同可以分为小流量、微小流量和超微小流量三个层次，在医疗器械和微小流体器件的流量测量领域，通常可将液流通道直径小于15 mm，流量范围为几百ml/min至几千ml/min液体微小流量的定常流流量测量称为小流量测量；将液流通道直径介于0.1 mm至2 mm，流量范围为几ml/min至几百ml/min内的流量测量称为微小流量测量；将液流通道直径小于0.1 mm，流量范围为1 ml/min、甚至几ml/min内的流量测量称为超微小流量测量。对于微小流量的测量方法的研究，目前主要集中在小流量仪表和小流量标准装置的开发研究两个方面。而对于本文研究范围为几ml/min至几百

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

ml/min的流量的测量，介于通常的小流量测量和超微小流量测量之间，对其测量方法的研究，特别是对其测量原理的研究，目前可见的文献并不很多。

1.2.2 微小流量测量仪表研究现状

微小流量仪表是微流量测量和控制系统的检测反馈元件，其研究现状是微小流量测量原理和测量方法进展的直接反映。由于微小流量测量时流体的动能甚小，在测量微小流量时，仪表检测灵敏度和稳定度不能满足要求，测量精度下降，成本增加。目前，国内外水力机械试验台流量测试仪表主要有：标准差压流量计、孔板流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等，其中在高精度实验室中采用最多是电磁流量计、超声波流量计和文丘里流量计，虽然它们初期投入使用正常，但随着时间的推移，如何保证测试准确度，对实验室维护人员提出了较高的要求。目前各公司已经开发出了相当一部分液体体积微小流量仪表，其可测最小流量在 10 ml/min数量级，例如，伺服容积式流量计为8 ml/min，浮子流量计用2 mm球形浮子可测16 ml/min，内径3 mm的电磁流量计可测 50 ml/min，小型容积式流量计可测最小流量为250 ml/min。目前，液体微小流量计量以国外进口仪表为主，国产相关仪表较少。切向涡轮流量传感器具有精度高、重复性好、响应速度快、压力损失小、信号便于远传、即使出现故障也不会阻塞管路等优点，被广泛应用于液体微小流量测量。国产切向涡轮存在可测最小流量偏高、量程比较小的问题。为了提高切向涡轮流量传感器的性能，需要进行广泛、深入的理论和实验研究。

基于此本文设计了切向涡轮流量计，并改进了传统的液体流量测量装置，使测量的精度得以有效提高，并使测量过程简单有效。

1.2.3 微小流量标准装置研究现状

本文所论述的微小流量装置设计的基础理论，主要是基于流体力学伯努利方程的液体出流理论，这方面的基础理论和试验研究可参见文献。

现有的微小流量测量装置，主要依据液体流量标准装置的工作原理而设计。通常，液体流量标准装置是流量仪表标定时使用的标准设备，对于微小流量测量，它的测量精度高，投资较小。

液体流量标准装置是液体流量计量和测试技术发展的重要环节，国际上成立了标准化组织和法制计量组织，各国制定了相应的国家标准。为维持定常流条件，现有液体流量标准装置一般均为恒定水头的定常流测量方法，需提供稳压源，通常有三种方法:高位槽溢流的溢流稳压法、通过压缩气体闭环调节液面的容器稳压法和变频器加液泵构成的变频调速稳压法。

对于工程实践中涉及的微小流量和类似微小流量的测量问题(如不规则加工件配合缝隙、微小流体器件流量测量和微小管径的测量等)，为使测量结果具有可比性，均规定被测试件前后压差为一恒值，如果被测试件的过流断面面积等参数不变，则被测试件即处于定常流场中。上述测量过程中，通常采用液体流量标准装置的设计原理来设计微小流量测量装置，对于这种流量测量装置，传统做法是采用由稳压源(如高位水箱、水塔)、量杯(计量容器)、换向器和计时器等构成的静、动态体积法，或由电子秤(称量设备)、换向器和计时器等构成的静、动态质量法进行测量。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

有理由相信，上世纪兴起的半导体技术、激光技术和计算机技术等新技术和PIV、PAD等新的仪器设备的应用，将为微小流量的测量研究提供强有力的手段，计算机辅助设计(CAD)、数字仿真(numerical simulation technique)和流动可视化(flow visualization)等技术在微小流量测量装置设计方面的应用，将大大增强微小流量测量装置的设计水平。

1.3 流量标定装置发展趋势

近年来，随着新技术、新方法的不断出现，流量标定装置发展出现了多样化的趋势，主要表现为以下两大趋势：(1)不断提高流量标定装置的精度

高精度的流量标定装置通常采用静态质量法，研究的重点集中在减少称重系统的误差上。并考虑可能影响称重部分不确定度的外界因素。(2)新的测量方法和测量手段出现

利用计算机网络技术，PTB对相距约300 km的 pigsar 实现了远程检定[351。随着新型流量计的不断出现，标准表法流量标准装置研究重新得到重视，匈牙利FLOMET公司以科里奥利质量流量计作为标准表，获得了优于0．01％的重复性。巴西建造了一套用三台涡轮流量计作标准表的水流量标准装置。

1.4 涡轮转速信号采集研究发展趋势

随着涡轮的性能不断提高，需要控制的参数，需要控制的参数越来越多，要求的控制算法越来越复杂，传统的机械液压式控制系统日益不能满足需要，并且它还有许多自身难以克服的缺点。例如，控制范围窄、精度不高、可更改性差、结构复杂、体积和重量较大等。涡轮数字电子控制系统步进能够克服这些不足还能够充分发挥涡轮的潜力以及提供许多新的功能。所以现在涡轮控制系统的发展趋势是全权限数字电子控制系统。

输入信号的采集是控制系统实现其控制功能的重要环节。在上述所提到控制系统中，电子控制器通过传感器、计数器或外部开关来采集涡轮的状态信号和动作指令，这些信号需要经过信号调理后，转换成统一的能被电子控制器接口设备所能识别的信号。

涡轮转速是一个非常重要的被控量，涡轮控制系统最基本的功能就是通过燃油流量来控制涡轮的转速。同时转速也是评价涡轮性能的一个重要参数，因此转速信号的采集就显得非常重要了。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

1.5本课题研究的主要内容、技术路线及需解决的技术关键

1.5.1研究的指导思想

1、继承和发展原则。定常流测量方法是流量精确测量时普遍采用的方法而对于涡轮的转速，传统的机械液压式控制系统也曾经广泛应用，两者其中的很多优点必须要继承，没有继承就没有发展。通过对现有成果的总结和完善，找出其存在的问题，提出比原方法更加简单方便的测量方法和信号采集方法。

2、实用性原则。本文研究的出发点是解决微小流量定常流测量以及对涡轮转速信号的采集的完善与改进，提供理论和实践的指导。

1.5.2主要研究内容、技术关键与难点

主要研究内容: 涡轮流量计、齿轮流量计都是容积式流量计。被测介质的压头推动齿轮或叶轮旋转时，速度传感器记录单位时间经过齿数或叶片数此过程中产生的正弦波通过信号调理电路转换为方波后输给微电脑，便可换算出流量。它们可用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量。小量程液体流量计的标定，需用数字电子天平，测出单位时间流经仪表的液体重量，换算出质量流量和体积流量。

本课题要求:设计测量涡轮转速传感器信号的转换电路,控制涡轮转速的步进电机安装。对比分析小量程流量计的测量精度，设计适合小量程液体流量计的标定装置，分析测量的不确定度。

测量涡轮转速传感器信号转换电路设计主要内容： 利用Proteus 7 Professional软件绘制仿真电路设计并进行仿真 3 利用Altium Designer 6软件绘制PCB图 控制涡轮转速的步进电机的安装： 并口卡相关控制软件Mach3的安装及操作 5 并口卡、步进电机控制器、步进电机的接线

小量程流量计及标定试验器设计主要内容： 1）小量程流量计的设计； 2）流量检测及标定装置设计； 4）试验误差分析及优化试验。需解决的技术关键和难点： 测量涡轮转速传感器信号的转换电路的绘制 并口卡、步进电机、步进电机控制器相关线路的连接及软件控制

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

3）试验系统的稳压；

4）改进试验装置，减小流体测量过程中动态冲量对试验引起的误差； 5）流量计的标定；

6）试验误差及不确定度的分析。

对测量涡轮转速传感器信号的转换电路的绘制需要经过电路仿真和PCB设计，涡轮驱动电动机控制装置包含并口卡、步进电机、步进电机控制器的连线以及软件控制。根据试验中产生的误差因素，可从几个方面对实验进行优化与改进。如减小或者消除测量过程中冲量所引起的动态误差，进一步提高小流量的稳定流动，规范安装过程和操作过程以减少人为因素等。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 涡轮流量计的选择及设计

基于本试验装置主要适用于液体流量的测量，并考虑到受液体粘度等的影响较小等因素，本课题选用涡轮流量计。涡轮流量计:利用置于流体中的叶轮感受流体平均速度来测量流体流量的流量计。与流量成正比的叶轮转速通常由安装在管道外的检出装置检出。涡轮流量计由涡轮流量传感器和显示仪表组成。

8.1 涡轮流量计概述

涡轮流量计是一种速度式流量仪表，它利用置于流体中的叶轮旋转角速度与流体流速成比例的关系，通过测量叶轮的转速来反映通过管道的体积流量的大小，是目前流量仪表中比较成熟的高精度仪表。涡轮流量计由涡轮流量传感器和流量显示仪表组成，可实现瞬时流量和累积流量的计量。传感器输出与流量成正比的脉冲频率信号，该信号通过传输线路可以远距离传送给显示仪表，便于进行流量的显示。此外，传感器输出的脉冲信号可以单独与计算机配套使用，由计算机代替流量显示仪表实现密度、温度或压力补偿，显示质量流量或气体的体积流量。涡轮流量计因其精度高、重复性好、量程范围宽、体积小、输出脉冲信号等优点，而广泛应用于天然气计量、油品精确计量、工业生产过程监控、测量等领域。

8.1.1 涡轮流量计发展概况

美国早在1886年即发布过第一个TUF（涡轮流量计）专利，1914年的专利认为TUF的流量与频率有关。美国的第一台是在1938年开发的，它用于飞机上燃油的流量测量，只是直至二战后因喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的工业应用。涡轮流量计是测量仪表门类中的一个重要的产品系列，若用于洁净的低粘度液体流量测量时，在相当宽的流量范围内，其测量精确度高，重复性好，这是它最为突出的优点。另外，它还具有体积小、重量轻、易于做到耐高压及数字脉冲输出等特点，因而不仅可做监控测量仪表，而且更重要的是，由它组成的流量测量系统可达国际商业贸易允许的计量误差要求。

涡轮流量计的主要部分涡轮流量传感器有如下几种类型：

1．轴向型（普通型），叶轮轴中心与管道轴线重合，是涡轮流量传感器的主要产品。有全系列产品（DN10—DN600）。2．切向型，叶轮轴与管道轴线垂直，流体流向叶片平面的冲角约 90 度，适用于小口径微流量测量，在大口径流量测量时也用到了插入式的切向型涡轮流量计。3．机械型，叶轮的转动直接或经磁耦合带动机械计数机构，指示积算总量，测量精度比电信号检测的传感器稍低，其传感器与显示装置是一体式的。

4．井下专用型，适用于石油开采井下作业使用，测量介质有泥浆及油气流等，涡轮流量计标定装置及测量电路设计

传感器体积受限制，需耐高压、高温及流体冲击等。

5．自校正双涡轮型，可用于天然气等气体流量测量，传感器由主、辅双叶轮组成，可由两叶轮的转速差自动校正流量特性的变化。

6．广粘度型，在波特型浮动转子压力平衡结构基础上扩大上锥体与下锥体的直径，增加粘度补偿翼及承压叶片等结构措施，使传感器适用于高粘度液体（如重油，粘度达30mm2/s）。7．插入型，插入型流量传感器由测量头、插入杆、插入机构、转换器及仪表等部分组成。

总之，涡轮流量传感器按结构可分为轴向式涡轮流量传感器和切向式涡轮流量传感器两种。轴向式涡轮流量传感器目前应用较为广泛，而切向式涡轮流量传感器应用较少。但切向式涡轮流量传感器自身的一些特点是轴向式涡轮流量传感器所不具备的，例如：测量下限更低，测量灵敏度更高，动态响应速度更快。

8.1.2 涡轮流量计的特点

涡轮流量计多年来用于工业和实验室测量，并一直得到广泛的应用，其具有如下主要特点：

1．测量精度高。涡轮流量计的测量精度是指示值的 0.05%--0.2%之间，在线性范围内，即使流量发生变化，累计流量准确度也不会发生变化。

2．压力损失较小。在最大流量下其压力损失为 0.01--0.1 MPa。

3．流量测量范围宽。最大和最小流量比通常为 10:1 到 20:1，故相对适用于流量大幅度变化的场合。

4．重复性好。短期重复性可达 0.05%--0.2%。由于良好的重复性，经过校准或在线校准即可得到很高的精度。

5．耐高压、耐腐蚀。由于具有较简单的外形且采用磁电感应结构，容易实现耐高压设计，故可适用于高压管路液体的测量；采用抗腐蚀材料制造，使得流量计耐腐蚀性能良好。

6．可获得很高的频率信号(3--4 kHz)，信号分辨能力强。通过传输线路不会降低其精度，容易进行累积显示，易于送入计算机进行数据处理，无零点漂移，抗干扰能力强。

7．结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大。

8．专业性传感器类型多。可根据用户特殊需要设计为各种专用型传感器，例如低温型、双向型、井下型及混沙专用型等。

9．一般液体涡轮流量计不适用于测量较高粘度介质(高粘度型除外)，这是因为随着粘度的增大，流量计测量下限值提高，范围度缩小，线性度变差。

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10．流体的物理性质对仪表的特性有较大影响。气体流量计易受密度影响，而液体量计对粘度变化反应敏感。

8.2 切向式涡轮流量计

切向涡轮流量计是一种速度式流量仪表，它以动量守恒原理为基础。流体冲击叶轮，使叶轮旋转，叶轮的旋转速度随流量的变化而变化，根据叶轮转速求出流量值。在工业上，可采用涡轮流量计测量粘度较低的各种液体和气体的流量。这种流量计具有测量精度高、量程范围宽、线性好、脉冲输出等优点。

切向涡轮流量计由涡轮流量传感器和接收电脉冲信号的显示仪表组成。通过信号检测放大器将叶轮的转速转换成电脉冲，送入二次仪表进行计数和显示，实现对瞬时流量和累积流量的计量。

不同厂家的切向涡轮流量传感器，其整体结构差异较大，目前国内外主要有三种，如下图 2-1 所示。

图2-1 切向涡轮式流量传感器结构图

1．单流束水平流动结构，如图 2-1(a)所示。

传感器的流体入口和出口在同一轴线上。流体经过一个喷嘴，冲击叶轮上部的叶片表面，推动叶轮旋转。流体经过另外一个与入口喷嘴在同一轴线上反向安装的喷嘴

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

流出传感器。

2．单流束环形流动结构，如图 2-1(b)、(c)所示。

传感器流体入口和出口轴线平行或成一定的角度。流体经过一个喷嘴，冲击叶轮侧面的叶片表面，推动叶轮旋转；随叶轮旋转，流体在传感器腔内做环形流动，进一步推动叶轮旋转；在叶轮另一侧，流体经过另外一个与入口喷嘴轴线平行或成一定角度反向安装的喷嘴或管道，流出传感器。

3．预旋流切向流动结构，如图 2-1(d)所示。

流体首先经过一个螺杆 1，形成螺旋形流动，再推动叶轮 2 旋转。

在图2-1(a)所示单流束水平流动结构的切向涡轮流量传感器主要用于微流量测量。其结构主要由仪表壳体、涡轮（叶轮）、喷嘴、轴和轴承以及信号检测放大器等组成。

本文设计的切向涡轮流量计如下：

图 2-2 为传感器壳体结构图，图中左侧上图为壳体的俯视图，左侧下图为纵向切面图，右侧图则为壳体的透视图。壳体的各个几何参数图中均有标注。仪表壳体一般采用不导磁的不锈钢或铝合金制成，对于大口径传感器亦可用碳钢与不锈钢组合的镶嵌结构。壳体是传感器的主体部件，它起到承受被测流体的压力，固定安装检测部件，连接管道的作用，壳体内装有叶轮、轴、轴承，壳体外壁安装有信号检测放大器。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

图 2-2 传感器壳体结构图

图2-3是传感器的盖子，图中左侧上图为盖子的主视剖视图，左侧下图为盖子的俯视图，右侧则为盖子的左视图。它的各个几何参数都在图中已经注出。材质可选择与传感器的壳体相同。盖子的作用是固定轴，使叶轮绕轴转动，并且还起到防止其他外界因素干扰叶轮转动及防止漏油。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

图2-3是传感器的盖子

图 2-4 是传感器叶轮和轴的结构图。叶轮一般由高导磁性材料制成，是传感器的检测部件。它的作用是把流体动能转换成机械能。叶轮有直板叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种，亦可用嵌有许多导磁体的多孔护罩环来增加一定数量叶片涡轮旋转的频率。叶轮由支架中轴承支承，与壳体同轴，其叶片数视口径大小而定。叶轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响，要根据流体性质、流量范围、使用要求等设计，叶轮的动态平衡很重要，直接影响仪表的性能和使用寿命。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

图 2-4 是传感器叶轮和轴

轴与轴承通常选用不锈钢或硬质合金制作，它支承和保证叶轮自由旋转，需要有足够的刚度、强度和硬度、耐磨性，耐腐性等，它决定着传感器的可靠性和使用期限。传感器失效通常是由轴与轴承引起的，因此它的结构与材料的选用以及维护是很重要的。

我国目前一般采用变磁阻式信号检测放大器，它由永久磁钢、导磁棒（铁芯）、线圈等组成。它的作用是把涡轮的机械转动信号转换成电脉冲信号输出。信号检测放大器安装在涡轮叶片的正上方，流体流过时，冲击叶轮旋转。叶片处在永久磁钢的正下方时，磁路的磁阻最小；当两个叶片中间的间隙处在永久磁铁的正下方时，磁路的磁阻最大。叶轮在流体的冲击下旋转，不断地改变磁路的磁阻，使永久磁钢外的线圈中产生变化的感生电势，送入放大整形电路，变成脉冲信号。脉冲信号的频率与管道中流体的流量成正比。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 试验系统的建立与选择

本章介绍了微小流量定常流测量方法，根据微小流量测量的特点，分别设计了静态质量法、动态质量法并指出了定常流条件下微小流量测量存在的问题。

9.1 微小流量的定常流测量原理

如图3.1所示，测量容器的过流断面面积为A，被测试件的过流端面面积为a，测试段液体体积为V。试验时，测量容器中水头H保持为定值，以保证被测试件2处的压差为定值，故2处的流动为不随时间变化的定常流。为保证H为定值，则需测量容器上部一直处于溢流状态，也可以采用加恒值气压的方法保证2处的压差为定值，但需要恒值气源，设备复杂，成本高。根据流量的定义，测量在一定时间段t内流入计量容器(量杯)内的液体体积V或质量M即可得到体积流量：

QvV或质量流量：

t（3.1）

QmMt

（3.2）

图3.1定常流流量测量原理图

1.测量容器 2.被测试件 3.计量容器(量杯)

9.2 静态质量法液体微小流量测量装置

对于流量的测量，静态质量法液体流量标准装置可以达到最高的精度，当需要高精确度的微小流量测量时，可以参照静态质量法液体流量标准装置的原理来设计微小流量测量装置。

静态质量法是指在静止状态下，称量一段时间内容器中的液体质量，从而计算出质量流量。静态质量法液体微小流量测量装置典型结构如图2.7所示，由稳压源、计量容器或称重装置、截止阀(或单向阀)、换向器、计时器和管路系统等组成。其工作原理为:先将水用水泵3打入置顶液箱6中，水注满后，液体由溢流堰5溢流，经过泄漏管8回水池1。为保证被试件处为定常流动，整个试验过程中置顶液箱6一直处于溢流

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

状态。试验开始时，打开截止阀(或顶开单向阀)9，换向器液流流入泄漏管巧方向，此时称重容器的质量为初始值M0，当流量稳定后，启动换向器，使得换向器液流流入称重容器13，同时计时器触发机构12触发计时器启动计时。当达到预定的液体重量时，换向器自动换向，使换向器液流流入泄漏管径的方向，并同时停止计时器，记录此时称重容器的质量M和计时器的测量时间T，则实际质量流量为

QmMM0

（3.3）

TMM0（3.4）

T由质量流量换算为体积流量时，可由下式计算

QvQm在微小流量测量时，为了不降低测量质量的电子秤的准确度，测量的时间T必须足够长，这使得测量效率降低;要得到被检流量计的体积流量，还须经过质量与体积的换算，这样又会引入密度测量的误差;由于称量的容器处于空气中，砝码密度和水的密度不同，受到的浮力不同，故存在浮力修正问题。

图2.7静态质量法液体微小流量测量装置

1.水池 2.进水管 3.水泵 4.上水管 5.溢流堰 6.置顶液箱 7.测量容器 8、15、16.泄漏管 9.截止阀(或单向阀)10.被试工件 11.换向器 12.计时器触发机构 13.称重容器 14.电子秤

17.放水阀

9.3 动态质量法液体微小流量测量装置

动态质量法是指在液体流入到称量容器的流动过程中，称量一段时间内容器中的液体质量的增量，从而计算出流量。如图2.8为采用杠杆触发结构的动态质量法测量装置。

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图2动态质量法液体微小流量测量装置

1.水池 2.进水管3.水泵上水管5.溢流堰6.置顶水箱7.测量管 8、12.泄漏管9.截止阀10.被试工件11.放水阀13.称重容器14.平衡梁(杠杆)15.预定重量祛码16.计时器启停触动机构

其工作原理为:先将水用水泵3打入置顶水箱5中，水注满后，液体由溢流堰5溢流，经过泄漏管8回水池1。为保证被试件处为定常流动，整个试验过程中一直处于溢流状态。试验开始时，打开截止阀(或顶开单向阀)9，当流量稳定后，称量容器底部放水阀11快速关闭，称量容器内的液体质量开始增加，当增加的总质量达到预定的平衡质量Ml时，杠杆抬起，触发计时器启动开始计时。当称量容器内的液体质量增加到第二个平衡质量M2时，杠杆又抬起，触动计时器停止计时，并记下计时器计时时间T，则质量流量为

QmM2M（3.5）

T由于存在动态效应，射流冲击力对称量结果造成影响，受杠杆系统惯性滞后影响，引起系统误差的因素较多。

9.4 基于以上两种测量方法，对比分析并选择试验系统

静态质量法一般有较高的测量精度，可达到0.05%，但是测量系统复杂，测量过程中存在较大误差。其中包括： 静态质量法中有多处截止阀，测量过程中启动或者停止需要人工操作，会带来较大误差； 系统中使用了换向器，在停止换向时会对测量带来一定的误差； 测量过程中存在流体向下流入称重容器时产生冲量，对试验测量带来不可避免的误差。

动态质量法的准确度较静态质量法低，一般静态质量法准确度可达

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0.05%--0.1%，而动态质量法准确度通常为0.2%--0.4%。

12.1

动态质量法不需要换向器，没有换向误差，结构简单，完成一次测量的时间短，测量效率高；

12.2动态质量法由于本身容易实现密封，所以可用于有害液体或易挥发液体的流量测 量，这在微小流量测量时有特别的意义，因为挥发对微小流量的测量影响更大。12.3 通过改进称重容器可以有效减小称重过程中流体冲量对试验误差的影响。总得来说，运用动态质量法对小量程流量计测量的试验最优，其优点是：精度高，可靠性好，流量范围大，性能稳定，运行成本低，操作方便，自动化程度高，对环境无污染。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 动态质量法测量装置

本文基于液态流动流体的称重系统，为了减少误差，进一步提高流量计的准确性，选用的动态质量法。动态质量法水流量标定是用动态称重方法进行流量测量, 从而检验标定电磁、涡轮、转子等流量计。进一步解决静态质量法中流体冲量所引起的误差。但实验中应该注意到液体流体的稳定流动，这对实验会产生较大误差。

13.1 测量系统的原理及设计

整个试验系统的测量原理及设计：系统依靠水泵产生流量，使水流经被检流量计注入称重容器，在设定的时间间隔t内，电子秤测得水质量m，求得流量q=m／t，从而确定被检流量计的流量并进行流量标定。

图4-1 动态质量法测量装置

1-液体源 2-水泵 3-试验管路 4-稳压溢流堰 5-截止阀 6-被测流量计 7-称重容器 8-电子天平

系统装置主要由小型水泵、试验管路、液体源、水塔式流量容器及循环系统、截止阀、称重容器和电子天平等组成。

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13.2 测量系统的优化及改进

13.2.1 稳压源的改进

溢流法在流量标准装置的设计中，称为水塔稳压法，是用置顶容器溢流的方法来得到被测试件处的恒定水头，如图4-2所示，(l)为置顶溢流容器，(2)为被测试件，(3)为量杯。为保证被测试件(2)处为恒定水头，容器(l)必须一直处于溢流状态。由于恒定压力由液柱产生，置顶容器的高度有限，这种方法不能测量压力过高，管道流动雷诺数较低。

图4-2溢流法原理图

溢流法稳压时，对于中、大流量测量的应用一般只是供水泵的功率损耗问题，但是对于微小流量的精确测量，存在如下问题: 第一、由于供水泵排量的变化和管道系统阻力的变化，进入置顶液箱的流量是波动的，溢流过程可看成是液体流过完全直角、并且没有侧向压缩的锐边溢流堰，高出溢流堰边的液体高度随流量而变化，造成稳压水头实际上不稳定；

第二、由于溢流的液面不断受到入流冲击影响，所以存在液面冲击干扰，这在测量微小流量时会引入动态流量造成的误差；

第三、不断的液面入流会使气泡混入测试液体且很难排出，引起气泡干扰;第四、启停瞬间造成流动状态的干扰；

第五、测试液体不可回收时，溢流造成测试液浪费。

本课题可采用高位槽溢流的溢流稳压法（如下图）对上述问题做出有效改进。

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图4-3 稳压溢流堰

首先是采用了溢流堰，测量过程中能保持液位高度始终不变同时溢流液体可以回收，循环至液体源；

其次，本实验中采用了可调升降的溢流堰，通过调节溢流堰的高度，可以方便有效的改变测量时所需要的不同流速，操作简单、有效；

最后是试验起止及实验过程中，都能有效保持相对稳定流动，对动态测量只产生较小影响。

13.2.2 称重容器的改进

传统的称重容器都是测量时液体直接流进称重容器，然后通过称重装置进行称重，如图

图4-4称重容器 1-称重容器 2-电子天平

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但是采用该装置，在测量过程中将产生不可避免的流体下落时产生的冲量问题，这会对试验的测量精度产生较大误差，因此如何改进称重容器，是提高测量精度的关键问题。

方案一 采用带档板的称重容器

图4-5称重容器

1-爬梯 2-称重容器 3-电子天平

如图所示，当液体流入称重容器时，流体首先落在了档板上，抵消了一部分冲量，如此往复可以有效降低液体流入容器时的速度，到进入称重容器的液面时，速度基本将为0。虽然该装置有效降低了液体下落时带来的冲量问题，但是，在容器液面较低时，仍然会有一定的影响。

方案二 采用双套称重容器

图4-6称重容器

1-水头 2-小量杯 3-吸附性海绵 4-称重容器

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如图所示，此方案是采用两个容器，将小量杯固定在大量杯内，再在小量杯外侧固定海绵或者细丝密实网状结构（根据测量液体的粘性选择）。本试验测量的是液态水，因此在小量杯外侧固定上厚度为2 cm的吸附性海绵。试验过程中，保持水头在小量杯的上方且固定不动，并且小量杯内液体始终是满的。该过程可使液体流入称重容器所产生的冲量始终保持不变，对测量结果基本不产生影响；同时，对于标准液体称重系统中存在的多收集了一段水柱的问题，应用该装置，测量前后都是同样多收集了一段，可以抵消不计，对试验测量误差影响较小。最后是，当液体从小量杯溢流流入大量杯时，因为外侧有吸附性海绵，可以降低流速，使流速基本接近于0，对试验基本没有影响。

综上所诉，本实验选取方案二称重系统，该方案有效降低了传统模式下的两个误差问题，能有效提高小量程流量计的测量精度，对试验有较大的提高。

13.2.3 称重装置的改进

传统的称重装置都是天平式的称重容器，如图

图4-7 称重装置

1-称重容器 2-平衡梁(杠杆)3-计时器启停触动机构 4-砝码

该装置采用杠杆触发结构的动态质量法测量，虽然该装置测量简单，且计时也相对准确，但是在测量过程中存在两方面的误差：

1、在测量过程中，添加砝码需要人工操作，会有一定的人工延迟误差，造成计时偏大，测量结果偏小；

2、动态测量过程中，由于存在动态效应，射流冲击力对称量结果造成影响，受杠杆系统惯性滞后影响，引起系统误差。

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改进方法为改平衡梁式天平为电子天平。采用最大量程为2000g精度为0.01g的电子天平（J B 2102电子天平），其优点是不需要人工添加砝码，及没有砝码所带来的准确性方面的误差；二是测量过程中，虽然有动态冲量的存在，但是系统滞后性及稳定性所带来的误差较小；三是操作更简单方便，测量及计时可通过连接电脑操作控制，使测量精度更高。

涡轮流量计标定装置及测量电路设计 流量计标定技术

14.1 流量标定技术分类

按要求将被检流量计安装到装置上，启动液体循环系统，使液体流经被检流量计和流量工作标准，同步操作被检流量计和流量工作标准，比较两者的输出流量值，从而确定被检流量计的计量准确度和重复性。按流量工作标准的取值方式，装置可分为四种类型：

静态质量法(含启停质量法):在静止状态下，称量一段时间内容器中的液体质量，从而计算出流量。

静态容积法(含启停容积法):在静止状态下，测量一段时间内工作量器中的液体体积量，从而计算出流量。

动态质量法:在液体流动过程中，称量一段时间内容器中的液体质量变量，从而计算出流量。

动态容积法:在液体流动过程中，测量一段时间内工作量器中的液体体积变量，从而计算出流量。

14.2 切向涡轮流量计的标定

由于静态法必须等待容器中的液体静止后才能测量, 另外容器中不能存在残留液体, 所以效率低。动态标定法是在液体流动情况下进行质量或容积测量；一般先把容积或质量固定, 只测量时间, 操作简便, 效率高。下图为一种动态质量法标定系统, 可在连续运行状态下对流量计进行标定。

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图5-1 动态质量法测量装置

1-液体源 2-水泵 3-试验管路 4-稳压溢流堰 5-截止阀 6-被测流量计 7-称重容器 8-电子天平

其工作过程为: 打开5截止阀，然后开启2水泵，使测量液体在3试验管路中流动循环起来，并开始流入7称重容器。在这过程中，液体首先流入4稳压溢流堰，待液体高出挡板后经过管路又循环回流到了1液体源里；然后液体经过6被测流量计后流入了7称重容器，测量时要保持液体盛满称重容器里的小量杯，并且溢流将外侧的吸附性海绵完全渗透使大量杯里有一定量的液体；此时开始记录8电子天平此时的读数M并立刻开始计时；当测量一定的时间t后（称重容器里的液面不能将吸附性海绵完全淹没），即使记录8电子天平的读数m，并关闭5截止阀和2水泵。由测量的时间t和称重质量（M-m）则可求出质量流量。

QmMmt（5.1）

当被测流体通过切向涡轮流量传感器时，流体通过喷嘴冲击叶片，流体的冲击力对涡轮产生转动力矩，使叶轮克服机械摩擦阻力矩和流动阻力矩而转动。实践表明，在一定的流量范围内，对于一定的流体介质粘度，叶轮的旋转角速度与通过传感器腔体的流量成正比。所以，可以通过传感器测量叶轮的旋速度，然后传输到示波器上，记录下通过的完整波形的个数来测量流量。

测量前先对示波器进行设置，使其在叶轮转动一周时，刚好记录一个完整的正弦波形。当测量流体通过叶轮时，驱动叶轮转动，并引起电磁传感器跟踪记录，并将测量的信号传输到连接的示波器上。调节示波器，使其接收的波形大小合适，频率稳定，此时开始记录，采集在时间t内，示波器接收的完整波形数。输出波形数与叶轮转速相等，叶轮转速又与流量正相关，所以输出波形数与流过传感器的流量正相关。

切向涡轮流量传感器的波形频率 f（次/秒）与流过管道的体积流量 qv(m3s）

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正相关时，其比例系数即为传感器的仪表系数 K（1m3），如式（7）所示：

Kf

（5.2）qv即

qvf（5.3）K在同一时间内，传感器的脉冲数 N 与流过管道的液体体积 V（m3）也成正相关，其比例系统也为传感器的仪表系数 K（1m3），如式（9）所示：

KN（5.4）V

图5-2切向涡轮流量传感器的工作原理

1－喷嘴；2－涡轮；3－电感

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转速传感器所连接电路及步进电机调控装置

6.1传感器后信号调理电路设计

6.1.1转速传感器所连接电路

随着转速的变化，转速传感器输出频率信号的幅值和频率也在变化。针对本文所研究的，其转速传感器输出信号的幅值在几百毫伏到几伏之间，频率在100Hz到10KHz之间，并且为一个近似正弦信号。无论从波形和幅值上来讲该信号都无法直接送入电子控制器，需要经过信号调理电路转换为0 到3V的方波信号才能被DSP所接受。

图6—1

转速传感器信号调理电路原理图

如图6—1为采用Altium Designer 6 软件绘制的信号调理电路原理图，Altium Designer 6是Protel 的最新版本，是一款专门用于电路板级设计的软件，它能完成电路的原理图设计与PCB板的绘制。在此之前要进行对该电路的仿真，则采用Proteus 7 Professional 进行电路仿真，这是一款广泛用于仿真的软件。信号调理电路设计的前提是：转速传感器输出信号的幅值在0.2V到5V之间，频率在100Hz到10KHz之间。信号调理的功能为将转速传感器信号转换为同频率的0到3V的标准方波信号，其原理为：首先，由电阻和电容构成低通滤波器，滤除频率高于10KHz的高频干扰信号；然后，由于输入信号的幅值很小时无法使限幅电路中的二级管导通，所以需要先经过一个放大5倍的反向放大器进行放大，再经过两个反向并联的二极管限制电路把信号的幅值限制在+0.5V的范围，这样保证了后续电压放大的一致性；接着采用AD620放大器将信号放大3倍，并且将电压幅值抬升1.5V。根据公式（1）选择Rg的大小，确定AD620的放大倍数G;AD620的5引脚接参考电压，此时AD620的输出根据公式（2）确定。至此，已经得到的0到3V左右的正弦波信号，最后由CD4093史密特触发器可以将其转换为0到3V的方波信号，CD4093的电源电压为3V。

49.4kG1(6.1)Rg VoutVinGV5(6.2)

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为了验证所设计的信号调理电路的功能，在Proteus 7 Professional中进行了原理图仿真分析，采用正弦电源模拟转速传感器的输出信号，分别将该信号设置为幅值0.2V频率100Hz和幅值5V频率10KHz的正弦波，在图6—1电路中设置了5个探测点，V0为传感器信号，V1 为经过滤波后的信号，V2为经过放大和限幅的信号，V3为经过放大和幅值抬升的信号，V4为总输出信号。图6—2和图6—3为转速传感器信号调理电路仿真结果。由仿真结果看到，当地转速传感器输出信号的幅值在0.2V到5V之间，频率在100Hz到10KHz之间时，信号调理电路总能将其转换为同频率的0到3V的标准方波信号。

图6—2输入正弦波幅值0.2V频率100Hz的仿真结果

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图6—3输入正弦波幅值5V频率10KHz的仿真结果

6.1.2转速传感器所连电路的软件绘制

（1）利用Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路图，如图6—4 以及图6—5：

图6—4 Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路图

图6—5 Proteus 7 Professional软件绘制的仿真电路调通后图

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如图6—4左侧仿真示波器A口接于输入端，A口检验波为黄色。可见图6—5左侧对应图6—4左侧仿真示波器检测出正弦波，所以证明输入为正弦波。图6—4右侧所示仿真示波器与图6—5右侧对应，图6—4右侧仿真示波器A、B、C、D接口依次从左至右接在如图6—4所示位置，其波形颜色依次为黄、蓝、紫、绿，在图6—5右侧可见波形从正弦波经过调理电路逐渐变为方波。

（2）利用Altium Designer 6软件绘制的PCB图，如图6—6：

图6—6

Altium Designer 6软件绘制的PCB图

涡轮转动通过电感感知出的正弦波由左侧J2输入，经过传感器信号调理电路的处理，最终得到的方波由右侧J1输出。输出后的方波连接到电脑即可识别，并且能够根据脉冲数来判断流量。

6.2步进电机调控装置

涡轮的转动需要步进电机提供其转动所需动力，本套装置中包含三个部分，分别为；并口卡.电动机以及HYQD—100两相混合式步进电机驱动器。

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6.2.1并口卡

图6—7

并口卡实物图

（一）板上接口介绍（1）25针并口接头（2）手控器接头（3）维宏卡接头（4）限位开关及其他输入接头（5）5路步进电机输出接头（6）主轴继电器输出接头（7）5V电源接头（绿色的接线端子和耳机式接头）（8）USB电源接头

（二）详细接线介绍：

1.步进电机输出接口可以采用共阴或共阳接法，配合我们的步进电机驱动器，接线方法可以参照我们的步进电机驱动器接线方法（5路相同）：

（1）共阳极接法：分别将CP+，U/D+,EN+连接到控制系统的电源上，如果此电源是+5V则可直接接入，如果此电源大于+5V，则须外部另加限流电阻R，保证给驱动器内部光藕8到15mA的驱动电流。脉冲输入信号通过cp—接入；此时，U/D—，EN—在低电平有效。

（2）共阴极接法：分别将CP—，U/D—，EN—连接到控制系统的地端（SGND，与电源地隔离）；+5V的脉冲输入信号通过CP+加入；此时，U/D+，EN+在高电平有效。限流电阻R的接法取值与共阳极接法相同。

注：EN端可不接，EN有效时电机转子处于自由状态（脱机状态），这时可以手动转动电机转轴，做适合您的调节。手动调节完成后，再将EN设为无效状态，以继续自动控制。

2五路输入端接法：

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用户可外接限位开关，急停信号等！

用户需外接电源，将开关接在电源地与输入点之间，开关按下或限位开关触发，将输入信号与地导通，内部触发接收到的输入信号，并通过并口传至电脑。

3电源接法

不带DC—DC隔离的接法（不焊接DC—DC模块，可便宜DC—DC隔离模块的价格），需分两路供电，一路是外部接口供电（耳机接头或绿色的接线端子）；一路是为和并口相连的电路部分供电，建议采用电脑USB口供电，以保证安全！

4关于MACH软件的设置

安装好之后，打开图标，根据版本不同或许图标有些差异，但图标名称应该是Mach3mill.然后进入界面，并开始进行设置!

图6—8

界面

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图6—9

端口设计

图6—10

端口选择及频率设定

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图6—11 电机输出设定，一般雕刻机4 5轴不用，所以不用打开，如有需要可以选择打开！

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图6—12

输入设置，主要设置限位开关，急停等！

图6—13

输出设定

图6—13表示输出设定，设定使能所有电机使能接在一起，使能一般用的少，接这个要注意自己的驱动器低电平使能还是高电平使能！不同的使能电平对应设置不同低电平使能时

应该勾选，反之不够选！

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设定主轴开关，使用继电器控制开或者关！G代码M3.M4开继电器（OFF与COM连通），M5关继电器（ON与COM连通）！

图6—14 主轴设定

当按照上述操作调试好软件的基本属性时，接下来在桌面上打开择Plasma点OK即可进入操作界面如图6—15：

然后选

图6—15 操作界面

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随后点击键盘上的Tab键即可出现如图6—16所示的操作图：

图6—16 启动界面

此时点击图6—16右侧的X—电动机就会以调定的转速转动。

6.2.2 HYQD—100两项混合式步进电机驱动器

图6—17

HYQD—100两项混合式步进电机驱动器

(一）简介：

THB7128是一款专业的两相步进电机驱动芯片。它内部集成了细分、电流调节、CMOS功率放大等电路，配合简单的外围电路即可实现高性能、多细分、大电流的驱动电路。适合驱动42、57型两相、四相混合式步进电机。在低成本、低振动、小噪声、高速度的设计中应用效果较佳。

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（二）特色

（1）采用的是7128单芯片两相正弦细分步进电机驱动(2)直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式（3）双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron为0.53欧（4）可实现正反转控制（5）通过3位选择8档细分控制（1、1/

2、1/

4、1/

8、1/

16、1/

32、1/64、1/128）（6）最高耐压40VDC（7）高输出电流（Iout=3A),输出电流方便可调（8）芯片内部有过热保护（TSD）和过流检测电路（9）采用底部大散热片，散热快。（10）采用高速光耦，使得性能更稳定，速度更快。

（三）使用指南 关于电源： VCC连接直流电源正（注意：10V

（2）关于电流的输出：

电流调节使用可调电阻，根据不同档位对应不同大小的电流。（顺时针调减小，逆时针增大）如图6—13：

图6—18 电流调节使用可调电阻图

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（3）关于电机的正反转问题：

如果发现电机的转动方向与自己预想的方向不一致时，只需要把其中一相的两根线互换接入即可。

（4）关于输入信号接线：

输入信号接口有两种接法：共阳极接法或共阴极接法。

1、共阳极接法：分别将CP+、DIR+、EN+连接到控制系统的电源上，如果此电源是+5V则可直接接入，如果此电源大于+5V，则须外部另加限流电阻R,保证给驱动器内部光藕

提供8到15mA的驱动电流。脉冲输入信号通过CP—接入，方向信号通过DIR—接入，使能信号通过EN—接入（EN—为高电平时脱机）。如图6—19：

图6—19

共阳极接法

2、共阴极接法：分别将CP-、DIR-、EN-连接到控制系统的地端（SGND，与电源地隔离）：脉冲输入信号通过CP+接入，方向信号通过DIR+接入，使能信号通过EN+接入（EN+为低电平时脱机）。若需限流电阻，限流电阻R的接法取值与共阳极接法相同。如图6—20：

图6—20 共阴极接法

（5）关于电机接线：

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可接两相4线、6线、8线电机。如图6—21：

图6—21 电机接线图

四线直接接入；六线不接中间抽头，将两头的接起来即可（中间抽头可根据阻值确定）；八线可采用并联或串联接法，并联为大电流接法。

接线时请断开电源，电机接线需注意不要错相，相内相间短路，以免损坏驱动器。6.2.3电动机

本装置所选用的电动机如图6—22所示：

图6—22 电动机 6.2.4装置组装效果图

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图6—23 装置组装效果图

如图6—23所示，因连接并口卡的并口线比较老版在现在的电脑中很难找到其对应的接口，所以购买了一条并口转USB的线将其接电脑的并口转为广泛应用的USB口，即可轻松的连接至电脑上。之后只需将上述装置连接至电脑，就可调节和设置电动机的转速，从而以不同的转速驱动涡轮从而达到所需的效果。

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7装置不确定度分析

文章应该分析试验存在的各类误差，以提高小量程流量计的精度。其中包括有1）动态误差：主要为起止水柱冲力差； 起止水柱长度差；2）由于计时的开始和结束两时刻必产生不同的滞后时间, 形成惯性误差。3）秤的惯性误差和不稳定性误差。4）秤的性能不稳定和流速的不稳定, 将对测量结果生随机误差。5）合成标准不确定度6）扩展不确定度等。

7.1测量动态误差分析

本文采用的是双套量杯称重容器，只要能保持流入液面的水头高度一定，且流量流动稳定，则能保持在测量过程中，开始测量时产生的流量动态冲量至整个测量过程结束所产生的动态冲量始终保持一致，则对实验称重的过程基本不产生误差影响。另一方面，传统测量方法中还存在多收集一段液柱的问题，本文采用的双套量杯和保持入水头高度一定的装置，在动态质量法的测量过程中，也是同样保持了测量前后入水液注高度始终保持一致，则对实验基本不产生误差。基于此，本文基本解决了传统测量动态误差较大的问题。

7.2计时器的不确定度

现行的液体流量标准装置检定规程中，采用对计时器进行直接检定，并分析其不确定度的方法。按使用情况连接计时器和标准计时器，使二者同步进行启、停计时。以装置使用的最短测量时间为时间间隔，启、停计时器，读取标准计时器的数值差和计时器的数值差，完成1次检定。重复进行n(n≥10)次检定。

第i次差值

titit0平均值：

（7.1）

1ntti

（7.2）

ni1A类相对标准不确定度：

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12n2tti1i1100%uA1

（7.3）tminn1B类相对标准不确定度：

uB17.3电子秤的不确定度

t100%

（7.4）

2tmin在使用量限内取10个均匀分布点(j=l，2，⋯，m；m≥10)。用标准砝码从j=l逐步加载到j=m，完成一次检定；再从j=m逐步卸载到j=l，完成第二次检定。分别记录各点的加载及卸载质量和电子秤的读数。重复进行n(n≥10)次检定。负载为mjR0的第j点第i次检定差值：

1nmmini1n

（7.5）

第j点单次测量A类相对标准不确定度：

uA2j2mim1i1100%

（7.6）mjR0n112第j点B类相对标准不确定度：

uB2jA类相对标准不确定度：

m100%

（7.7）2mjR0uA2uA2jmax

（7.8）

B类相对标准不确定度：

uB2uB2jmax

（7.9）

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

7.4合成标准不确定度

质量法液体流量标准装置的合成标准不确定度为：

uruA1uA2uA3uA4uB1uB2uB32222221220.021%

（7.10）

7.5扩展不确定度

质量法液体流量标准装置的扩展不确定度为：

Ukur0.042%k2

（7.11）

涡轮流量计标定装置及测量电路设计

总结

本文主要完成了以下工作： 基于对微小液体流量的测量，本文设计了切向涡轮流量计。切向涡轮流量计主要包括切向涡轮流量传感器和数字显示仪表，本文主要设计了切向涡轮以及其中的传感器后的测量信号转换电路还有驱动涡轮转动的步进电机的安装。切向涡轮主要由壳体、盖子、轴、轴承和叶轮组成。传感器后的测量信号转换电路的设计则包括电路仿真和PCB设计，驱动涡轮的步进电机则包括并口卡、电动机、电动机驱动控制器。根据传统的液体流量标准装置，本文分析了静态质量法和动态测量法测量装置的优缺点，最终确定并选择了动态质量法测量装置。采用该系统，能达到结构简单、操作方便、连续性强、试验精度高等优点。对本文采用的动态质量法标定装置做了合理可行的改进。主要对稳压溢流堰、称重容器和称重仪器进行了适当的改装与选用。对稳压溢流堰，采用添加隔板的办法，可使溢流液体循环到液体源中，可减少能源的浪费；再是改进了该装置，使其可以调节高度，在测量过程中可以简单方便有效快速的实现控制流量的变化。对称重容器，本文提出了两种改进方案，一种是采用多级挡板，逐级减小流体下落时的冲量；另一种是采用双套量杯，可以有效测量，基本没有冲量引起的误差。本文选用了第二种方案，双套量杯装置。只要能保持流量相对稳定，则可在实验过程中控制水头不变，从而保证测量过程中冲量始终保持一致及测量过程中避免了多收集一段液柱，对实验测量基本不带来误差。从而有效解决了传统称重容器都不可避免的动态冲量所带来的误差，及实验多收集了一段液柱的问题。最后是改进了测量装置，放弃了传统的杠杆式天平，而是采用了测量精度更高，操作更简单方便的电子天平。以上对试验系统的改进在很大程度上减小的测量误差，对高精度的测量带来很大的好处。根据设计的切向涡轮流量计，对液体流量进行标定。根据试验测量原理，用动态质量法可求出流经流量计的质量流量，然后根据切向涡轮流量计传感器可测得在该质量流量下的叶轮的转速，从而根据多次实验数据，对流量计进行标定，最终完成流量计的设计。根据所设计的传感器后的信号调理电路，可将由于涡轮转动感应出的正弦波，转变为易于识别的方波信号，从而电脑可识别。而这一过程需要经过软件的仿真电路测

第二篇：流量计分级管理制度

流量计分级维护管理制度

第一条 根据南郊水厂计量器具的分类和管理要求，依据工艺运行实际情况、工艺要求和仪表划分原则，将我厂流量计共28台分为A、B、C三类，分别进行维护管理。

第二条 仪表分类原则

按照《南郊水厂计量管理制度》计量器具的分类和管理要求进行分类管理。

第三条 A类流量计划分及维护一、二、A类流量计是在生产中进行贸易结算，为水厂成本核算提供依据的我厂划为A类的流量计如下： 流量计。

原水流量计

一台 出厂水流量计

两台 共3台

三、A类流量计维护内容

巡视流量计

每天1次 根据公司要求每年强制检定1次

故障强制更换

第四条 B类流量计划分及维护

一、B类流量计在水处理过程中监控各净水构筑物水量分布情况，为生产运行控制提供参考信息。

二、我厂划为B类的流量计如下：

监控混合池进水流量

4台 监控滤池出水流量

2台 监控反冲洗出水流量

1台 监控排泥水流量

1台 监控自用水水量

1台 监控反冲洗进水流量

1台 监控混凝剂投加流量

4台 监控助凝剂投加流量

4台 监控药剂厂输药流量

1台 监控回用水流量

1台 共20台

三、B类流量计维护内容

巡视流量计

每月1次 根据公司要求定期检定平均每2年1次 定期更换 第五条 C类流量计划分及维护

一、C类流量计是在生产过程中监测废水处理车间污水污泥处理运行状况，为生产控制提供参考信息的流量计。

二、我厂划为C类的流量计如下：

监控排泥池排泥水流量

1台 监控脱泥机加药流量

2台 监控脱泥机进泥流量

2台 监控脱泥机配药流量

1台

监控加压泵站出水流量检测

2台（未启用）共8台

三、C类流量计维护内容

巡视流量计运行状况

故障直接更换

每月1次

第三篇：各种流量计优缺点

各种流量计优缺点

来源：本站 作者：admin 日期：2011-5-2 21:54:35 浏览次数：2458 按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况

1.1 涡轮流量计

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。

优点:

(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;

(2)重复性好;

(3)无零点扰能力好;

(4)范围度宽;

(5)结构紧凑。

缺点:

(1)不能长期保持校准特性;

(2)流体物性对流量特性有较大影响。

应用概况:

涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

1.2 涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

优点:

(1)结构简单牢固;

(2)适用流体种类多;

(3)精度较高;

(4)范围度宽;

(5)压损小。

缺点:

(1)不适用于低雷诺数测量;

(2)需较长直管段;

(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);

(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

1.3电磁流量计

电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。

70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。

优点:

(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;

(2)不产生流量检测所造

成的压力损失,节能效果好;

(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;

(4)流量范围大,口径范围宽;

(5)可应用腐蚀性流体。

缺点:

(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;

(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;

(3)不能用于较高温度。

应用概况:

电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

1.4差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。

优点:

(1)应用最多的孔板式流量, 计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;

(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;

(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。

缺点: , , , , , ,(1)测量精度普遍偏低;

(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;

(3)现场安装条件要求高;

(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

应用概况:

差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常

压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。1.5 浮子流量计

浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国产量1990年估计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点:

(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;

(2)适用于小管径和低流速;

(3)压力损失较低。1.6容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

优点:

(1)计量精度高;

(2)安装管道条件对计量精度没有影响;

(3)可用于高粘度液体的测量;

(4)范围度宽;

(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

缺点:

(1)结果复杂,体积庞大;

(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;

(3)不适用于高、低温场合;

(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;

(5)产生噪声及振动。

应用概况:

容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。

工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。1.7 超声流量计

超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

优点:

(1)可做非接触式测量;

(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;

(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

缺点:

(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;

(2)多普勒法测量精度不高。

应用概况:

(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;

(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;

(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。1.8 科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。

我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。1.9明渠流量计

与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。

非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。

明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。

按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况

1.1 涡轮流量计

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。

优点:

(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;(2)重复性好;

(3)无零点扰能力好;

(4)范围度宽;

(5)结构紧凑。

缺点:

(1)不能长期保持校准特性;

(2)流体物性对流量特性有较大影响。

应用概况:

涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

1.2 涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

优点:

(1)结构简单牢固;

(2)适用流体种类多;

(3)精度较高;

(4)范围度宽;

(5)压损小。

缺点:

(1)不适用于低雷诺数测量;

(2)需较长直管段;

(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);

(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

1.3电磁流量计

电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。

70、80年

(2)重复性好;

(3)无零点扰能力好;

(4)范围度宽;

(5)结构紧凑。

缺点:

(1)不能长期保持校准特性;

(2)流体物性对流量特性有较大影响。

应用概况:

涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

1.2 涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

优点:

(1)结构简单牢固;

(2)适用流体种类多;

(3)精度较高;

(4)范围度宽;

(5)压损小。

缺点:

(1)不适用于低雷诺数测量;

(2)需较长直管段;

(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);

(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

1.3电磁流量计

电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。

70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。

优点:

(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;

(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;

(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;

(4)流量范围大,口径范围宽;

(5)可应用腐蚀性流体。

缺点:

(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;

(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;

(3)不能用于较高温度。

应用概况:

电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

1.4差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差 压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。优点:

(1)应用最多的孔板式流量, 计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;

(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;

(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。

缺点: , , , , , ,(1)测量精度普遍偏低;

(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;

(3)现场安装条件要求高;

(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

应用概况:

差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。1.5 浮子流量计

浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国产量1990年估计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点:

(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;

(2)适用于小管径和低流速;

(3)压力损失较低。1.6容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

优点:

(1)计量精度高;

(2)安装管道条件对计量精度没有影响;

(3)可用于高粘度液体的测量;

(4)范围度宽;

(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

缺点:

(1)结果复杂,体积庞大;

(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;

(3)不适用于高、低温场合;

(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;

(5)产生噪声及振动。

应用概况:

容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。

工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。1.7 超声流量计

超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

优点:

(1)可做非接触式测量;

(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;

(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

缺点:

(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;

(2)多普勒法测量精度不高。

应用概况:

(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;

(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;

(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。1.8 科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。

我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。1.9明渠流量计

与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。

非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。

明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。

第四篇：各种流量计定义及特点(精)

概述

用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。

流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。

这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。

总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。1.1差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。

差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。优点:(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;

(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。缺点:(1)测量精度普遍偏低;(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;(3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

注：一种新型产品：智能探针式流量计，客服了上述缺点，几乎无压损，精度达到0.2级。应用概况: 差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。1.2 浮子流量计

浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。中国产量1990年估计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。特点:(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;(2)适用于小管径和低流速;(3)压力损失较低。1.3容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。优点:(1)计量精度高;

(2)安装管道条件对计量精度没有影响;(3)可用于高粘度液体的测量;(4)范围度宽;(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。缺点:(1)结果复杂,体积庞大;(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;(3)不适用于高、低温场合;(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;(5)产生噪声及振动。应用概况: 容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。

工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。1.4 涡轮流量计

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。优点:(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;(2)重复性好;(3)元零点漂移,抗干扰能力好;(4)范围度宽;(5)结构紧凑。缺点:(1)不能长期保持校准特性;(2)流体物性对流量特性有较大影响。应用概况: 涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅

荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。1.5电磁流量计

电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。优点:(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;(4)流量范围大,口径范围宽;(5)可应用腐蚀性流体。缺点:(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;(3)不能用于较高温度。应用概况: 电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。1.6 涡街流量计

涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。优点:(1)结构简单牢固;(2)适用流体种类多;(3)精度较高;

(4)范围度宽;(5)压损小。缺点:(1)不适用于低雷诺数测量;(2)需较长直管段;(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。1.7 超声流量计

超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。优点:(1)可做非接触式测量;(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。缺点:(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;(2)多普勒法测量精度不高。应用概况:(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。1.8 科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。

我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。

1.9 明渠流量计

与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。

明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。2 新工作原理流量仪表的研究和开发 2.1 静电流量计

(electrostatic flowmeter)日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计。静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。

2.2 复合效应流量仪表(combined effects meter)该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。2.3 转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量，连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。几种流量仪表应用和发展动向 3.1 科里奥利质量流量计(CMF)

国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。3.2 电磁流量计(EMF)

EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。

我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。3.3 涡街流量计(USF)

USF在60年代后期进入工业应用,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为3.54.8万台,同期国内产品估计在8000~9000台。4 结论

由上述可知,流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计。

每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。这就要求我们:(1)在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确;(2)努力研制新型仪表,使其在现有的基础上更加完善

第五篇：天然气超声波流量计操作规程

天然气超声波流量计 操作维护规程

中国石油西部管道兰州输气分公司 年月 签字 职务 日期 编制人：

审核人：

批准人：

目录 范围………………………………………………………1 2 规范性引用文件…………………………………………1 3 术语和定义………………………………………………1 4 操作内容…………………………………………………2 5 风险提示…………………………………………………5 6 应急处置…………………………………………………5 7 附件………………………………………………………5 1 范围

本标准规定了涩宁兰超声波流量计的现场操作方法。本标准适用于涩宁兰气体超声流量计。2 规范性引用文件

2.1《中华人民共和国国家标准天然气计量系统技术要求》 GB/T 18603一2001 2.2《用气体超声波流量计测量天然气流量》 GB/T 18604-2001 3 术语和定义

3.1气体超声流量计ultrassonic gas flow meter 安装在流动气体的管道上，并用超声原理测量气体流量的流量计。以下简称流量计。3.2超声换能器ultrassonic transducer 把声能转化成电信号和反过来把电信号转化成声能的元件。3.3信号处理单元signal processing unit 是流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。3.4零流量测试zero-flow measure 在无流动介质的情况下，检查流量计的读数是否为零或在流量计本身规定的允许范围内。3.5分界流量transition gas flow rate 低于该流量要采用扩展误差限的流量值。3.6实流校准系数flow calibration factor 将流量计进行实流校准测试，并将测试结果按照一定修正方法得出的流量计系数。3.7最大瞬时压力maximum incidental pressures 在短时间内，计量系统能够承受安全装置极限内的最大工作压力。3.8流量计算机flow computer 计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。3.9转换装置conversion device 由一台流量计算机和各个传感器组成的装置。用于以压力、温度和气体组成或以密度或以发热量为参数进行标准参比条件下体积流量和质量流量及能量流量的转换。4运行操作内容

4.1超声波流量计运行前的准备

4.1.1流量计的安装应符合设计和说明书的要求;天然气的流量、压力、温度范围符合流量计铭牌的规定；

4.1.2流量计、温度变送器、压力变送器具有有效的检定/校准证书;4.1.3流量计前后阀门，调压阀、放空阀应关严；

4.1.4流量计法兰连接处应无泄漏，各个探头应牢固连接，探头连接信号线路应无松脱； 4.1.5流量计信号处理单元(SPU)单元供电应正常；

4.1.6流量计配套的温度变送器、压力变送器供电应正常，压力变送器阀门应全开； 4.1.7流量计算机工作应正常； 4.1.8在线分析仪上传数据应正常。4.2超声波流量计运行操作与监护

4.2.1缓慢打开流量计入口阀(或管路平衡阀)，为超声波流量计管路充压，观察流量计、附属设备及连接管线有无渗漏；

4.2.2压力平衡后，缓慢打开流量计出口阀门，观察流量计显示单元，判断流量计是否正常运行，如无异常，调节流量计下游流量调节阀，使流量计在所需的流量范围内运行； 4.2.3根据站内工作流量和流量计的额定流量，通过启停流量计后电动阀门，选择合适的工作台数；

4.2.4几台流量计并联运行时，如果没有工艺上的特殊需要，应调节流量计的下游流量调节阀，保持每台流量计的流量均衡；

4.2.5流量计运行初期，计量人员应每小时对计量系统的相关设备巡查一次，观察流量计是否运行正常，发现异常，应及时投用备用流量计，停运该台流量计，同时做好记录。4.3超声波流量计的运行中的检查

4.3.1流量计运行过程中，注意观察流量计参数的变化情况:压力、温度、流速是否在允许的范围内，预防超压、超速的故障的发生；

4.3.2浏览气体组份数据画面及流量计量画面，观察压缩因子、密度、热值等数据变化，应在允许的范围内，预防发生计量数据失准的故障发生；

4.3.3观察流量计算机显示的计算声速与测量声速的偏差，两者最大偏差不大于0.2%； 4.3.4分析报警信息，及时发现影响计量系统准确性的隐患；

4.3.5现场巡检应对流量计安装法兰、变送器、取压管、测温管等连接部位密封情况进行检查。

4.4工程师专业检查

4.4.1每月用软件对流量计进行一次诊断测试，分析信噪比、波形、声速、自动增益值是否正常，核查仪表系数，检查报警信息;负责保管流量计最新的组态软件；

4.4.2核查气体组份数据、天然气的真实相对密度、标准工况下压缩因子等数据在正常范围之内；

4.4.3检查流量计算机的压力、温度、流量等参数是否在正常范围内;各种参数报警限的设置是否合理;检查预设值(或键值)是否与当前的工艺相符； 4.4.4输入、输出通道、通讯接口的工作状态是否正常；

4.4.5流量计算机的时钟是否正常，小时归档、日归档数据是否正常。4.5清洗检查超声换能器

4.5.1当流量计运行一段时间以后，出现与超声换能器相关的故障报警，或者信噪比明显减小、自动增益值明显增大、波形失真等情形，此时应对超声换能器进行清洗；

4.5.2如果有条件的话，可使用厂家提供的专用工具进行带压清洗(原则上不推荐)，通常采用放空泄压清洗；

4.5.3清洗前需要准备好超声换能器的密封圈，防止因继续使用老化的密封圈造成泄漏。4.6实流校准

4.6.1按照流量计检定规程规定的周期进行实流校准； 4.6.2校准完成后，置入新的仪表系数；

4.6.3使用新的仪表系数后，要对流量计进行试运行，观察校准前后计量数据是否一致;如出现较大偏差，可运用比对流程对流量计进行比对或重新校准。5风险提示

5.1日常维护和更换部件必须是经过专业培训的人员，作业时，必须使用燃气监测装置，避免发生危险。

5.2超声波流量计在加电工作的情况下，不能打开现场的防爆接线盒。

5.3如果必须从表体上拆下不工作的探头，必须对超声波流量计的计量管段进行卸压后才能拆卸。对于那些正常工作的探头，如果由于测量需要，必须要更换的话，可以带压更换，但是必须严格按照使用说明书的规定操作。请注意，由于拆卸探头，仍然会有气体从管道内泄漏，这些气体或许是可燃的、有毒的、危险的。为了避免发生危险，必须采取必要的预防措施。5.4如果必须把超声波流量计从计量管段上取下，必须要对该管段进行卸压。

5.5不能对超声波流量计进行水压试验，因为水可能会进入到探头内部，非常难清除。进入的水会造成探头不能正常工作，严重时，会对探头造成永久性的损坏。6应急处置

6.1单台流量计供电突然中断

现场人员发现单台流量计供电突然中断后，如下游供气不允许中断，则首先开启备用支路，关闭在用支路;然后利用各种通讯方式报告站长，由站长组织进行故障原因查找及处理;如站内无法完成，报告相关的专业工程师进行进一步处理。6.2整个计量系统供电突然中断

现场人员发现整个计量系统供电突然中断后，如下游供气不允许中断，应立即记录下断电时间，维持现有工艺流程，并利用各种通讯方式报告站长。计量数据与下游协商，如下游有检定合格的计量系统，则采用下游计量数据进行计量交接;如下游无计量系统则与下游协商按照断电前3小时与断电后3小时瞬时流量平均值作为断电期间瞬时流量，根据断电时间来计算断电期间的计量数据。7附件

7.1超声波流量计常见故障分析及处理方法 序号

常见故障

可能原因

排除方法

超声波计量失真

上游控制阀噪声影响信噪比超限后加大，超声波流量计将无法工作

启动时首先保证缓慢向流量计管段充压后，再全开上游控制球阀

超声波探头功率增大，计量准确度降低

由于水、油脂对探头清洁度的影响流量计的准确度

加强天然气分离效果，避免内壁因冷凝物所产生的沉淀影响横截面积，发现探头功率增大时及时对探头进行清洁

表体内部电子单 元出现故障

电子测量单元没有输出

检查电子单元线路，对故障线路重新进行安装、测试