自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案

自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案内容摘要：

轮流量计可以测量气体、流体流量。 但要求被测介质清洁，并且黏度大的液体流量测量，通常用于测量精度要求高，流量变化快的场合。 2）涡轮流量计的缺点是制造困难，成本 高，轴承易磨损，降低了长期运行的稳定性。 涡街流量计 1）适用于气体、液体、和蒸汽介质的流量测量，测量几乎不受流体参数影响，涡街流量计在仪表内部无可动部件，使用寿命长。 压力损失小，测量精度也比较高。 2）涡街流量计的不足之处，主要是流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度，旋涡发生体被玷污也会引起误差。 电磁流量计 1）电磁流量计要求被测介质具有导电性，不能测量气体、蒸汽和电导率低的石油流量。 2）电磁流量计的测量管道中无阻力件，压力损失小；测量范围宽；可以测量脉动流和双相流。 质量流量检测方法 （一）、直接式质量流量测量方法 科里奥利质量流量计 1) 可以测量多种液体和浆液，也可以用于多相流测量； 2) 不受被测介质物理参数影响，不受管内流态影响，对流量计前后直管段要求不高。 3）阻力损失较大，存在零点漂移，管路的振动会影响其测量精度。 热式质量流量计 1） 适用于微小流量测量。 2） 热式质量流量计结构简单，压力损失小。 3） 非接触式流量计使用寿命长。 4）缺点是灵敏度低，测量时需要进行温度补偿。 冲光式流量计 1）冲光式流量计结构简单，安装方便，使用寿命长，可靠性高，没有零点漂移。 2）适用于各种固体粉料介质的流量测量。 （二）、间接式质量流量测量方法 体积流量计与密度计的组合方式 9 体积流量计与体积流量计的组合方式 温度、压力补偿式质量流量计 思考题 61 简述流量测量的特点和流量测量仪表的分类。 答： 1）流量测量可以归为体积流量测量和质量流量测量两类 2）流量测量仪表分为体积流量计和质量流量计；体积流量计包括容积式流量计、速度式流量计、差压式流量计；质量流量计包括推导 式质量流量计和直接式质量流量计 2 特点 流量方程式 ， qm q’m 流量计的仪表系数 K=N/V与流出系数 流量范围及范围度 测量精确度和误差 压力损失 仪表分类：体积流量计：容积式，差压式，速度式 质量流量计：推导式，直接式 62 以椭圆齿轮式流量计为例，说明容积式流量计的工作原理。 椭圆齿轮流量计的测量本体友一对相互齿合的椭圆齿轮和仪表壳体构成、其工作原理如图、两个椭圆齿轮 A/B 在进行出口流体压力差的作用下、交替地 相互驱动、并各自绕轴作非角匀速度转动、转动过程中连续不断地将充满在齿轮与壳体之间的固定容积内的流体一份份地排出、齿轮的转数可以通过机械或其它的方式测出、从而可以得知流体总流量 63 简述几种差压流量计的工作原理。 节流式流量计：节流式流量计测量原理是以能量守恒定律和流动连续性定律为基础 均速管流量计：是基于动压管测速原理发展而成的一种流量计，流体流经均速管产生差压信号，此差压信号于流体流量有确定的关系，经过差压计可测出流体流量。 弯管流量计：当流体通过管道弯头时，受到角加速度的作用而产生的离心力会在弯 头的外半径侧于内半径侧之间形成差压，此差压的平方根于流体流量成正比。 64 节流式流量计的流量系数与哪些因素有关。 答：流量系数与节流件形式、直径比、取压方式、流动雷诺数及管道粗糙度有关 65 简述标准节流装置的组成环节及其作用。 对流量测量系统的安装有哪些要求。 为什么要保证测量管路在节流装置前后有一定的直管段长度。 （ p76） 答： 66 当被测流体的温度、压力值偏离设计值时，对节流式流量计的测量结果有何影响。 10 6用标准孔板测量气体流量，给定设计参数 p=， t=20，现实际工作参数 p?=，t?=30，现场仪表指示为 3800/h，求实际流量大小。 6一只用水标定的浮子流量计，其满刻度值为 1000d/h，不锈钢浮子密度为 ，现在用来测量密度为 ，问浮子流量计的测量上限是多少。 6说明涡轮流量计的原理。 某一涡轮流量计的仪表常数为 K= 次 /L，当它在测量流量时的输出频率为 f=400Hz，其相应的瞬时流量时多少。 6说明电磁流量计的工作原理，这类流量计在使用中有何要求。 答： 1）电磁流量计是基于电磁感应原理，导电流体在磁场中垂直于磁力线方向流过，在流通管道两侧的电极上将产生感应电动势，感应电动势的大小与流体速度有关，通过测量次电动势可以求得流体流量。 2）电磁流量计对直管段要求不高，直管段长度为 5D10D；安装地点应尽量避免剧烈振动和交直流強磁场。 在垂直安装时，流体要自下而上流过仪表；水平安装时，两个电极要在同一平面上。 电磁流量计适用于导电性介质的流量测量。 61涡街流量计的检测原理是什么。 常见的漩涡发生体有哪几种。 如何实现旋涡频率检测。 答：（ 1）涡街流量 计的检测原理是利用流体振荡的原理进行流量测量、当流体流过非流线型 阻挡体时会产生稳定的旋涡列、旋涡的产生频率与流体留宿有着确定的对应关系、测量频 率的变化。 就可得知流体的流量、 （ 2）常见旋涡发生体的形状有圆柱、三角柱、矩形柱、 T 型柱以及由以上形状组合而成的组合形状 （ 3）旋涡频率的检出有多种方式、可分为一体式和分体式两类、一体式的检测元件放在旋涡发生体内、如热丝式分体式检测元件则装在旋涡发生体下游、如、压电式均利用旋涡发生时引起的波动进行测量、旋涡频率采用热敏电阻检测方式、在三角主体的迎面对称嵌入两个 热敏电阻、通入恒定电流加热电阻、使其温度稍高于流体、在交替产生旋涡的作用下、两个 11 电阻被周期的冷却、使其阻值改变、阻值的变化有电桥测出、即可测得旋涡产生频率、从而知流量 61说明超声流量计的工作原理，超声流量计的灵敏度与哪些因素有关。 答： 1）超声流量计是利用超声波在流中的传播特性实现流量测量。 超声波在流体中传播，将受到流体流速的影响，检测接收的超声波信号可以测知流速，从而求得流体流量。 61质量流量测量有哪些方法。 答：直接测量和间接测量 直接式质量流量计：仪 表的输出直接与质量流量成正比 推导式质量流量计：通过对体积流量和密度的同时测量，然后把结果送入计算单元，通过运算求出质量流量。 温度，压力补偿式质量流量计：同时测出体积流量，温度和压力，由温度和压力等参数和密度的关系，通过运算装置算出介质密度，再算出质量流量。 61为什么科氏流量计可以测量质量流量。 （ p89） 61说明标准流量装置的作用，有哪几种主要类型。 答：标准容积法、标准质量法、标准流量计法、标准体积管法。 7 物位检测 物位的定义：物位统指设备和 容器中液体或固体物料的表面位置，是液位、料位、界位的总称。 液位：是指设备和容器中液体介质表面的高低。 料位：是指设备和容器中所储备的块状、颗粒或粉末状固体物料的堆积高度。 界位：是指相界位置。 例如不互容的两种液体、固液之间的分界面。 物位检测的分类 一、按测量方式 连续测量：连续性测量能持续测量物位的变化。 定点测量：只能测量物位是否达到上限、下限或某个特定位置，定点测量一般为物位开关。 二、按工作原理 直读式物位检测仪表：能直接显示容器中物位的高度，方法可靠、准 确，但只能就地指示。 静压式物位检测仪表：适用于液位检测。 浮力式物位检测仪表：适用于液位检测。 机械接触式物位检测仪表：通过测量物位探头物位接触时的机械力实现物位额测量。 12 电气式物位检测仪表 :将电气式物位敏感元件置于被测介质中，物位的变化会引起电气参数的改变从而检测这些参数即可知物位变化。 其他检测方法：声学式、射线式、光纤式仪表等等。 常用物位检测仪表 静压式液位检测仪表 静压差的计算公式： 其中， 为容器上部 空间的压力， pB为零液位处的压力。 压力、差压式液位计 对于敞口容器上式中的 pA为大气压力，在容器底部或侧面液位零点处引出压力信号， 仪表指示的表压力即反应相应的液柱静压。 差压计的连接：正压侧于容器底部相通，负压侧连接容器上部的气空间。 差压计安装在最低液面以下时加在压差计两侧的差压为。 （注：测量仪表安装高度 容器液位） 对于有可疑凝结蒸汽或采用隔离介质的液位测量系统，差压计的负压侧通常有一个固定的压力偏置量，此时的差压为：。 12 吹气式液位计 优点：由于检测点移至顶部，其维修均很方便。 缺点：其测量精度受测压表的精度，液体的温度和密度对其检测有影响。 浮力式物位检测仪表 浮子式液位计 （ 1）是一种恒浮力式液位计。 （ 2）基本原理：通过测量漂浮于被测液面上的浮子随着液面的变化而上下移动而产生的位移。