流量測(cè)量術(shù)語及基礎(chǔ)知識(shí)

（1）流量計(jì)
用以測(cè)量封閉管道中的流體的流量或總量的儀表（如渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)等）。
（2）傳感器
按一定規(guī)律將被測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系電量輸出的儀表（如壓力傳感器、流量傳感器等）。
（3）轉(zhuǎn)換器
輸出為非標(biāo)準(zhǔn)且微弱電信號(hào)的傳感器必須和特定的儀表配套使用才能完成檢測(cè)功能，該特定儀表稱為轉(zhuǎn)換器（如渦街轉(zhuǎn)換器、電磁轉(zhuǎn)換器等）。
（4）變送器
從傳感器發(fā)展而來，凡輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器就稱為變送器（如壓力變送器等）。
（5）體積流量
流體量用體積表示的流量，通常液體、水和壓縮空氣等用體積流量表示，單位為m3/h,1/min等
（6）質(zhì)量流量
流體量用質(zhì)量表示的流量，通常蒸汽用質(zhì)量流量表示，單位為t/h.kg/min等。
（7）zui大流量
對(duì)應(yīng)于流量范圍上限值的流量，能按規(guī)定精度進(jìn)行測(cè)量的被測(cè)流量的zui高值。
（8）zui小流量
對(duì)應(yīng)于流量范圍下限值的流量，能按規(guī)定精度進(jìn)行測(cè)量的被測(cè)流的zui高值。
（9）流量范圍
由zui大流量和zui小流量所限定的范圍，在該范圍內(nèi)儀表在正常使用條件下其示值誤差不超過zui大的允許誤差。
（10）范圍度
zui大流量與zui小流量的比值，一般表達(dá)成某個(gè)數(shù)與1之比，例3：1，10：1等，過去也稱為“量程比”。
（11）量程
流量范圍上限值和流量范圍下限值的代數(shù)差。
（12）靈敏度
儀表的輸出變化值除以相應(yīng)的輸入變化值，即S=△Y/△X，靈敏度體現(xiàn)了傳感器對(duì)被測(cè)變量的微小變化放大成輸出信號(hào)顯著變化的本領(lǐng)，也就是對(duì)輸入變量細(xì)微變化的程度，靈敏度過高，將容易引入干擾，反之過低，輸入變量較小時(shí)將無輸出。
（13）壓力損失
流體流過傳感器而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的壓力損失，壓力損失大將增力能源損耗和年運(yùn)行費(fèi)用。
（14）壓力
表壓（一般的壓力表指示值）和大氣壓之和，限P絕P表+1個(gè)大氣壓
（15）誤差
測(cè)量結(jié)果減去被測(cè)量的真值。
（16）引用誤差
誤差除以儀表量程（或范圍上限值或被測(cè)量值）。
（17）基本誤差
產(chǎn)品出廠校驗(yàn)條件下（標(biāo)準(zhǔn)工作條件下）的儀表誤差。
（18）附加誤差
在現(xiàn)場(chǎng)工作條件下（限非標(biāo)準(zhǔn)工作條件下）儀表所增加的測(cè)量誤差。
（19）穩(wěn)定性
在正常工作條件下，儀表測(cè)量性能在規(guī)定時(shí)間保持不變的能力
（20）零漂
流量計(jì)在零輸入時(shí)，輸出的變化稱為零漂。當(dāng)流量計(jì)電路存在零漂時(shí)，將出現(xiàn)流量時(shí)有信號(hào)輸出。
（21）線性度
流量計(jì)的線性度是在整個(gè)流量范圍內(nèi)的流量特性曲線與規(guī)定直線之間的一致性，其計(jì)算式為δ=±（（Kmax —Kmin）/(Kmax—Kmin)）X
式中δ——流量計(jì)的線度性
        Kmax——各測(cè)量點(diǎn)中儀表系數(shù)的zui大值
        Kmin——各測(cè)量點(diǎn)中儀表系數(shù)的zui小值
（22）儀表性能指標(biāo)
性能指標(biāo)是指度（基本誤差）、重復(fù)性、可靠性、流量范圍、范圍度、輸出響應(yīng)時(shí)間、壓力損失和維修精度等。
（23）度和誤差
度和誤差都是表征測(cè)量?jī)x表接近被測(cè)量真值的能力，儀表度越高其測(cè)量值越接近真值，誤差越小。一臺(tái)流量計(jì)的度總是用誤差來表示的。
既：zui大引用誤差=追大誤差/量程=（測(cè)量值—被測(cè)真值）/量程
度常劃分成若干等級(jí)，簡(jiǎn)稱精度等級(jí)或精度，如0.5級(jí)、1.0級(jí)、 1.5級(jí)等也可表示為±0.5%、±1.0%、±1.5%等。
（24）重復(fù)性
在同一工作條件下，同方向連續(xù)多次對(duì)同一輸入值進(jìn)行測(cè)量所得的多個(gè)輸出值之間相互一致的程度稱為流量計(jì)的重復(fù)性，重復(fù)性是衡量?jī)x表不受隨機(jī)因素影響的能力，高精度的流量計(jì)一定有很好的重復(fù)性，重復(fù)性數(shù)字越小，說明產(chǎn)品質(zhì)量越高。重復(fù)性是儀表本身的特性，它取決于儀表的工作原理和制造質(zhì)量。
（25）響應(yīng)時(shí)間
一個(gè)輸入變量的規(guī)定變化引起輸出變量隨時(shí)間的變化。響應(yīng)時(shí)間越短，信號(hào)傳遞越快。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中對(duì)響應(yīng)時(shí)間有一定的要求。
（26）儀表系數(shù)
儀表系數(shù)定義為單位體積流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)（n/l）,儀表系數(shù)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定后確定，在測(cè)定儀表系數(shù)時(shí)，流體必須滿足以下條件：牛頓流體、充滿管道的單相流、充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、軸對(duì)稱分布、穩(wěn)定流動(dòng)。因此在儀表使用時(shí)亦應(yīng)盡量滿足這些條件，否則會(huì)給測(cè)量帶來誤差。儀表系數(shù)大分辯率就高，大口徑渦街儀表系數(shù)較低，所以分辯率低，故一般滿管式渦街流量計(jì)用于DN300以下，DN300以上采用插入式。
（27）牛頓流體
粘性服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體，如全部氣體、氣體均勻混合物、大多數(shù)液體以及含有少量球形微粒的液體都有是牛頓流體。
（28）充分發(fā)展的湍流速度分布
所謂充分發(fā)展的湍流速度分布是從流動(dòng)的一個(gè)橫截面到另一個(gè)橫截面不會(huì)發(fā)生變化的速度分布，它通常是在足夠長的直管道末端形成。當(dāng)流體流經(jīng)陰流體（如彎頭、閥門、縮管和擴(kuò)管等）時(shí)，速度分布會(huì)產(chǎn)生畸變以及產(chǎn)生旋渦。
（29）旋渦是一種具有軸向和圓周速度分量的流動(dòng)。渦街流量計(jì)要求儀表內(nèi)部旋渦發(fā)生體后產(chǎn)生的旋渦穩(wěn)定，強(qiáng)度大。其它一切來自上游的不良旋渦將干擾渦街正常工作，zui易產(chǎn)生不良旋渦的阻流件是同平面雙彎頭及空間雙彎頭等，不良旋渦只有通過足夠長的直管道才能逐漸消失，恢復(fù)到充分發(fā)展速度分布。
（30）氣穴
在液體中因流動(dòng)使壓力下降到低于該溫度下的蒸氣壓力時(shí)，蒸氣便突然形成，由于從液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)變過程體積增大很多，壓力又重新上升，蒸汽凝結(jié)并把氣穴填滿，以后氣穴崩潰，瓦解，發(fā)出猛烈的噪聲。氣穴使流體流動(dòng)失常，流量計(jì)給出錯(cuò)誤的示值，并且有時(shí)還會(huì)毀壞檢測(cè)元件，產(chǎn)生所謂氣穴現(xiàn)象。氣穴發(fā)生的地點(diǎn)是在流速zui大，靜壓zui低的位置，當(dāng)閥門接近關(guān)閉狀態(tài)時(shí)zui容易發(fā)生氣穴，氣穴會(huì)在液體中產(chǎn)生氣泡而使儀表信號(hào)不規(guī)則不穩(wěn)定。
氣穴用無量綱數(shù)氣穴數(shù)來表征。
λ=(P—Pv)/(1/2ΡV2)
式中：λ--氣穴數(shù)
            P--流體靜壓
            Pv--流體蒸氣壓
ρ--流體密度
            V--流體平均流速
（31）雷諾數(shù)
雷諾數(shù)是一個(gè)表征流體慣性力與粘性力之比的無量綱量。通常以符號(hào)Re表示
            Re =UL/V
式中：      Re--雷諾數(shù)
            U--由特性尺寸所規(guī)定的橫截面上的平均流速
            L--產(chǎn)生流動(dòng)的系數(shù)的特性尺寸
            v--流體的運(yùn)動(dòng)粘度
渦街流量計(jì)保證度的雷諾數(shù)范圍在2X104~7X106之間，雷諾數(shù)小，粘性力占主導(dǎo)地位，流體本身呈現(xiàn)阻力對(duì)整個(gè)流動(dòng)場(chǎng)造成影響，儀表測(cè)量誤差大，故渦街流量計(jì)在高粘度（此時(shí)雷諾數(shù)?。?、低流速情況應(yīng)用下受到限制。
（32）斯特勞哈爾數(shù)
斯特勞哈爾數(shù)是具有特征尺寸L的某物體產(chǎn)生的旋渦分離頻率f與流體流速相無量綱參數(shù)，它由下式給出
            Sr=FL/V
式中：      Sr--斯特勞哈爾數(shù)
            L--特征尺寸
            f--旋渦分離頻率
            V--流體流速
斯特勞哈爾數(shù)僅與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，當(dāng)雷諾數(shù)范圍在2X104~7X106之間旋渦發(fā)生體為三角柱時(shí)。
（33）流體的粘性
流體本身阻滯其質(zhì)點(diǎn)相對(duì)滑動(dòng)的特性稱為流體的粘性，其大小可用動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度來表征。同*體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化，通常溫度上升，液體的粘度下降，而氣體的粘度上升。液體的粘度只在很高壓力下才需要進(jìn)行壓力校正，而氣體的粘度與壓力、溫度關(guān)系十分密切。
（34）運(yùn)動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度的換算關(guān)系
流動(dòng)的動(dòng)力粘度與其密度的比值稱為運(yùn)動(dòng)粘度，即υ=η/ρ
式中：υ－運(yùn)動(dòng)粘度 m3/s（米3/秒）
η－動(dòng)力粘度Pa。S
ρ－流體密度Kg/m3
（35）比重
在標(biāo)準(zhǔn)條件下物資密度ρ1與參考物資密度ρ2的比值，即
d=ρ1/ρ2
式中：ρ2－參考物資密度，通常用純水、干空氣密度
比重是過去的叫法，現(xiàn)在普遍用相對(duì)密度表示比重
（36）密度
流體的密度ρ是流體的重要物性參數(shù)之一，它由下式定義
ρ＝M/V=Qm/Q
式中：    M－流體的質(zhì)量Kg
V－流體的體積M3
Qm－質(zhì)量流量Kg/h
Q－體積流量m3/h
（37）流體的壓縮性
當(dāng)作用在流體上的壓力增加時(shí)，流體所占有的體積將減小，這種特性為流體的壓縮性。水的壓縮系數(shù)很小，因此稱水為不可壓縮流體，而氣體有很大的壓縮性，在低壓下其體積縮小與壓力增高成正比例。
流體的壓縮性計(jì)算式為
β＝－1/V（△V/△P）（負(fù)號(hào)表示壓力增加體積減?。?br>式中：β－流體的體積壓縮系數(shù)1/Pa
         V－流體原來的體積m3
△V－體積變化量m3
△P－壓力變化量Pa
（38）流體的膨脹性
當(dāng)溫度變化時(shí)，流體的體積亦隨之變化，溫度升高時(shí)，體積膨脹，這種特性稱為流體的膨脹性。水和液體的溫度膨脹系數(shù)很小，而氣體的溫度膨脹性很大，在低壓下溫度每升高1K，體積便增加273K時(shí)體積的1/273。
流體的膨脹性計(jì)算式為
α＝1/V（△V/△T）
式中：α－流體溫度膨脹系數(shù)1/K
V－流體原來的體積m3
△V－體積變化量m3
△T－流體溫度變化量K
（39）流體的連續(xù)性方程
連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在運(yùn)動(dòng)流體中的一種數(shù)學(xué)表達(dá)式
對(duì)于不可壓縮流體其計(jì)算式為
V1A1＝V2A2＝常數(shù)
對(duì)于可壓縮流體其計(jì)算式為
ρ1V1A1＝ρ2V2A2＝常數(shù)
式中ρ1ρ2－管道橫截面1、2上的平均密度Kg/m3
          V1V2－管道橫截面1、2上的平均流速m/s
          A1A2--管道橫截面1、2上的斷面面積m2
流體連續(xù)性方程說明，在管道各斷面當(dāng)其面積縮小時(shí)，其平均流速一定會(huì)相應(yīng)的增加。
（40）伯努利方程
伯努利方程是能量守恒定律在運(yùn)動(dòng)流體中的一種數(shù)學(xué)表達(dá)式
其計(jì)算式為
P＋1/2（ρV2）＝常數(shù)
式中：        P－靜壓Pa
ρ－流體密度Kg/m3
V－流體平均流速m/s
伯努利方程應(yīng)用非常方便，它說明壓力能與動(dòng)能之間存在相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律，當(dāng)壓力下降時(shí)，流速必定會(huì)增加，它就是差壓式流量計(jì)工作原理的理論基礎(chǔ)。
在流量測(cè)量與儀表設(shè)計(jì)計(jì)算中連續(xù)性方程和伯努利方程是用得zui廣泛得2個(gè)基本方程。它給人以管道中流體流動(dòng)變化規(guī)律的清晰概念。