流量測量術(shù)語及基礎(chǔ)知識

（1）流量計(jì)
用以測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)律將被測量信號轉(zhuǎn)換成與之有確定對應(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)且微弱電信號的傳感器必須和特定的儀表配套使用才能完成檢測功能，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
對應(yīng)于流量范圍上限值的流量，能按規(guī)定精度進(jìn)行測量的被測流量的zui高值。
（8）zui小流量
對應(yīng)于流量范圍下限值的流量，能按規(guī)定精度進(jìn)行測量的被測流的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)了傳感器對被測變量的微小變化放大成輸出信號顯著變化的本領(lǐng)，也就是對輸入變量細(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
測量結(jié)果減去被測量的真值。
（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)場工作條件下（限非標(biāo)準(zhǔn)工作條件下）儀表所增加的測量誤差。
（19）穩(wěn)定性
在正常工作條件下，儀表測量性能在規(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——各測量點(diǎn)中儀表系數(shù)的zui大值
        Kmin——各測量點(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量儀表接近被測量真值的能力，儀表度越高其測量值越接近真值，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=（測量值—被測真值）/量程
度常劃分成若干等級，簡稱精度等級或精度，如0.5級、1.0級、 1.5級等也可表示為±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)多次對同一輸入值進(jìn)行測量所得的多個(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)性是衡量儀表不受隨機(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，信號傳遞越快。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中對響應(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)，由對儀表進(jìn)行標(biāo)定后確定，在測定儀表系數(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)阻力對整個(gè)流動(dòng)場造成影響，儀表測量誤差大，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
對于不可壓縮流體其計(jì)算式為
V1A1＝V2A2＝常數(shù)
對于可壓縮流體其計(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。