高,适合于测量高粘度、低雷诺数的流体,但不适宜用于高温高压和肮脏介质的流量测量。
速度型流量计的有:差压式(又称节流式)流量计、 转子式流量计、 涡轮流量计、 电磁流量计、 旋涡流量计、超声波流量计。
速度流量计有着良好的使用性能,可用于高温高压流体测量,其精度较高;但是,由于它们以平均流速为测量依据,因此,测量结果受流动条件(如雷诺数、涡流,以及截面上流速分布等)的影响较大,这对精确测量带来困难。
质量型流量计分为直接型、推导型和温度压力测量补偿型。直接型有量热式质量流量计、角动量式质量流量计、振动陀螺式质量流量计、马格努斯效应式质量流量计、科里奥利力式质量流量计。
考虑的因素有:流体性质、用途、工况等。
8-2、根据节流式流量计的工作原理和误差分析理论,说明为什么对同一节流式流量计测量流量的上下限比值有一定的范围要求。 答:根据反应流量与节流压降关系的流量方程:
qV=???4d22?p?2?p =???2D2?4?式子中,流量系数?与节流装置的流动状态(雷诺数ReD)有关。流量改变则流速发生变化,雷诺数ReD也会随之改变,当雷诺数变化较大时,流量测量就不准确。
8-3、
答:可以进行以下修正:1.节流元件开孔尺寸d因温度变化的修正;2.被测流体密度变化修正;3.通过综合修正系数进行修正。温压补偿流量测量系统设计:可以在一般节流式流量计上添加补偿电桥和压力变送器进行温压补偿,使工况流体(气体)状态值接近标况值。 8-4、
答:节流元件根据对β计算在50到750之间,雷若数在8000以上,因此选择法兰取压标准节流孔板。压差极限值通过计算为0.12兆帕。因此取压装置选液汞U型测压管。直管段通过连接法兰连接。
8-5、 简述影响涡轮流量计特性的主要因素和使用涡轮流量计时应该注意的主要问题。
答:影响涡轮流量计特性的主要因素有:
1、流体粘度的影响:涡轮流量计的仪表常数K与流体的粘度密切相关,随着流体(尤其指液体)粘度的增大,流量计的线性测量范围缩小。
2、流体密度的影响:涡轮流量计是一种速度型流量计,它根据流体速度的大小测量流体的体积流量。当被测流体的密度值受状态参数(温度、压力)的影响而发生明显变化时,应在测量回路中加入密度(或温度、压力)补偿器,以补偿相应的测量误差。
3、流体压力和温度的影响:当被测流体的压力和温度与流量计标定时的状态有
较大偏离时,将使涡轮变送器的结构尺寸及其内部的流体体积发生变化,从而影响到流量计的特性。
4、流动状态的影响:涡轮流量计的仪表特性直接受流体流动状态的影响,其中对涡轮变送器进口处的流速分布尤为敏感。进口处流速的突变和流体的旋转可使测量误差达到不能忽略的程度,而这些流动状态的形成主要取决于该处的管道结构。
使用涡轮流量计时应该注意的主要问题有:
1、安装涡轮流量计前,管道要清扫。被测介质不洁净时,要加过滤器。否则涡轮、轴承易被卡住,测不出流量来。 2、拆装流量计时,对磁感应部门不能碰撞。
3、投运条件高前辈行仪表系数的设定。仔细检查,确定仪表接线无误,接地良好,方可送电。
4、安装涡轮流量计时,前后管道法兰要水平,否则管道应力对流量计影响很大。 5、被测介质对涡轮不能有侵蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。
8-6、简述光钎流量计和超声波流量计的工作原理、特点及其发展趋势。 答:光钎流量计举光钎差压式流量计为例。 工作原理:在节流元件前后分别安装一组敏感膜片和Y形光钎,膜片感受流体压力的作用而产生唯一,Y形光钎是一种光钎位移传感器,它根据输入输出光强的相对变化测量膜片位移的大小。
特点:利用光钎传感技术检测节流元件前后的差压。 发展趋势:
超声波流量计。 工作原理:超声波在顺流和逆流中的传播速度差与介质的流动速度v有关,测出这一传播速度差就可求得流速,进而可换算为流量。
特点:1、非接触测量,不扰动流体的流动状态,不产生压力损失。 2、不受被测流体物理、化学特性(如粘度、导电性等)的影响。 3、输出特性呈线性。
发展趋势:1、在石油和天然气领域快速普及。 2、超声波流量计具有高精确度和低总体拥有成本。 3、亚洲和中东市场增长最大。
8-7、综述质量流量计的类型、工作原理及特点。
答:1、冲量式固体粉粒流量计。它是基于动量定理进行流量测量的方法,其工作原理是当被测固体粉粒从一定的高度自由下落到一定倾斜角的检测板上时,对检测板产生一个冲力,其大小可根据动量定理求出。
2、热式质量流量计。它是一种直接型质量流量计,有不同结构,其基本原理是利用流体流动过程中换热量与质量流量之间的直接关系进行流量测量。
第九章
9-1、根据差压式液位计的基本工资原理,说明为什么对于密闭容器内的液位测量,当其中的液体及其密度变化较大时,不能直接利用图9-1b和式(9-2)的测 量方法?
答:因为液位与差压的关系将变化不定,差压的变化不能完全反映液位的变化。
9-2、比较分析用于导电液和非导电液的电容式液位传感器的不同结构,简述各自的工作原理。
答:测量导电液体的电容式液位计主要利用传感器两电极的覆盖面积随被液体液位的变化而变化,从而引起电容量的变化。
测量非导电液体的电容式液位计主要利用被测液体液位变化时可变电容传感器两电极之间充填介质的介电常数发生变化,从而引起电容量变化。
9-3、简述电阻式液位计的种类、工作原理及其特点。
答:1、电接点液位计。其工作原理是根据同一介质在气、液状态下电阻值大学的不同来分辨和指示液位的高低。
2、热电阻液位计。其工作原理是利用通电的金属丝与液、气之间传热系数的差异及其电阻值随温度变化的特点进行液位测量。
9-4、综述光纤传感技术在液位测量中的应用现状及其发展趋势。
答:光纤传感技术的应用一方面缘于高灵敏度,另一方面是由于它还具有电瓷绝缘性能和防爆性能,从而为易燃易爆介质的液位测量提供了安全的检测手段。
第十章 10-1、
答:光电式转速传感器:结构复杂且脉冲信号不稳定
磁电式转速传感器:结构简单,无需配置专门的电源装置,且脉冲信号不会因转速过高而减弱,测速范围广,因此适用范围非常广泛。
10-2、
答:测量方法有传递法和平衡力法。典型的测量仪器有钢铉转矩测量仪,光电式转矩仪,光学式转矩仪,磁电式转矩仪,应变式转矩仪,磁致伸缩式测距仪。
10-3、
答:P=1*10*3000/9550=3.141kw
10-4、
答、直流电力测功机的控制方式有负荷电阻控制方式和自动馈网控制方式两类。在测功状态下,负荷调节处于最大位置的固有特性。自动馈网控制方式可将所产生的电能自动反馈给电网,其基本原理也和电阻作负荷的直流电机,以扩大转速调节范围和增大低速时的转矩。
10-5、
答:曲线A为测功机的最大负荷调节位置时的特性去想,也称固有特性曲线,转
矩和功率分别随转速的二次方和三次方增加。曲线B为测功机转子和轴允许的最大转钜下的强度限制线。曲线C为测功机出水温度达到最大允许值时的功率限制线,即测功机能吸收和测量的最大功率。曲线D为受离心力负荷或轴允许转速所限制的最高转速限制线。曲线E为测功机空转时能测量的最小转矩和功率限制线,此时制动器内腔的水完全放掉,阻力矩仅由转子和空气之间的摩擦以及轴承的摩擦产生。
10-6、测功机的选型主要有哪几个依据?请分别介绍。 答:
1、 工作范围 对于一台测功机,它的工作范围是已知的,必须保证被测动力机械的特性全部落在所选测功机的工作范围之内。 2、 测量精度
测功机的测量精度应符合测量要求,在满足工作范围的条件下,应使测量尽可能接近满量程进行,以获得较好的测量准确度,通常被测动力机械最大功率与测功机工作范围的最大功率之比应不低于3:4。 3、 响应速度
动力机械工况变化的响应速度是测功机的一项重要指标。一般来说,电力测功机的响应速度要快于水力测功机,直流和交流电力测功机的响应速度又快于电涡流测功机,选型时要根据试验的具体要求进行选择。 4、 工作稳定性
当动力机械的输出转矩与测功机的制动转矩平衡时,动力机械能在该转矩工况下稳定运转。 5、 低速制动性
低速制动性也是测功机的一项重要性能指标。
第十一章 11-1、论述色谱分析仪在气体组分鉴别和含量测量中的作用、工作原理以及具体应用时需要注意的主要问题 答:色谱柱完成的仅仅是的组分的分离,组分的含量检测还需要利用相应的检测器。色谱分析的原理是:被分析的混合物在流动气体或液体的推动下,流经一根装有填充物的管子,由于固定相对不同的组分具有不同的吸附或溶解能力,因此,混合物经过色谱柱后,各种组分在流动相和固定相中形成的含量分配关系不同,最终导致从色谱柱流出的时间不同,从而达到组分分离的目的。需要注意的问题是所有操作条件有严格的稳定性和一致性要求。否侧,无法准确判别组分
11-2、简述红外分光分析仪和红外不分光分析仪的工作原理和用途特点。 答:红外分光分析仪
工作原理:根据特定的吸收带,可以鉴别分子的种类,这正式红外光谱分析的基本依据。
用途特点:对混合气体所含组分种类进行定性分析、鉴别的理想检测器。通过进一步利用光能吸收与组分含量之间的关系,还可以用于各组分含量的定量测量。但由于多组分分析需要一定的扫描时间,故这类分析不适用于连续测量。 红外不分光分析仪器:
工作原理:通过测量吸收带内待测组分对红外辐射的吸收程度来确定组分含量。当入射的红外辐射强度以及待测组分的种类和厚度一定时,透射的红外辐射强度仅仅是待测组分含量的单值函数。因此,通过测量透射的红外辐射强度,就可以确定待测组分的含量。 用途特点:测定混合气体中某种已知组分的含量。要求被测气体是干燥而清洁的,需要对样本进行除湿、除尘处理。
11-3、综述O2、CO、CO2、HC以及NO等燃烧气体排放组分含量的测量方法。 答:测量方法:
O2:氧化锆氧含量分析仪
CO和CO2:热导检测器
HC等有机组分:氢火焰电离检测器。 NO:化学发光法。
11-4、比较分析吸收式和透光式烟度测量方法的特点。(p219-p220)
答:1. 吸收式测量方法是用滤纸收集一定量的烟气,再通过滤纸表面对光的反
射率的变化来测量烟度;透光式测量方法是利用烟气对光的吸收作用,即通过测量光从烟气中的透过度来确定烟度。
2. 吸收式烟度计结构简单,使用调整方便,滤纸样品能够保存,可以用来测
量碳烟的质量,其测量结果的准确性收到滤纸品质的影响;透光式烟度计的特点是响应快、能够实现连续测量,但光学系统容易受到污染,使用时必须注意清洗,以免影响测量精度。
第十二章
12-1、试述振动测量的主要参数。(p222)
答:振动测量的主要参数是:频率、振幅、相位。
12-2、从测振基本原理出发,说明位移计和加速度计的主要区别。 答:用于长期测量水工结构物或其它混凝土结构物伸缩缝的开合度(变形),亦可用于测量土坝、土堤、边坡等结构物的位移、沉陷、应变、滑移,并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成基岩位移计、多点位移计、土应变计等测量变形的仪器。 加速度计是测量运载体线加速度的仪表。利用检测质量块的惯性力来测量载体加速度的敏感装置。
12-3、测振系统分哪几类?其特点是什么?
答:机械测振系统、电子测振系统以及光学测振系统,其中,机械测振系统的使用日益减少。电子测振系统以数字或图形的方式记录和绘制出来,是人一目了然。特点是灵敏度高、频率范围和动态线性范围宽,便于分析和控制,最广泛的测振系统。光学测振系统的特点是不受电磁场的干扰,测量精度高,适用于对质量小及不易安装传感器的振动体作非接触精密测量。
12-4、试述电动式测振仪的类别及选择原则和使用应考虑哪些问题。
答:电动式测振仪类别有:电磁式测振仪、电感式测振仪、电容式测振仪、压电式测振仪。电动式测振仪灵敏度高,测量精度高,受温度、湿度影响小,低阻抗