16、工业过程控制与分析系统详解

工业过程控制与分析系统详解

1. 流量测量系统概述

工业生产中，几乎所有产品都会受到物料流动的影响。流量测量可通过推断或直接测量位移量来实现。流量测量系统通常有一个提供势能的源头，如大容量储存罐或蓄水池，物料通过管道或软管流动，控制装置可改变流量，而流量所做的功取决于系统需求。

流量设备根据测量类型分类，主要有速率流量测量仪和累计流量测量仪。以下是常见的流量测量仪类型：
| 类型 | 工作原理 | 应用场景 | 优点 |
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| 差压式流量计 | 测量流体通过流道中节流装置时的压力变化，一般速度、体积和质量之间呈平方根关系，输出为非线性，需用平方根提取器或窄量程指示进行校正 | 适用于清洁、均匀的流体 | 原理简单，应用广泛 |
| 变面积流量计 | 锥形管或浮子起到节流作用，通过浮子在锥形节流口中的位置确定流量 | 多种流体测量 | 结构简单，读数直观 |
| 电磁流量计 | 测量导电流体通过管道时的体积流量，当流体垂直于磁场运动时会感应出电压，电极处产生的瞬时电压代表某一时刻的平均流体速度 | 腐蚀性酸液、污水、洗涤剂和液化纸浆等 | 无阻碍流动，测量准确 |
| 速度式流量计 | 响应流体通过封闭管道的速度 | 多种工业场景 | 测量范围广 |
| 容积式流量计 | 将流体流分成若干部分并计数，以此指示累计流量 | 适合精确测量累计流量 | 测量精度高 |
| 超声波流量计 | 响应脉冲信号在流动液体中的传播，基于上下游频率的时间差测量流量 | 对精度要求较高的场合 | 精度可达 ±0.5%，不阻碍流道 |
| 质量流量计 | 基于科里奥利力直接测量质量流量，而非体积流量