流量测量术语及基础知识

（1）流量计
用以测量封闭管道中的流体的流量或总量的仪表（如涡街流量计、电磁流量计等）。
（2）传感器
按一定规律将被测量信号转换成与之有确定对应关系电量输出的仪表（如压力传感器、流量传感器等）。
（3）转换器
输出为非标准且微弱电信号的传感器必须和特定的仪表配套使用才能完成检测功能，该特定仪表称为转换器（如涡街转换器、电磁转换器等）。
（4）变送器
从传感器发展而来，凡输出标准信号的传感器就称为变送器（如压力变送器等）。
（5）体积流量
流体量用体积表示的流量，通常液体、水和压缩空气等用体积流量表示，单位为m3/h,1/min等
（6）质量流量
流体量用质量表示的流量，通常蒸汽用质量流量表示，单位为t/h.kg/min等。
（7）zui大流量
对应于流量范围上限值的流量，能按规定精度进行测量的被测流量的zui高值。
（8）zui小流量
对应于流量范围下限值的流量，能按规定精度进行测量的被测流的zui高值。
（9）流量范围
由zui大流量和zui小流量所限定的范围，在该范围内仪表在正常使用条件下其示值误差不超过zui大的允许误差。
（10）范围度
zui大流量与zui小流量的比值，一般表达成某个数与1之比，例3：1，10：1等，过去也称为“量程比”。
（11）量程
流量范围上限值和流量范围下限值的代数差。
（12）灵敏度
仪表的输出变化值除以相应的输入变化值，即S=△Y/△X，灵敏度体现了传感器对被测变量的微小变化放大成输出信号显著变化的本领，也就是对输入变量细微变化的程度，灵敏度过高，将容易引入干扰，反之过低，输入变量较小时将无输出。
（13）压力损失
流体流过传感器而产生的不可恢复的压力损失，压力损失大将增力能源损耗和年运行费用。
（14）压力
表压（一般的压力表指示值）和大气压之和，限P绝P表+1个大气压
（15）误差
测量结果减去被测量的真值。
（16）引用误差
误差除以仪表量程（或范围上限值或被测量值）。
（17）基本误差
产品出厂校验条件下（标准工作条件下）的仪表误差。
（18）附加误差
在现场工作条件下（限非标准工作条件下）仪表所增加的测量误差。
（19）稳定性
在正常工作条件下，仪表测量性能在规定时间保持不变的能力
（20）零漂
流量计在零输入时，输出的变化称为零漂。当流量计电路存在零漂时，将出现流量时有信号输出。
（21）线性度
流量计的线性度是在整个流量范围内的流量特性曲线与规定直线之间的一致性，其计算式为δ=±（（Kmax —Kmin）/(Kmax—Kmin)）X
式中δ——流量计的线度性
        Kmax——各测量点中仪表系数的zui大值
        Kmin——各测量点中仪表系数的zui小值
（22）仪表性能指标
性能指标是指度（基本误差）、重复性、可靠性、流量范围、范围度、输出响应时间、压力损失和维修精度等。
（23）度和误差
度和误差都是表征测量仪表接近被测量真值的能力，仪表度越高其测量值越接近真值，误差越小。一台流量计的度总是用误差来表示的。
既：zui大引用误差=追大误差/量程=（测量值—被测真值）/量程
度常划分成若干等级，简称精度等级或精度，如0.5级、1.0级、 1.5级等也可表示为±0.5%、±1.0%、±1.5%等。
（24）重复性
在同一工作条件下，同方向连续多次对同一输入值进行测量所得的多个输出值之间相互一致的程度称为流量计的重复性，重复性是衡量仪表不受随机因素影响的能力，高精度的流量计一定有很好的重复性，重复性数字越小，说明产品质量越高。重复性是仪表本身的特性，它取决于仪表的工作原理和制造质量。
25）响应时间
一个输入变量的规定变化引起输出变量随时间的变化。响应时间越短，信号传递越快。在实时控制系统中对响应时间有一定的要求。
（26）仪表系数
仪表系数定义为单位体积流体流经流量计时，流量计发出的脉冲数（n/l）,仪表系数为实验数据，由对仪表进行标定后确定，在测定仪表系数时，流体必须满足以下条件：牛顿流体、充满管道的单相流、充分发展的湍流速度分布、无旋涡、轴对称分布、稳定流动。因此在仪表使用时亦应尽量满足这些条件，否则会给测量带来误差。仪表系数大分辩率就高，大口径涡街仪表系数较低，所以分辩率低，故一般满管式涡街流量计用于DN300以下，DN300以上采用插入式。
（27）牛顿流体
粘性服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，如全部气体、气体均匀混合物、大多数液体以及含有少量球形微粒的液体都有是牛顿流体。
（28）充分发展的湍流速度分布
所谓充分发展的湍流速度分布是从流动的一个横截面到另一个横截面不会发生变化的速度分布，它通常是在足够长的直管道末端形成。当流体流经阴流体（如弯头、阀门、缩管和扩管等）时，速度分布会产生畸变以及产生旋涡。
（29）旋涡是一种具有轴向和圆周速度分量的流动。涡街流量计要求仪表内部旋涡发生体后产生的旋涡稳定，强度大。其它一切来自上游的不良旋涡将干扰涡街正常工作，zui易产生不良旋涡的阻流件是同平面双弯头及空间双弯头等，不良旋涡只有通过足够长的直管道才能逐渐消失，恢复到充分发展速度分布。
（30）气穴
在液体中因流动使压力下降到低于该温度下的蒸气压力时，蒸气便突然形成，由于从液态向气态转变过程体积增大很多，压力又重新上升，蒸汽凝结并把气穴填满，以后气穴崩溃，瓦解，发出猛烈的噪声。气穴使流体流动失常，流量计给出错误的示值，并且有时还会毁坏检测元件，产生所谓气穴现象。气穴发生的地点是在流速zui大，静压zui低的位置，当阀门接近关闭状态时zui容易发生气穴，气穴会在液体中产生气泡而使仪表信号不规则不稳定。
气穴用无量纲数气穴数来表征。
λ=(P—Pv)/(1/2ΡV2)
式中：λ--气穴数
            P--流体静压
            Pv--流体蒸气压
ρ--流体密度
            V--流体平均流速
（31）雷诺数
雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲量。通常以符号Re表示
            Re =UL/V
式中：      Re--雷诺数
            U--由特性尺寸所规定的横截面上的平均流速
            L--产生流动的系数的特性尺寸
            v--流体的运动粘度
涡街流量计保证度的雷诺数范围在2X104~7X106之间，雷诺数小，粘性力占主导地位，流体本身呈现阻力对整个流动场造成影响，仪表测量误差大，故涡街流量计在高粘度（此时雷诺数小）、低流速情况应用下受到限制。
（32）斯特劳哈尔数
斯特劳哈尔数是具有特征尺寸L的某物体产生的旋涡分离频率f与流体流速相无量纲参数，它由下式给出
            Sr=FL/V
式中：      Sr--斯特劳哈尔数
            L--特征尺寸
            f--旋涡分离频率
            V--流体流速
斯特劳哈尔数仅与旋涡发生体形状及雷诺数有关，当雷诺数范围在2X104~7X106之间旋涡发生体为三角柱时。
（33）流体的粘性
流体本身阻滞其质点相对滑动的特性称为流体的粘性，其大小可用动力粘度和运动粘度来表征。同*体的粘度随流体的温度和压力而变化，通常温度上升，液体的粘度下降，而气体的粘度上升。液体的粘度只在很高压力下才需要进行压力校正，而气体的粘度与压力、温度关系十分密切。
（34）运动粘度和动力粘度的换算关系
流动的动力粘度与其密度的比值称为运动粘度，即υ=η/ρ
式中：υ－运动粘度 m3/s（米3/秒）
η－动力粘度Pa。S
ρ－流体密度Kg/m3
（35）比重
在标准条件下物资密度ρ1与参考物资密度ρ2的比值，即
d=ρ1/ρ2
式中：ρ2－参考物资密度，通常用纯水、干空气密度
比重是过去的叫法，现在普遍用相对密度表示比重
（36）密度
流体的密度ρ是流体的重要物性参数之一，它由下式定义
ρ＝M/V=Qm/Q
式中：    M－流体的质量Kg
V－流体的体积M3
Qm－质量流量Kg/h
Q－体积流量m3/h
（37）流体的压缩性
当作用在流体上的压力增加时，流体所占有的体积将减小，这种特性为流体的压缩性。水的压缩系数很小，因此称水为不可压缩流体，而气体有很大的压缩性，在低压下其体积缩小与压力增高成正比例。
流体的压缩性计算式为
β＝－1/V（△V/△P）（负号表示压力增加体积减小）
式中：β－流体的体积压缩系数1/Pa
         V－流体原来的体积m3
△V－体积变化量m3
△P－压力变化量Pa
（38）流体的膨胀性
当温度变化时，流体的体积亦随之变化，温度升高时，体积膨胀，这种特性称为流体的膨胀性。水和液体的温度膨胀系数很小，而气体的温度膨胀性很大，在低压下温度每升高1K，体积便增加273K时体积的1/273。
流体的膨胀性计算式为
α＝1/V（△V/△T）
式中：α－流体温度膨胀系数1/K
V－流体原来的体积m3
△V－体积变化量m3
△T－流体温度变化量K
（39）流体的连续性方程
连续性方程是质量守恒定律在运动流体中的一种数学表达式
对于不可压缩流体其计算式为
V1A1＝V2A2＝常数
对于可压缩流体其计算式为
ρ1V1A1＝ρ2V2A2＝常数
式中ρ1ρ2－管道横截面1、2上的平均密度Kg/m3
          V1V2－管道横截面1、2上的平均流速m/s
          A1A2--管道横截面1、2上的断面面积m2
流体连续性方程说明，在管道各断面当其面积缩小时，其平均流速一定会相应的增加。
（40）伯努利方程
伯努利方程是能量守恒定律在运动流体中的一种数学表达式
其计算式为
P＋1/2（ρV2）＝常数
式中：        P－静压Pa
ρ－流体密度Kg/m3
V－流体平均流速m/s
伯努利方程应用非常方便，它说明压力能与动能之间存在相互转换的规律，当压力下降时，流速必定会增加，它就是差压式流量计工作原理的理论基础。
在流量测量与仪表设计计算中连续性方程和伯努利方程是用得zui广泛得2个基本方程。它给人以管道中流体流动变化规律的清晰概念。