壓力傳感器流量計(jì)如何進(jìn)行測量，壓力傳感器的體積流量計(jì)方程式
流量計(jì)有多種類型：有些測量管道中流動(dòng)的液體或氣體的體積（體積流量計(jì)）；有些測量管道中流動(dòng)的質(zhì)量（質(zhì)量流量計(jì)）。
質(zhì)量流量以每單位時(shí)間的質(zhì)量為單位進(jìn)行測量，使用磅或千克每秒。體積流量以每單位時(shí)間的體積來衡量，單位為每秒加侖或升。當(dāng)查看用于計(jì)算每個(gè)的方程式時(shí)，管道中體積流量和質(zhì)量流量之間的關(guān)系變得明顯：
Q=A*v和W=ρ*Q
其中Q=流量，A=管道的橫截面積，v=管道中流體的速度，W=質(zhì)量流量，ρ=流體密度。
無論是體積流量還是質(zhì)量流量，都有許多不同類型的儀表用于測量。這篇文章將重點(diǎn)介紹從壓力推斷其測量結(jié)果的流量計(jì)：孔板、文丘里管、噴嘴和平均皮托管。全部使用壓差導(dǎo)出流量。本質(zhì)上，每一個(gè)都會(huì)在流動(dòng)中造成障礙，并且障礙的上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓力差與體積流量成正比。要獲得其中任何一個(gè)的質(zhì)量流量，還必須知道流體的密度。
音速噴嘴，也稱為臨界流量文丘里管或臨界流量噴嘴，僅用于氣體。由于其獨(dú)特的工作原理，這種類型比其他類型具有明顯的優(yōu)勢，它只需要一個(gè)壓力讀數(shù)來推斷流量。這看似微不足道，但在使用差壓時(shí)，您要么需要兩個(gè)壓力傳感器，要么需要一個(gè)差壓傳感器。無論哪種方式，與單個(gè)傳感器相比，與這些相關(guān)的誤差更多。出于這個(gè)原因，音速噴嘴因其更高的精度而被用于氣體流量校準(zhǔn)器。
根據(jù)所需的精度和應(yīng)用的適用性，一種流量計(jì)可能優(yōu)于另一種流量計(jì)。壓力傳感元件應(yīng)足夠準(zhǔn)確以提供所需的流量精度水平，并具有足夠的響應(yīng)速率以測量流體流量的快速變化。還有許多其他測量流量的方法超出了本文的范圍，包括容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、科里奧利流量計(jì)和熱流量計(jì)。
下面描述了一些使用壓力或壓差來推斷體積流量或質(zhì)量流量的更普遍的流量計(jì)。孔板通過測量上游壓力和下游壓力之間的差異來確定流量。這通常使用差壓變送器來完成。
根據(jù)機(jī)械能守恒定律，文丘里流量計(jì)利用管道中的限制會(huì)導(dǎo)致速度增加和壓力降低的物理特性。這種壓力降低與體積流量成正比。
噴嘴類似于文丘里管，但通常設(shè)計(jì)為安裝在兩個(gè)法蘭之間并且沒有錐形出口。相同的壓差原理用于推斷流量。
平均皮托管是一種帶有多個(gè)孔的管，這些孔分別面向上游和下游。該管具有將上游孔與下游孔分開的內(nèi)壁。該管延伸穿過測量流量的管道的直徑。上游孔進(jìn)入沖擊壓力平均的氣室。下游側(cè)的獨(dú)立增壓室平均來自管子下游側(cè)的壓力。在流動(dòng)條件下，上游孔比下游孔承受更高的壓力，并且差異與流量成正比。
在音速噴嘴的喉部或最小面積點(diǎn)，氣體速度達(dá)到音速。此時(shí)，氣體速度和密度最大化，質(zhì)量流量是入口壓力、入口溫度和氣體類型的函數(shù)。與需要差壓的儀表相比，它們可以實(shí)現(xiàn)更高的精度，因?yàn)樗鼈冎恍枰淮螇毫y量來推斷流量。
所有這些儀表中的流量均源自伯努利方程，該方程指出流體速度的增加與靜壓的降低同時(shí)發(fā)生。
P+?ρV 2+ρgh=常數(shù)
其中P=壓力，ρ=密度，V=速度，g=重力，h=高度。
如果系統(tǒng)的高度和重力保持不變，可以將這個(gè)等式簡化為：
P+?ρV 2=常數(shù)
這里可以看到，當(dāng)速度在限制條件下增加時(shí)，壓力必須降低。
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