计量仪表专业试题题库(简答)

第四部分简答题1专业基础知识§1、流量测量仪表1.什么叫流量？有哪几种表示方法？互相之间的关系是什么？答：流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。流量分为体积流量、质量流量。单位时间内流过的流体以体积表示的，称为体积流量，常用Q表示。单位时间内流过的流体以质量表示的，称为质量流量，常用M表示。它们之间的关系是M=Q或Q=M，式中为流体密度。2.什么叫总量？总量和流量有什么关系？答：总量即是瞬时流量在一般时间内的累计值。总量和流量的关系是：Ｑ总＝dtQt0或Ｍ总＝dtMt03.什么是雷诺数？雷诺数的物理意义是什么？答：流体惯性力与粘性力的比值称为雷诺数，它是一个无因次的数。用下式表示：Re=Lu=Lu式中L——流体流束中的物体任意有代表性的长度；u——流体流速；——动力粘度；——流体密度；——流体的运动粘度。在流体的流动中，有几何相似的物体A、B，当对两个物体所求出的雷诺数/ReuvL和/ReuLv相等时，作用在该物体上的压力分布和流速分布等相互之间具有同样的关系，或为力学相似。这一般称之为相似原理。4.什么叫粘度？为什么在计算节流装置时需要知道粘度？答：流体流动时，由于流层彼此间的相互作用而形成了流体的内摩擦，从而使流体显示出粘滞性。粘度便是衡量流体粘滞大小的物理量。用节流装置测量流体时，需要知道流体的粘度，主要是为了计算雷诺数。因为节流装置的流量系数和雷诺数有关。5.什么是气体的压缩系数？在计算节流装置时为什么要知道气体的压缩系数？答：根据理想气体状态方程，求得的气体密度和实际密度之间在各种压力和温度下有不同程度的偏差，气体压缩系数就是衡量这个偏差的尺度。即nnnpTpTZ式中Z——气体压缩系数；n，np，nT——标准状态下的气体密度、压力和温度；，p，T——工作状态下的气体密度、压力和温度。在计算节流装置时，需要知道被测流体的密度，而气体压缩系数则是计算高压气体密度时不可缺少的参数，所以必须知道它。一般气体的压缩系数，是根据实验结果绘成曲线，因此在确定该数值时，可直接查相应的曲线即可。6.什么是标准节流装置？什么是非标准节流装置？在GB/T2624-93中规定的标准节流装置有哪些？它们分别可采用哪些取压方式？答：所谓标准节流装置，就是有关计算数据都经系统试验而有统一的图表和计算公式。按统一标准规定进行设计、制作和安装的标准节流装置不必经过个别标定就可使用。非标准节流装置，则是指那些试验数据不很充分，设计制作后必须经过个别标定才能使用的节流装置。在GB/T2624-93中规定的标准节流装置有孔板、喷嘴和文丘利管。孔板可采用角接取压、法兰取压、D和D/2取压方式（又称径距取压法），喷嘴仅可采用角接取压方式。7．试述节流装置有哪几种取压方式？答：目前取压方式有如下几种：角接取压法，法兰取压法，理论取压法，径距取压法，管接取压法。8.说明测量蒸汽流量的差压变送器安装后初次启动的操作步骤。答：应按下列步骤去操作：①检查各个阀门、导压管、活接头等是否已连接牢固；②检查二次阀和排污阀是否关闭，平衡阀是否打开；③稍开一次阀，然后检查导压管、阀门、活接头等，如果不漏就把一次阀全开；④分别打开排污阀，进行排污后，关闭排污阀；⑤拧松差压室丝堵,排除其中的空气；⑥待导压管内充满凝结水后方可启动差压变送器；⑦启动差压变送器应按打开正压阀，关闭平衡阀，打开负压阀的顺序。此时仪表已启动完毕。9.简述涡街流量计的工作原理。答：涡街流量计利用流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计。当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向的物体时，若该物体的几何尺寸适当，则在物体的后面，沿两条平行直线上产生整齐排列、转向相反的涡列。涡列的个数，即涡街频率，和流体的流速成正比。因而通过测量旋涡频率，就可知道流体的流速，从而测出流体的流量。10．用涡街流量计测量流量时，流体应满足哪些条件？答：用涡街流量计检测流量时，流体必须满足以下条件：①管道雷诺数应在4210～6710。如果超出了这个范围，则流量计的系数，即斯特罗哈数便不是常数，精度就要降低；②流体的流速必须在规定范围，由于涡街流量计是通过测旋涡的释放频率来测流量的，所以流体的流速应有限制，不同的口径，有不同的流速要求。对于被测介质为气体时，最大流速应小于60m/s；为蒸汽时，应小于70m/s；为液体时，应小于7m/s。流体的下限流速，则根据被测介质的粘度与密度，从仪表的相应曲线或公式中求得。此外，流体的压力和温度也要在规定范围。11．容积式流量计由哪几部分组成？它们各起什么作用？答：不论是何种容积式流量计，它们的基本组成部分是差不多的，均由下图所示的几部分组成。①测量部分：这是流量计的本体部分，它包括转子及壳体和盖板组成的计量腔。在流体的作用下，转子不断地转动，其转数与流经的流体体积成正比。②密封联轴器：转子的转速需要传送出去，在转送时，既要保证流体不外漏，又不能阻力太大。通常有两种联轴器，一种是磁性密封联轴器，另一种是机械密封联轴器。因为磁耦合不存在泄露问题，所以一般都采用磁性密封联轴器。③调速器：转子转速很快，所以需要用齿轮组将其速度减下来，以满足读数和发讯的需要。④显示部分：这是流量计的读数部分，通常有指针指示和计数器计数两种。⑤发讯部分：发讯部分是将被测介质的流量信号转换成输出脉冲，以便远传。脉冲可以是电压，也可以是电流脉冲。但若流量计仅就地显示，则没有这一发讯部分。12.试指出下图中椭圆齿轮A和B在四种情况下的转动方向,以及何者是主动轮,何者是从动轮.答:见表.椭圆齿轮流量计齿轮转动方向图号(a)(b)(c)(d)齿轮A顺时针顺时针顺时针顺时针齿轮B反时针反时针反时针反时针齿轮A主动轮由主动轮向从动轮过渡从动轮由从动轮向主动轮过渡齿轮B从动轮由从动轮向主动轮过渡主动轮由主动轮向从动轮过渡13．容积式流量计在安装配管上注意事项？答：a.设置旁路，以便拆除或检查流量计只用；b.应在靠近流量计处装设过滤器；c.流体中含有多量污秽、夹杂物时，过滤器口径应比一般标准大一级或装并联双过滤器。14．使用容积式流量计时，应注意些什么？答：①在启动和停运罗茨或椭圆齿轮流量计时，开、关阀门应缓慢，否则容易把转子损坏。在启动高温流量计时，由于转子和壳体的温升是不一样的，前者快，后者慢，因而流量计的温度变化不能太剧烈，否则会使转子卡死。②流量计的测量范围不能选得太小。如果连续用在仪表的上限范围，则转子会长期高速旋转而磨损，从而缩短仪表的使用寿命。③流量计停运时，对容易凝固的介质，应用蒸汽立即扫线。扫线时，不能让转子的转速太快，也不要反吹，热蒸汽的温度不能超过流量计的温度范围。④蒸汽扫线以后，应把残留的积水或由于阀门密封不好而渗入的水汽放掉，否则天气在0℃以下时，残水容易把转子冻裂。⑤正常使用时，应注意流量计两端的压降，如果突然增大（一般应不大于120kPa），应停下来检修。15．椭圆齿轮流量计的齿轮不转的原因是什么？答：①杂物进入表内，椭圆齿轮卡住。②轴承磨损，产生椭圆齿轮碰撞计量箱内膛，引起卡住现象。③过滤器的过滤筒长期未清洗（压差超过100kPa），过滤网堵塞流体通不过。16．简述涡轮流量计的工作原理。答：涡轮流量计是应用流体的动量矩原理来实现流量测量的。当被测流体通过涡轮流量计的传感器时，冲击叶轮叶片，使叶轮转动。在一定的流量范围内及一定的流体条件下，叶轮转速与流体流量成正比，故通过测叶轮的转速便可获得流体的流量。17．简述均速管流量计的工作原理。答：如下图所示，均速管流量计（又称阿牛巴，Annubar）是基于皮托管原理发展起来的一种差压式流量计，其工作原理是在垂直于流向的圆管或菱形管外壁的迎流面上，按一定规律开若干个小孔，以测量流体的全压(动压+静压)；在背流面上开一个小孔，以测量流体的静压。用全压和静压之差p来表示流体流量，流量与该差压p的平方根成正比。18．在选用均速管流量计时，有哪些要求？答：选用均速管流量计时，应注意如下几点：①被测流体在操作工况下的雷诺数应大于2×104，小了精度不易保证；平均总压②流体中无大的杂质和污物，否则会堵塞测速管上的测压孔，必要时配自动吹扫装置；③流体的流速范围，液体为0.5～6/ms，气体为10～60/ms，蒸汽为5～30/ms；④测速管前后要有足够长的直管段。19．简述电磁流量计的工作原理。答：电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，两者之间用连接线（包括励磁线、信号线）相互连接。变送器是基于电磁感应定律工作的，如图所示，被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势XE。X410VEBd式中B——磁感应强度，T（特斯拉）；d——两电极间距离（管径），cm；——被测介质的平均流速，cm/s。被测介质的体积流量Q与d和有关24Qd由上式得X4410VBEQd当磁场强度B、两电极间距离d一定时，则XEkQ式中4410Bkd，为一常数。转换器是一个高输入阻抗，且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器。20．为什么电磁流量计的接地特别重要？应如何接地？答：电磁流量计的信号比较微弱，在满量程时只有2.5～8mV，流量很小时，输出只有几微伏，外界略有干扰，就会影响仪表精度，因此电磁流量计的接地特别重要。电磁流量计接地时，应注意如下几点：①检测器的测量管、外壳、屏蔽线，以及转换器、二次仪表都要接地；②检测器、转换器应单独接地，绝对不要连在电机、工艺管道上，接地电阻应小于10Ω；③检测器、转换器的接地在现场，去二次表的屏蔽层接地在控制室一侧，切勿多端接地，以免因电位不同而引入干扰；④检测器如安装在金属管上，金属管内部有没有绝缘涂层，则可在检测器接地端子上接地，如检测器安装在塑料管上，或在有绝缘涂层、衬里的管道上安装，则检测器的两端应安装接地环（或带有接地电极的短管），使管内流动的介质与大地短路，具有零电位。21．超声波流量计有什么优点?答:ａ.超声波流量计是一种非接触式流量测量仪表,可测量液体和气体介质的体积流量,无压力损失,不干扰流场,能测量腐蚀性介质,含杂质污物的介质,还可以测量非导电介质的流量,而且不受流体压力,温度,粘度,密度的影响。ｂ.通用性好，同一台表可测量不同口径的管道内的介质流量。ｃ.安装维修方便，不需要切断流体，不影响管道内流体的正常流通，安装时不用开孔、不需要阀门、法兰、旁通管等。ｄ.特别适用于大口径管道的流体测量，由于没有压力损失，节能效果显著。22．科氏力质量流量计由哪几部分组成？它们各起什么作用？答：科氏力质量流量计由3部分组成：①传感器；②变送器；③显示器。传感器的敏感元件是测量管。测量管的形状，不同的厂家是不同的。如美国Rosemount公司的U形管，德国E+H公司的直形管，还有Ω形管、S形管等。有的形状比较合理，有的只是为了同别的公司有区别，不侵犯别人的专利而设计的，不一定有什么优点。各种传感器的工作原理是一样的：通过激励线圈使管子产生振动，流动的流体在振动管内产生科氏力，由于测量管进出侧所受的科氏力方向相反，所以管子会产生扭曲，再通过电磁检测器或光电检测器，将测量管的扭曲转变成电信号，以进入变送器作进一步的处理。变送器的功能是把来自传感器的低电平信号或二进制信号进行变换、放大，并输出与流量和密度成比例的4～20mA标准信号，或频率/脉冲信号，或数字信号。由于质量流量计中的传感元件体积较大，因此变送器和传感器分开制作，两者的距离可达300m，但需要用专用电缆连接。显示器或其他终端装置。接受变送器来的信号，通常以数字的形式显示被测流体的瞬时流量、累计流量、密度、温度等信号。有的变送器和显示器做成一体，直接从变送器上读数。23．直管质量流量计的传感器是怎样工作的，它有什么特点？答：直管质量流量计由两根完全对称的钛管（或锆管）焊接在连管器上构成。管中间加电磁激励，使其振荡，振荡频率约为600～1100Hz，通径25mm的振幅为0.06mm。当管中液体不流时，A、B两光电检测系统测得的管子振荡的相位是相同的。当有流体流动