流量测量技术全书

第1篇 流量测量基础

第1章 流量测量概述

1.1流量计量的历史和未来

1.1.1流量计量的历史

1.1.2流量计量的未来

1.2流量测量方法概述

1.2.1用伯努利方程原理来测量流量

1.2.2用一个一个标准小容积测量流量

1.2.3用测量流速来得到流量

1.2.4以测量流体质量流量为目的的流量测量方法

1.3相关术语

1.3.1流量测量

1.3.2测量条件

1.3.3流量计结构

1.3.4测量性能

1.4流量计的分类和选择

1.4.1流量计的分类

1.4.2流量计的选择

1.5流量计量法规要求

1.5.1流量计的制造

1.5.2流量计的修理

1.5.3进口流量计的销售

1.5.4流量计的使用

1.5.5流量计的检定

1.5.6仲裁检定

第2章 流量测量常用物性参数

2.1密度

2.2黏度

2.3流体的可压缩性与热膨胀性

2.4比热容和绝热指数

第3章 管道流流体力学基础

3.1雷诺实验和雷诺数

3.2圆管中的流速分布

3.2.1圆管中的层流流速分布

3.2.2圆管中的湍流

3.3流动基本方程

3.3.1流体运动的基本概念

3.3.2定常流动的连续性方程

3.3.3伯努利方程

3.3.4动量定理

3.4边界层

3.5卡门涡街

3.6气体的一元流动简介

3.6.1声速和马赫数

3.6.2一元气流的流动特性

3.6.3气体一元流动的临界压力比

3.7计算流体动力学

3.7.1计算流体动力学的含义

3.7.2CFD 的求解过程

3.7.3计算流体动力学的特点

3.7.4计算流体动力学在流量计研究领域的应用

3.7.5CFD 软件结构

3.7.6CFD商用软件——FLUENT简介

参考文献

第4章 不确定度基础

4.1不确定度定义及发展历程

4.1.1不确定度的定义

4.1.2不确定度的发展历程

4.1.3评定测量不确定度的意义

4.2测量学基础知识

4.3统计学基础知识

4.3.1算术平均值

4.3.2数学期望

4.3.3方差

4.3.4标准偏差

4.3.5标准偏差的估计值

4.3.6算术平均值的标准偏差

4.3.7异常值及其剔除

4.4不确定度基础知识

4.4.1标准不确定度

4.4.2相对不确定度

4.4.3合成标准不确定度

4.4.4扩展不确定度

4.4.5包含因子

4.4.6分布

4.5不确定度评估方法

4.5.1数学模型

4.5.2标准不确定度的评定方法

4.5.3标准不确定度的A类评定

4.5.4标准不确定度的B类评定

4.5.5合成标准不确定度的评定

4.5.6扩展不确定度的评定

4.5.7测量不确定度的报告与表示

4.6几个容易混淆的问题的讨论

4.6.1误差与不确定度

4.6.2不确定度的A类评定与B类评定

4.6.3包含因子与置信水平的关系

4.7常用仪器设备的不确定度分析

4.7.1温度计

4.7.2压力计

4.7.3计时器

第2篇 流量测量仪表（上）

第5章 容积流量计

5.1概要

5.1.1容积流量计的构造

5.1.2容积流量计的功能

5.1.3容积流量计的计量精确度与误差

5.1.4附件

5.2测量原理

5.2.1理论计量公式

5.2.2流量计的压力损失与计量的准确度

5.2.3流量计的真实流量

5.2.4误差与理论流量的关系

5.2.5容积流量计的示值误差

5.2.6影响性能的其他因素

5.3容积流量计的类型

5.3.1章动圆盘及旋动活塞流量计

5.3.2转子式容积流量计

5.3.3旋转叶片式流量计

5.3.4往复式容积流量计

5.3.5其他型式的气体容积流量计

5.4容积流量计各种类型的选择

5.4.1概述

5.4.2流量表的性能

5.4.3流体特性方面的考虑

5.4.4流量计的安装条件

5.4.5环境的影响

5.4.6经济因素的考虑

5.5容积流量计正确的使用方法

5.5.1流量计的安装应考虑的因素

5.5.2典型容积流量计的安装

5.5.3运行程序

5.5.4运行中应注意的事项

5.5.5停止运行时应该注意的事项

5.5.6容积流量计的典型故障与对策

5.5.7检查与保养

5.5.8五种典型容积流量计的分解图

5.6展望

参考文献

第6章 浮子流量计

6.1概要

6.2工作原理

6.3刻度换算

6.3.1液体流量的刻度换算

6.3.2气体流量的刻度换算

6.3.3浮子流量计的量程换算

6.3.4刻度换算实例

6.4玻璃管浮子流量计

6.4.1玻璃管浮子流量计的结构

6.4.2玻璃管浮子流量计的性能指标

6.5金属管浮子流量计

6.5.1金属管浮子流量传感器

6.5.2指示器

6.5.3不同安装方式的金属管浮子流量计

6.5.4金属管浮子流量计的主要性能指标

6.6浮子流量计的特点与使用

6.6.1浮子流量计的特点

6.6.2浮子流量计应用概况

6.6.3浮子流量计的类型和结构选择

6.6.4浮子流量计测量范围的选择

6.6.5流体黏度对流量测量的影响

6.6.6浮子流量计的安装

6.6.7浮子流量计的使用

6.6.8浮子流量计常见故障及处理

6.7微小流量金属管浮子流量计

6.7.1概述

6.7.2微小流量金属管浮子流量计构成的吹流仪表

6.8展望

6.9行业标准与检定规程

6.9.1机械行业标准《JB/T 6844—1993金属管浮子流量计》简介

6.9.2机械行业标准《JB/T 9255—1999玻璃管转子流量计》简介

6.9.3计量检定规程《JJG 257—2007浮子流量计》简介

第7章 差压流量计

7.1概要

7.2节流式差压流量计

7.2.1概述

7.2.2基本原理

7.2.3标准节流装置

7.2.4其他（非标准）节流装置

7.3绕流式差压流量计

7.3.1均速管流量计

7.3.2靶式流量计

7.3.3环形通道流量计

7.3.4弯管流量计

7.4临界流流量计

7.4.1概述

7.4.2基本工作原理

7.4.3结构类型与技术特性

7.4.4流量计的设计计算

7.4.5流量计的检验

7.4.6小型声速文丘里喷嘴

7.5脉动流流量计

7.5.1概述

7.5.2脉动流流量计测量的误差源

7.5.3脉动流平均流量的确定方法

7.5.4脉动流的流量基本方程

7.5.5脉动流流量计的校验

7.6混相流流量计

7.6.1基本知识

7.6.2孔板流量计

7.6.3文丘里管流量计

7.6.4靶式流量计

7.6.5V形内锥流量计

7.7差压变送器

7.7.1差压变送器工作原理

7.7.2差压变送器的结构

7.7.3差压变送器的发展

7.7.4差压变送器的选型

7.7.5差压变送器的安装使用

7.7.6差压变送器故障诊断

7.7.7选型举例

7.8流量积算仪

7.8.1流量积算仪

7.8.2流量积算仪的通信

7.8.3流量积算仪的应用

7.8.4流量积算仪的发展趋势

7.8.5流量积算仪的检定

附录A流量计算通用图表

附录B气体、液体物理性质表

附录C物性参数计算式

附录D水和水蒸气的物理性质表

参考文献

第8章 涡轮流量计

8.1概述

8.2测量原理

8.3结构

8.3.1液体涡轮流量计

8.3.2气体涡轮流量计

8.4涡轮流量计的一般特性

8.4.1液体涡轮流量计

8.4.2气体涡轮流量计

8.5自校正涡轮流量计

8.5.1概述

8.5.2自校正涡轮流量计工作原理

8.5.3自校正涡轮流量计结构特点

8.6温度、压力补偿型的气体涡轮流量计

8.6.1概述

8.6.2智能气体涡轮流量计的设计

8.7直接式涡轮质量流量计

8.7.1工作原理

8.7.2数学模型的建立

8.7.3系统硬件

8.7.4软件设计

8.8几种特殊型式的涡轮流量计

8.8.1动力流量计

8.8.2冲击式流量计

8.8.3直叶片式流量计

8.9涡轮流量计的选用要点

8.10安装与使用

8.10.1安装

8.10.2连接管道

8.10.3电气连接

8.10.4使用

8.10.5维修

8.11标准和法规

参考文献

第9章 流体振动流量计

9.1概述

9.1.1概况

9.1.2流体振动流量计的特点

9.2涡街流量计

9.2.1测量原理

9.2.2组成与结构

9.3涡街流量计的漩涡发生体

9.3.1发生体的功能

9.3.2发生体的分类

9.3.3基本要求

9.3.4单发生体

9.3.5双（多）发生体

9.3.6发生体的几何尺寸

9.3.7发生体的斯特劳哈尔数

9.3.8发生体的力学特性

9.3.9三维漩涡发生体——环状发生体

9.4涡街信号的检测

9.4.1伴随漩涡分离的物理现象

9.4.2涡街信号的检测方式

9.5不同类型涡街流量计及其检测技术的应用

9.5.1热敏式涡街流量计及热敏检测技术的应用

9.5.2应力式涡街流量计及压电检测技术的应用

9.5.3超声式涡街流量计与超声检测技术的应用

9.5.4应变式涡街流量计及应变检测技术的应用

9.5.5电容式涡街流量计及电容检测技术的应用

9.5.6振动体式涡街流量计及磁电检测技术的应用

9.5.7光电（纤）式涡街流量计及光电检测技术的应用

9.6信号处理

9.6.1信号处理的目标和基本要求

9.6.2信号处理电路的组成

9.6.3前置放大器类型

9.6.4噪声与滤波电路

9.6.5整形电路

9.7智能型涡街流量计

9.7.1特点

9.7.2功能

9.7.3智能型涡街流量计的几种形式

9.7.4仪表系数K和流体状态的补偿

9.7.5软件设计

9.7.6噪声的鉴别与处理

9.8涡街质量流量计

9.8.1间接式涡街质量流量计

9.8.2漩涡强度型涡街质量流量计

9.8.3差压型涡街质量流量计

9.8.4超声型涡街质量流量计

9.9缩径型涡街流量计

9.9.1问题的提出

9.9.2技术可行性

9.9.3收缩段的形式

9.9.4缩径型涡街流量计的压力损失

9.9.5应用举例

9.10插入式涡街流量计

9.10.1测量原理

9.10.2结构

9.10.3优点与局限性

9.10.4仪表系数

9.10.5插入式涡街流量计仪表系数计算举例

9.10.6仪表选用注意事项

9.11涡街流量计选用注意事项与正确使用方法

9.11.1选表要点

9.11.2安装和注意事项

9.11.3几种特殊情况下的安装

9.12涡街流量计的干标定

9.12.1干标定的含义

9.12.2日本工业标准（JIS Z 8766：2002）

9.12.3干标定的试验研究

9.12.4数学模型及预测预报

9.12.5验证

9.12.6干标定的后续工作

9.13旋进漩涡流量计

9.13.1测量原理

9.13.2结构

9.13.3信号检测

9.13.4优点与局限性

9.13.5选用注意事项

9.14射流流量计

9.14.1概述

9.14.2测量原理

9.14.3组成与结构

9.14.4信号的检测

9.14.5改进与发展

9.14.6优点与局限性

9.14.7应用和注意事项

9.15流体振动流量计技术特性比较

9.16故障判断及处理

9.16.1通电后，无流量时有输出信号

9.16.2通电、通流后无输出信号

9.16.3通电、通流后，流量计输出（或指示）信号不随流量成正比变化

9.16.4输出信号（或指示）不稳定

9.16.5测量误差大

9.16.6测量管道、阀门和仪表被锈蚀与泄漏

9.16.7传感器发出异常的啸叫声

9.17相关标准和检定规程

9.18检定和校准

9.18.1计量性能要求

9.18.2通用技术要求

9.18.3计量器具控制

9.18.4型式评价大纲

9.18.5流量计二次仪表的检定

9.18.6压力损失测试

9.18.7插入式流量计的校准

9.18.8标准模拟信号4～20mA输出的调校

参考文献

第10章 超声流量计

10.1概述

10.2测量原理

10.2.1时间传输法（时差法）

10.2.2多普勒法

10.3分类说明

10.3.1使用介质

10.3.2流量计安装形式

10.3.3超声信号传输方式

10.4选型指导

10.4.1气体超声流量计

10.4.2液体超声流量计

10.5正确使用方法

10.5.1流体流态的影响

10.5.2流体流动不稳定和脉动

10.5.3多相流

10.5.4噪声

10.6超声流量计技术的智能化和展望

10.6.1标定基线与运营时主要参数的动态对比

10.6.2通过声速比对计量站场进行健康检查

10.6.3判断流态变化与计量不确定度之间的关系

10.6.4使用中的检验

10.7相关标准

10.7.1GB/T 18603 天然气计量系统技术要求

10.7.2GB/T 18604用气体超声流量计测量天然气流量和AGA 9号报告

10.7.3ISO/FID 17089密闭管道测量流体——超声流量计测量气体

第一部分：贸易交接计量和分配计量

10.7.4AGA 10号报告天然气和其他相关碳氢气体的声速

10.7.5JJG 1030—2007超声检定规程

10.7.6API 5.8—2005时差法超声波流量计计量液态烃

参考文献

第11章 电磁流量计

11.1概述

11.1.1电磁流量计的技术进步和市场发展

11.1.2术语

11.1.3特点

11.2测量的基本原理和理论

11.2.1基本原理

11.2.2理论

11.2.3权重函数的物理意义与实用意义

11.2.4信号的灵敏度系数(包括短路系数）

11.3仪表结构与功能

11.4检验与校准

11.4.1电磁流量计的测量误差和流量特性

11.4.2流量计特征系数（传感器常数）和零点

11.4.3电磁流量计校准的方法和程序

11.4.4电磁流量计干法校准

11.4.5电磁流量计的在线检验方法

11.5电磁流量计的几种发展品种

11.5.1电容式电磁流量计

11.5.2二线制电磁流量计

11.5.3潜水电磁流量计

11.5.4非满管道电磁流量计

11.5.5电磁式水表

11.5.6电磁流速计和插入式流量计

11.6使用

11.6.1选型原则和方法

11.6.2合理安装

11.6.3检查、保养和维护

11.6.4附着物的影响和电极清洗

11.6.5混入气泡的影响

11.6.6固体两相流测量

参考文献

索引

《流量测量技术全书》是“十二五”国家重点图书，获得“国家出版基金项目”资助。

《流量测量技术全书（上册）》对流量专业依托的基础理论、流量工程、流量测量设备和仪器、流量校准装置进行了全面和系统的总结， 展现了建国60年来我国流量计量和测试专业的发展轨迹，填补了流量测量技术工具书的空白。

本书由流量计量和测试专业国内顶尖的教授、专家和具有丰富实践经验的工程师共同编写。全书分上、下两册，共四篇。第一篇为专业基础，详细论述了流量计量和测试专业必须掌握的基础理论知识，如概念、定义和有关公式及使用条件等。第二、三篇为流量仪表，对目前国内外存在的各种流量仪表作了详细介绍，就分类、原理结构、用途、选型和使用以及最新进展进行了论述。第四篇为流量标准装置及校准，介绍了国内外的先进校准方法和最新发展，对目前在用的各种流量标准装置进行了系统的论述和介绍。本书附有索引，方便读者查阅和学习。

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