你所知道的流量计工作原理及使用方法都在这里！

丈量流体流量的仪表统称为流量计或流量表．流量计是产业丈量中重要的仪表之一．随着产业生 产的成长，对流量丈量的正确度和范围的要求越来越高，流量丈量技术日新月异．为了顺应各类用处， 各类范例的流量计相继问世。今朝已投入利用的流量计已跨越 100 种。

每种产物都有它特定的适用性,也都有它的范围性。按丈量道理分有力学道理、热学道理、声学原 理、电学道理、光学道理、原子物理学道理等。

按流量计的结构道理停止分类。有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。

按丈量工具分别就有封锁管道和明渠两大类;按丈量目标又可分为总量丈量和流量丈量,其仪表别离 称作总量表和流量计。总量表丈量一段时候内流过管道的流量,是以短临时候内流过的总量除以该时候的 商来暗示,现实上流量计凡是亦备有积累流量装配,做总量表利用,而总量表亦备有流量发讯装配。是以, 以严酷意义来分流量计和总量表已无现实意义。

一、按丈量道理分类

1.力学道理：属于此类道理的仪表有操纵伯努利定理的差压式、转子式；操纵动量定理的冲量式、 可动管式；操纵牛顿第二定律的间接质量式；操纵流体动量道理的靶式；操纵角动量定理的涡轮式；利 用流体振荡道理的漩涡式、涡街式；操纵总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。

2.电学道理：用于此类道理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。

3.声学道理：操纵声学道理停止流量丈量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。

4.热学道理：操纵热学道理丈量流量的有热量式、间接量热式、间接量热式等。

5.光学道理：激光式、光电式等是属于此类道理的仪表。

6.原于物理道理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类道理的仪表．

7.别的道理：有标志道理(示踪道理、核磁共振道理)、相关道理等。

二、按流量计结构道理分类

按当前流量计产物的现真相况，按照流量计的结构道理，大致上可归纳为以下几品种型：

1差压式流量计

差压式流量计是按照安装于管道中流量检测件发生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的多少尺 寸来计较流量的仪表。

差压式流量计由一次装配(检测件)和二次装配(差压转换和流量显现仪表)组成。凡是以检测件形式 对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

二次装配为各类机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显现仪表。它已成长为三化(系列化、通用化及标准化)水平很高的、品种规格庞杂的一大类仪表,它既可丈量流量参数,也可丈量别的参数(如压力、物位、密度等)。

差压式流量计的检测件按其感化道理可分为:节省装配、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化水等分为二大类:标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要依照标准文件设想、制造、安装和利用,不必经实流标定即可肯定其流量值和 预算丈量误差。

非标准检测件是成熟水平较差的,尚未列入国际标准中的检测件。

差压式流量计是一类利用最普遍的流量计,在各类流量仪表中其利用量占居首位。近年来,由于各类 新型流量计的问世,它的利用量百分数逐步下降,但今朝还是最重要的一类流量计。

优点:

(1)利用最多的孔板式流量计结构安稳,性能稳定牢靠,利用寿命长;

(2)利用范围普遍,至今尚无任何一类流量计可与之相相比;

(3)检测件与变送器、显现仪表别离由分歧厂家生产,便于范围经济生产。

弱点:

(1)丈量精度普遍偏低;

(2)范围度窄,一般仅 3:1~4:1;

(3)现场安装条件要求高;

(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

利用概况:

差压式流量计利用范围出格普遍,在封锁管道的流量丈量中各类工具都有益用,如流体方面:单相、混 相、干净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、高温等;管径方面:从几 mm 到几 m;活动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各产业部分的用量约占流量计全数用量的 1/4~1/3。

2孔板流量计

优点：

标准节省件是全天下通用的，并获得了国际标准构造的认可，无需实流校准，即可投用，在流量 计中亦是唯一的。结构易于复制，简单、安稳、性能稳定牢靠、价格昂贵；

利用范围广，包括全数单相流体（液、气、蒸汽）、部分混相流，一般生产进程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产物。

检测件和差压显现仪表可分隔分歧厂家生产，便与专业化范围生产；

弱点：

丈量的反复性、切确度在流量计中属于中等水平，由于众多身分的影响扑朔迷离，切确度难于提 高。范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅 3∶1 ～ 4∶1。有较长的直管段长度要求，一般难于满足。特别对较大管径，题目加倍突出；压力损失大； 凡是为保持一台孔板流量计一般运转，水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可间接由

压力损失和流量计较肯定。一年约需多耗电数万度，折合群众币数万元。下表中列出了孔板在一般压力

损失情况下的能耗计较成果。其中运转天数按三百五十天计较，电价按 0.35 元/度计较。由表入彀较电耗数据可见，孔板的附加运转用度是极高的，而采用弯管流量计该运转用度为零！

孔板之内孔锐角线来保证精度，是以对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，持久利用精度难以保证， 需每年拆下强检一次。采用法兰毗连，易发生跑、冒、滴、漏题目，大大增加了保护工作量。

3浮子流量计

浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自在地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计利用范围最宽广的一类流量计,出格在小、微流量方面有无足轻重的感化。

80 年月中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的 15%~20%。我国产量 1990 年估量在 12~14 万台,其中 95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点:

(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,利用方便,弱点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险; (2)适用于小管径和低流速;

(3)压力损失较低。

4容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称 PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它操纵机械测 量元件把流体持续不竭地朋分红单个已知的体积部分,按照丈量室逐次反复地布满和排放该体积部分流体 的次数来丈量流体体积总量。

容积式流量计按其丈量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、扭转活塞流量计、往新生塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

优点:

(1)计量精度高;

(2)安装管道条件对计量精度没有影响;

(3)可用于高粘度液体的丈量;

(4)范围度宽;

(5)直读式仪表无需内部能源可间接获得累计,总量,清楚了然,操纵简洁。

弱点:

(1)成果复杂,体积庞大;

(2)被测介质品种、口径、介质工作状态范围性较大;

(3)不适用于高、高温场所;

(4)大部分仪表只适用于干净单相流体;

(5)发生噪声及振动。

利用概况:

容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类利用量最大的流量计,常利用于高贵介质(油 品、自然气等)的总量丈量。

产业发财国家近年 PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的 13%~23%;我国 约占 20%,1990 年产量(不包括家用煤气表)估量为 34 万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式别离约占 70%和 20%。

5污水流量计品种

污水流量计按计量道理分类：

1、流量计有节省式流量计、毕托管流量计、均速管流量计、转子流量计、靶式流量计，这些流量计是操纵伯努利方程道理，经过丈量流体差压信号反应流量;

2、流量计有涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、多普勒超声波流量计、热线测速流量计，这些是经过丈量流体流速来反应流量;

3、流量计有齿轮式流量计、刮板式流量计、扭转活塞式流量计，这些是经过丈量一个个标准体积的小容积来反应流量;

4、流量计有热式质量流量计、差压式质量流量计、叶轮式质量流量计、哥力式质量流量计、间接式质量流量计，这些是经过丈量流体质量来反应流量;

5、流量计有堰槽式流量计，它是经过丈量液位来反应流量。

污水流量计特点：

1、污水流量计结构简单、安稳牢靠、利用寿命长。

2、丈量管内无活动部件和阻力部件，无压损，不会发生阻塞 丈量牢靠，抗干扰才能强 体积小、重量轻、安装方便、保护量小、丈量范围宽，丈量不受流体温度、密度、压力、粘度、电导率等变化的影响，可在老管道上开孔革新安装，施工安装简单，工程量小。

6涡轮流量计

涡轮流量计,是速度式流量计中的首要品种,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体均匀流速,从而且推 导出流量或总量的仪表。

一般它由传感器和显现仪两部分组成,也可做成整体式。

涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类反复性、精度最好的产物,作为十大范例流量计之一,其产物已成长为多品种、多系列批量生产的范围。

优点:

(1)高精度,在一切流量计中,属于最切确的流量计;

(2)反复性好;

(3)元零点漂移,抗干扰才能好;

(4)范围度宽;

(5)结构松散。

弱点:

(1)不能持久连结校准特征;

(2)流体物性对流量特征有较大影响。

利用概况:

涡轮流量计在以下一些丈量工具获得普遍利用:石油、有机液体、无机液、液化气、自然气和高温流

体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的自然计量仪表,仅荷兰在自然气管线上就采用了 2600 多台各类尺寸,压力从 0.8~6.5MPa 的气体涡轮流量计,它们已成为良好的自然气计量仪表。

7涡街流量计(USF)

涡街流量计是在流体中安置一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分手开释出两串法则地交 错排列的游涡的仪表。当通流截面一按时，流速与导容积流量成反比。是以，丈量振荡频次即可测得流量．涡街流量计按频次检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式 等。 这类流量计是 70 年月开辟和成长起来的．由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点，很有发 展前途。

优点

（1）涡街流量计无可动部件，丈量元件结构简单，性能牢靠，利用寿命长。

（2） 涡街流量计丈量范围宽。量程比一般能到达 1：10。

（3） 涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需 零丁标定。它可以丈量液体、气体或蒸汽的流量。

（4） 它酿成的压力损失小。

（5） 正确度较高，反复性为 0.5％，且保护量小。

弱点

（1） 涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的终极丈量成果应是质量流量，对于气体，终极丈量成果应是标准体积流量。质量流量或标准体 积流量都必须经过流体密度停止换算，必须斟酌流体工况变化引发的流体密度变化。

（2）形成流量丈量误差的身分首要有：管道流速不均酿成的丈量误差；不能正确肯定流体工况变化时的介质密度；将湿饱和蒸汽假定成干饱和蒸汽停止丈量。这些误差假如不加以限制或消除，涡街流量计 的总丈量误差会很大。

（3）抗振性能差。外来振动会使涡街流量计发生丈量误差，甚至不能一般工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂发生附加振动，使丈量精度下降。大管径影响更加明显。

（4）对丈量脏污介质顺应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改变多少体尺寸， 对丈量精度形成极大影响。

（5）直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要保证前 40D 后 20D，才能满足丈量要求。

（6）耐温性能差。涡街流量计一般只能丈量 300℃以下介质的流体流量。

USF 在 60 年月前期进入产业利用,80 年月前期起在列国流量仪表销售金额中已占 4%~6%。1992 年天下 范围估量销售量为 3.54.8万台,同期国内产物估量在 8000~9000 台。

8电磁流量计 (EMF)

电磁流量计是按照法拉弟电磁感应定律制成的一种丈量导电性液体的仪表。

电磁流量计有一系列良好特征,可以处理别的流量计不易利用的题目,如脏污流、腐蚀流的丈量。

70、80 年月电磁流量在技术上有严重冲破,使它成为利用普遍的一类流量计,在流量仪表中其利用量百分数不竭上升。

优点:

(1)丈量通道是段滑腻直管,不会阻塞,适用于丈量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;

(2)不发生流量检测所酿成的压力损失,节能结果好;

(3)所测得体积流量现实上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;

(4)流量范围大,口径范围宽;

(5)可利用腐蚀性流体。

弱点:

（1）电磁流量计的利用有一定范围性，它只能丈量导电介质的液体流量，不能丈量非导电介质的流量，例如气体和水处置较好的供热用水。别的在高温条件下其衬里需斟酌。

（２）电磁流量计是经过丈量导电液体的速度肯定工作状态下的体积流量。依照计量要求，对于液态介质，应丈量质量流量，丈量介质流量应触及到流体的密度，分歧流体介质具有分歧的密度，而且随温度变化。假如电磁流量计转换器不斟酌流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是分歧适的。

（３）电磁流量计的安装与调试比别的流量计复杂，且要求更严酷。变送器和转换器必须配套利用，两者之间不能用两种分歧型号的仪表配用。在安装变送器时，从安装地址的挑选到具体的安装调试，必须严酷依照产物说明书要求停止。安装地址不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有杰出的打仗及杰出的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在利用时，必须排尽丈量管中存留的气体，否则会形成较大的丈量误差。

（４）电磁流量计用来丈量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在丈量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来丈量误差，电极上污垢物到达一定厚度，能够致使仪表没法丈量。

（５）供水管道结垢或磨损改变内径尺寸，将影响原定的流量值，形成丈量误差。如100ｍｍ口径仪表内径变化1ｍｍ会带来约2％附加误差。

（６）变送器的丈量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还夹杂一些与流量无关的信号，如同相电压、正交电压及共模电压等。为了正确丈量流量，必须消除各类干扰信号，有用放大流量信号。应当进步流量转换器的性能，最好采用微处置机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质挑选励磁方式和频次，可以解除同相关扰和正交干扰。但改良的仪表结构复杂，本钱较高。

（７）价格较高

利用概况:

电磁流量计利用范畴普遍,大口径仪表较多利用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场所,如钢铁产业高炉风口冷却水控制,造纸产业丈量纸浆液和黑液,化学产业的强腐蚀液,有色冶金产业的矿浆;小口径、细小口径常用于医药产业、食品产业、生物化学等有卫生要求的场所。?EMF从50年月初进入产业利用以来,利用范畴日益扩大,80年月前期起在列国流量仪表销售金额中已占16%~20%。?我国近年成长敏捷,1994年销售估量为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的装备才能。

9超声流量计

超声波流量计是基于超声波在活动介质中传布的速度即是被测介质的均匀流速和声波自己速度的多少和的道理而设想的。它也是由测流速来反应流量巨细的。超声波流量计虽然在70年月才出现，但由于它可以制成非打仗型式，并可与超声波水位计联动停止开口流量丈量，对流体又不发生扰动和阻力，所以很受欢。

超声波流量计按丈量道理分可分为时差式和多普勒式

操纵时差式道理制造的时差式超声流量计近年来获得普遍的关注和利用，是今朝企奇迹利用最多的一种超声波流量计。

操纵多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于丈量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质，利用有一定的范围性，但却处理了时差式超声波流量计只能丈量单一清澈流体的题目，也被以为是非打仗丈量双相流的理想仪表。

优点:

（1）超声波流量计是一种非打仗式丈量仪表，可用来丈量不易打仗、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的活动状态，不会发生压力损失，且便于安装。

（2）可以丈量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。

（3）超声波流量计的丈量范围大，管径范围从20mm～５m.

（4）超声波流量计可以丈量各类液体和污水流量。

（5）超声波流量计丈量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成牢固式和便携式两种形式。

弱点:

（1）超声波流量计的温度丈量范围不高，一般只能丈量温度低于200℃的流体。

（2）抗干扰才能差。易受气泡、结垢、泵及别的声源混入的超声杂音干扰、影响丈量精度。

（3）直管段要求严酷，为前20D,后5D。否则离散性差，丈量精度低。

（4）安装的不肯定性，会给流量丈量带来较大误差。

（5）丈量管道因结垢，会严重影响丈量正确度，带来明显的丈量误差，甚至在严重时仪表无流量显现

（6）牢靠性、精度品级不高（通常是1.5～2.5级左右），反复性差。

（7）利用寿命短（一般精度只能保证一年）。

（8）超声波流量计是经过丈量流体速度来肯定体积流量，对液体应当丈量它的质量流量，仪表丈量质量流量是经过体积流量乘以报酬设定的密度后获得的，当流体温度变化时，流体密度是变化的，报酬设定密度值，不能保证质量流量的正确度。只能在丈量流体速度的同时，又丈量了流体密度，才能经过运算，获得真本色量流量值。

利用概况:

传布时候法利用于清洁、单相液体和蔼体。典型利用有工场排放液、:怪液、液化自然气等;气体利用方面在高压自然气范畴已有益用杰出的经历;

多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处置污水、工场排放液、脏流程液;凡是不适用于很是清洁的液体。

10质量流量计

由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量暗示流量巨细时需给出介质的参数。在介质参数不竭变化的情况下，常常难以到达这一要求，而形成仪表显现值失真。是以，质量流量计就获得普遍的利用和重视。质量流量计分间接式和间接式两种。间接式质量流量计操纵与质量流量间接有关的道理停止丈量，今朝常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量间接相乘求得质量流量的。

在现代产业生产中，活开工质的温度、压力等运转参数不竭进步，在高温高压的情况下，由于材质和结构等方面的缘由，间接式质量流量计的利用碰到困难，而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围的限制，常常也欠好现实利用。是以，在产业生产中普遍采用的是温度压力抵偿式质量流量计。可把它看做一种间接式质量流量计，不是配用密度计，而是操纵温度、压力与密度间的关系，用温度、压力信号经函数运算为密度信号，与容积流量相乘而获得质量流量．今朝温度、压力抵偿式质量流量计虽已适用化，但当被测介质参数变化范围很大或很敏捷时，正确地抵偿将很困难或不成能，是以进一步研讨在现实生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。

11热式质量流量计（恒温差TMF）

优点:

（1）球阀安装，安装拆卸方便。并可以带压安装。

（2）基于金氏定律，间接丈量质量流量。丈量值不受压力和温度影响。

（3）响应敏捷。

（4）量程范围大，管道式安装最小可以丈量8.8mm管道的流量，最大可以测到30’’

（5）插入式范例的流量计，一支流量计可以用于丈量多种管径。

弱点:

（1）精度不及其他范例流量计，通常是3％。

（2）适用范围窄，只能用于丈量枯燥的非爆炸性的气体，如紧缩空气、氮气、氩气及其他中性气体。

12科里奥利质量流量计(CMF)

科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是操纵流体在振动管中活动时,发生与质量流量成反比的科里奥利力道理制成的一种间接式质量流量仪表。

我国CMF的利用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开辟供给市场;还有几家制造厂组建合资企业或援用国外技术生产系列仪表。

国外CMF已成长30余系列，各系列开辟在技术上着眼点在于:流量检测丈量管结构上设想创新;进步仪表零点稳定性和切确度等性能;增加丈量管挠度,进步灵敏度;改良丈量管应力散布,下降疲惫损坏,增强抗振动干扰才能等。

13明渠流量计

与前述几种分歧,它是在非满管状敞开渠道丈量自在概况自然流的流量仪表。

非满管态活动的水路称作明渠,丈量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。

明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种外形。

明渠流量计利用处一切城市供水引沟渠;火电厂引水和排沟渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业浇灌用渠道。有人估量1995台,约占流量仪表整体的1.6%,可是国内利用尚无估量数据。

14静电流量计(electrostatic flowmeter)

日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量丈量的静电流量计。

静电流量计的金属丈量管绝缘地与管系毗连,丈量电容器上静电荷即可晓得丈量管内的电荷。他们别离作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料丈量管仪表的实流实验,实验表白流量与电荷之间接近于线性。

15复合效应流量仪表(combined effects meter)

该仪表的工作道理是基于流体的动量和压力感化于仪表腔体发生的变形,丈量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和治理学院开辟,已申请两项专利。

16转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)

它是由俄罗斯科学工程中心产业仪表公司开辟，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在多少现场成功的利用(例如在核电站安装2000余台丈量热水流量，持续利用8年),且还在改良以扩大利用范畴。