你懂流量計(jì)嗎？一篇文章了解各種流量計(jì)原理，動(dòng)態(tài)圖清晰明了！

流量的概念：是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量。分為體積流量和質(zhì)量流量，質(zhì)量流量M=體積流量Q *流體密度ρ。質(zhì)量流量的常用單位有：kg/h、t/h等，體積流量的常用單位有：l/h、m3/h等。 流體流動(dòng)狀態(tài)的分類：A、層流（雷諾數(shù)Re<2300） B、過渡流（23004000）。雷諾數(shù)是指流體慣性力與粘性力的比值。 與流體有關(guān)的物理參數(shù)：溫度、壓力、密度、粘度、速度、流量等。 流體的密度與溫度、壓力的關(guān)系：氣體的密度隨溫度的升高而減小、隨壓力的增大而增大，液體的密度主要隨溫度升高而減小、而與壓力關(guān)系不大。

流量計(jì)用以測(cè)量管路中流體流量(單位時(shí)間內(nèi)通過的流體體積)的儀表，包括：轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流式流量計(jì)、細(xì)縫流量計(jì)、容積流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和堰等。至今為止，流量?jī)x表種類達(dá)60種之多。原因就在于至今還沒找到一種對(duì)任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量?jī)x表。60多種流量?jī)x表,每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。

測(cè)量對(duì)象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測(cè)量目的又可分為總量測(cè)量和流量測(cè)量，其儀表分別稱作總量表和流量計(jì)。總量表測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流量，是以短暫時(shí)間內(nèi)流過的總量除以該時(shí)間的商來表示，實(shí)際上流量計(jì)通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表亦備有流量發(fā)訊裝置。因此，以嚴(yán)格意義來分流量計(jì)和總量表已無實(shí)際意義。

按測(cè)量原理可分為如下幾個(gè)大類：力學(xué)原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式；利用動(dòng)量定理的沖量式、可動(dòng)管式；利用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式；利用流體動(dòng)量原理的靶式；利用角動(dòng)量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測(cè)量的有超聲波式．聲學(xué)式（沖擊波式）等。熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。光學(xué)原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。原子物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表．其它原理：有標(biāo)記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關(guān)原理等。本文按照目前流行、的分類法分別來闡述各種流量計(jì)的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用概況及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用。

一、孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參量差壓變送器（或差壓變送、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。

廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。

孔板流量計(jì)被廣泛適用于煤炭、化工、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。

在過程自動(dòng)化儀表與裝置中，流量?jī)x表有兩大功用：

• 作為過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表

• 測(cè)量物料數(shù)量的總量表。

優(yōu)點(diǎn)：

1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量傳感器中也是唯YI的；

2、結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；

3、應(yīng)用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流，一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆可以測(cè)量；

4、檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn)，便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：

1、測(cè)量的重復(fù)性、精確度在流量傳感器中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，精確度難于提高；

2、范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),一般范圍度僅3∶1～4∶1；

3、有較長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度要求，一般難于滿足。尤其對(duì)較大管徑，問題更加突出；

4、壓力損失大；

5、孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度，因此傳感器對(duì)腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長(zhǎng)期使用精度難以保證，需每年拆下強(qiáng)檢一次；

6、采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護(hù)工作量。

二、立式腰輪流量計(jì)

腰輪流量計(jì)又叫羅茨流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)特征為:在流量計(jì)的殼體內(nèi)有一個(gè)計(jì)量室，計(jì)量室內(nèi)有一對(duì)或兩對(duì)可以相切旋轉(zhuǎn)的腰輪。

在流量計(jì)殼體外面與兩個(gè)搜輪同軸安裝了一對(duì)傳動(dòng)齒輪，它們相互嚙合使兩個(gè)腰輪可以相互聯(lián)動(dòng)。

腰輪流量計(jì)能用于各種清潔液體的流量測(cè)量，尤其適用于油品計(jì)量，也可制成測(cè)量氣體的流量計(jì)。它的計(jì)最準(zhǔn)確度高，可達(dá)0.1-0.5級(jí)。

特點(diǎn)：

腰輪流量計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎，外形美觀。具有重量輕、精度高，安裝使用方便等特點(diǎn)。是容積式流量計(jì)的典型產(chǎn)品之一。

其主要缺點(diǎn)有:體積大、笨重.壓損較大。運(yùn)行中振動(dòng)較大等。

利用互成45度角的兩對(duì)腰輪結(jié)構(gòu),可以大大減小運(yùn)行中的振動(dòng)噪聲。

三、容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度最高的一類。

它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。

容積式流量計(jì)按其測(cè)量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。

優(yōu)點(diǎn)：

1、計(jì)量精度高；

2、安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響；

3、可用于高粘度液體的測(cè)量；

4、范圍度寬；

5、直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量，清晰明了，操作簡(jiǎn)便。

缺點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大；

2、被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；

3、不適用于高、低溫場(chǎng)合；

4、大部分儀表只適用于潔凈單相流體；

5、產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。

四、橢圓齒輪流量計(jì)

橢圓齒輪流量計(jì)（又稱排量流量計(jì)，齒輪流量計(jì)），屬于容積式流量計(jì)一種，在流量?jī)x表中是精度較高的一類。

它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)計(jì)量室逐次、重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流量體積總量。

橢圓齒輪流量計(jì)可以選用不同的材料（鑄鐵、鑄鋼、304不銹鋼、316不銹鋼）制造，它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹脂等粘度較高介質(zhì)的流量測(cè)量。

特點(diǎn)：

按照要求正確安裝后的橢圓齒輪流量計(jì)，使用時(shí)即可保證足夠的精度，通常累計(jì)值的精度可達(dá)0.5級(jí)，是一種較為準(zhǔn)確的流量計(jì)量?jī)x表。

但是，如果使用時(shí)被測(cè)介質(zhì)的流量過小，儀表的泄漏誤差的影響就會(huì)突出，不能再保證足夠的測(cè)量精度。

因此，不同型號(hào)規(guī)格的橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)最小使用流量有一允許值，只有當(dāng)實(shí)際被測(cè)流量大于該下限流量允許值時(shí)，測(cè)量精度才能得到保證。

其次，使用橢圓齒輪流量計(jì)要注意被測(cè)介質(zhì)的溫度不能過高，否則不僅會(huì)增加測(cè)量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計(jì)在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。

長(zhǎng)期使用后的橢圓齒輪流量計(jì)，其內(nèi)部的齒輪會(huì)被腐蝕和磨損，從而影響測(cè)量精度。因此，要經(jīng)常注意觀察，并定期拆下進(jìn)行檢查，若條件允許最好定期進(jìn)行標(biāo)定。

五、文丘里流量計(jì)

新一代差壓式流量測(cè)量?jī)x表，其基本測(cè)量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的流量測(cè)量方法。

內(nèi)文丘里管由一圓形測(cè)量管和置入測(cè)量管內(nèi)并與測(cè)量管同軸的特型芯體所構(gòu)成。

特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形，并與測(cè)量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個(gè)異徑環(huán)形過流縫隙。

流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。

內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使之在使用過程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問題，并能對(duì)節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對(duì)稱速度分布進(jìn)行有效的流動(dòng)調(diào)整（整流），從而實(shí)現(xiàn)了高精確度與高穩(wěn)定性的流量測(cè)量。

優(yōu)點(diǎn)：

如果能*按照ASME標(biāo)準(zhǔn)精確制造，測(cè)量精度也可以達(dá)到 0.5%,但是國(guó)產(chǎn)文丘里由于其制造技術(shù)問題,精度很難保證,國(guó)內(nèi)老資格的技術(shù)力量雄厚的開封儀表廠也只能保證4%測(cè)量精度。

對(duì)于超超臨界發(fā)電的工況，這種喉管處的均壓環(huán)在高溫高壓下使用是一個(gè)很危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，不采用均壓環(huán)，就不符合ASNE ISO5167標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量精度就無法保證，這是高壓經(jīng)典式文丘里制造中的一個(gè)矛盾。

缺點(diǎn)：

喉管和進(jìn)口/出口一樣材質(zhì),流體對(duì)喉管的沖刷和磨損嚴(yán)重，無法保證長(zhǎng)期測(cè)量精度。

結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度必須按ISO-5167規(guī)定制造, 否則就達(dá)不到所需精度, 由于ISO-5167對(duì)經(jīng)典文丘里的嚴(yán)格結(jié)構(gòu)規(guī)定,使得它的流量測(cè)量范圍最大/最小流量比很小, 一般在3—5之間. 很難滿足流量變化幅度大的流量測(cè)量。

六、雙轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)

雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)屬于目前國(guó)際上一代容積式流量計(jì)，也稱為UF—‖流量計(jì)或螺桿流量計(jì)。是用于管道中液體流量的測(cè)量和控制的精密儀表。

廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、交通、船舶、油庫(kù)、碼頭、槽罐車等部門，特別適用于原油、精煉油、輕烴等工業(yè)液體的計(jì)量流量計(jì)可現(xiàn)場(chǎng)指示，字碼直接讀數(shù)并可配發(fā)訊器，輸出電脈沖信號(hào)，遠(yuǎn)傳到二次儀表或計(jì)算機(jī)，組成自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)。

特點(diǎn)：

• 適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測(cè)量液體的粘度范圍大。

• 流量計(jì)通過的液體流量大，最大流量是同通徑普通容積表的二倍左右。

• 使用壽命長(zhǎng)，準(zhǔn)確度高，可靠性強(qiáng)。

• 壓內(nèi)損失極小。

• 有線遠(yuǎn)傳最長(zhǎng)距離為1000米，脈沖信號(hào)輸出N=0.1L（一個(gè)脈沖為1N），可直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

七、渦輪流量計(jì)

智能液體渦輪流量計(jì)是采用的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，是速度式流量計(jì)中的主要種類,當(dāng)被測(cè)流體流過渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比。

同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào)，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。

特點(diǎn)：

具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。

八、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，通過量測(cè)設(shè)在直流管道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的 （位置 )來推算流量的裝置。

是變面積式流量計(jì)的一種。在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。

在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制