你懂流量計嗎？一篇文章了解各種流量計原理，動態(tài)圖清晰明了！

流量的概念：是指單位時間內流過管道某一截面的流體數(shù)量。分為體積流量和質量流量，質量流量M=體積流量Q *流體密度ρ。質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。 流體流動狀態(tài)的分類：A、層流（雷諾數(shù)Re〈2300） B、過渡流（2300〈Re〈4000） C、紊（湍）流（雷諾數(shù)Re〉4000）。雷諾數(shù)是指流體慣性力與粘性力的比值。 與流體有關的物理參數(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、而與壓力關系不大。

流量計用以測量管路中流體流量(單位時間內通過的流體體積)的儀表，包括：轉子流量計、節(jié)流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和堰等。至今為止，流量儀表種類達60種之多。原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表。60多種流量儀表,每種產品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。

測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。總量表測量一段時間內流過管道的流量，是以短暫時間內流過的總量除以該時間的商來表示，實際上流量計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，以嚴格意義來分流量計和總量表已無實際意義。

按測量原理可分為如下幾個大類：力學原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；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。電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式（沖擊波式）等。熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。光學原理：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：有標記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關原理等。本文按照目前流行、的分類法分別來闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外應用。

一、孔板流量計

孔板流量計是將標準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，可測量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。

廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量。

孔板流量計被廣泛適用于煤炭、化工、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發(fā)展工農業(yè)生產，節(jié)約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中占有重要的地位。

在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：

• 作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表

• 測量物料數(shù)量的總量表。

優(yōu)點：

1、標準節(jié)流件是全用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量傳感器中也是唯YI的；

2、結構易于復制，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉；

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

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

缺點：

1、測量的重復性、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綜復雜，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,一般范圍度僅3∶1～4∶1；

3、有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對較大管徑，問題更加突出；

4、壓力損失大；

5、孔板以內孔銳角線來保證精度，因此傳感器對腐蝕、磨損、結垢、臟污敏感，長期使用精度難以保證，需每年拆下強檢一次；

6、采用法蘭連接，易產生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護工作量。

二、立式腰輪流量計

腰輪流量計又叫羅茨流量計，其結構特征為:在流量計的殼體內有一個計量室，計量室內有一對或兩對可以相切旋轉的腰輪。

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

腰輪流量計能用于各種清潔液體的流量測量，尤其適用于油品計量，也可制成測量氣體的流量計。它的計最準確度高，可達0.1-0.5級。

特點：

腰輪流量計產品設計新穎，外形美觀。具有重量輕、精度高，安裝使用方便等特點。是容積式流量計的典型產品之一。

其主要缺點有:體積大、笨重.壓損較大。運行中振動較大等。

利用互成45度角的兩對腰輪結構,可以大大減小運行中的振動噪聲。

三、容積式流量計

容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度最高的一類。

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

容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

優(yōu)點：

1、計量精度高；

2、安裝管道條件對計量精度沒有影響；

3、可用于高粘度液體的測量；

4、范圍度寬；

5、直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便。

缺點：

1、結構復雜，體積龐大；

2、被測介質種類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性較大；

3、不適用于高、低溫場合；

4、大部分儀表只適用于潔凈單相流體；

5、產生噪聲及振動。

四、橢圓齒輪流量計

橢圓齒輪流量計（又稱排量流量計，齒輪流量計），屬于容積式流量計一種，在流量儀表中是精度較高的一類。

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

橢圓齒輪流量計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的流量測量。

特點：

按照要求正確安裝后的橢圓齒輪流量計，使用時即可保證足夠的精度，通常累計值的精度可達0.5級，是一種較為準確的流量計量儀表。

但是，如果使用時被測介質的流量過小，儀表的泄漏誤差的影響就會突出，不能再保證足夠的測量精度。

因此，不同型號規(guī)格的橢圓齒輪流量計對最小使用流量有一允許值，只有當實際被測流量大于該下限流量允許值時，測量精度才能得到保證。

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

長期使用后的橢圓齒輪流量計，其內部的齒輪會被腐蝕和磨損，從而影響測量精度。因此，要經常注意觀察，并定期拆下進行檢查，若條件允許最好定期進行標定。

五、文丘里流量計

新一代差壓式流量測量儀表，其基本測量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流動連續(xù)性方程為基礎的流量測量方法。

內文丘里管由一圓形測量管和置入測量管內并與測量管同軸的特型芯體所構成。

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

流體流經內文丘里管的節(jié)流過程同流體流經經典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。

內文丘里管的這種結構特點，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，并能對節(jié)流前管內流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進行有效的流動調整（整流），從而實現(xiàn)了高精確度與高穩(wěn)定性的流量測量。

優(yōu)點：

如果能*按照ASME標準精確制造，測量精度也可以達到 0.5%,但是國產文丘里由于其制造技術問題,精度很難保證,國內老資格的技術力量雄厚的開封儀表廠也只能保證4%測量精度。

對于超超臨界發(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很危險的環(huán)節(jié)，不采用均壓環(huán)，就不符合ASNE ISO5167標準，測量精度就無法保證，這是高壓經典式文丘里制造中的一個矛盾。

缺點：

喉管和進口/出口一樣材質,流體對喉管的沖刷和磨損嚴重，無法保證長期測量精度。

結構長度必須按ISO-5167規(guī)定制造, 否則就達不到所需精度, 由于ISO-5167對經典文丘里的嚴格結構規(guī)定,使得它的流量測量范圍最大/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量。

六、雙轉子氣體流量計

雙轉子流量計屬于目前國際上一代容積式流量計，也稱為UF—‖流量計或螺桿流量計。是用于管道中液體流量的測量和控制的精密儀表。

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

特點：

• 適用于稀油、輕質油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測量液體的粘度范圍大。

• 流量計通過的液體流量大，最大流量是同通徑普通容積表的二倍左右。

• 使用壽命長，準確度高，可靠性強。

• 壓內損失極小。

• 有線遠傳最長距離為1000米，脈沖信號輸出N=0.1L（一個脈沖為1N），可直接與計算機聯(lián)網。

七、渦輪流量計

智能液體渦輪流量計是采用的超低功耗單片微機技術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，是速度式流量計中的主要種類,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體的作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比。

同時，葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，即電脈沖信號，此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。

特點：

具有機構緊湊、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。

八、轉子流量計

浮子流量計,又稱轉子流量計，通過量測設在直流管道內的轉動部件的 （位置 )來推算流量的裝置。

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

在流速和浮力作用下上下運動，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子流量計。

金屬轉子流量計是工業(yè)上常用的，對于小管徑腐蝕性介質通常用玻璃材質，由于玻璃材質的本身易碎性，關鍵的控制