流量计的分类及选型

差压式流量计 特点
差压式流量计的缺点及局限性 测量精确度在流量计中属中等水平。由于众 多因素的影响错综复杂，精确度难以提高。 范围度窄，由于仪表信号（差压）与流量为 平方关系，一般范围度较小。 现场安装条件要求较高，如需较长的直管段 （指孔板、喷嘴）。 节流装臵与差压显示仪表之间引压管线为薄 弱环节，易产生泄漏，堵塞及冻结、信号失 真等故障。
流量计的应用领域

一，工业生产过程 流量仪表是过程自动化仪表与装臵中的大类仪表之一，它被广 泛诮用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、 食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个 领域

二，能源计量 能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、 二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸 汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等 三，环境保护工程 烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁 人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21 世纪的最大课题。
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 , 浮 子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮 力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁 耦合传到与刻度盘指示流量。
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浮子流量计 分类

磨损加速，上述情况变得更加严重。
容积式流量计 腰轮齿轮
在腰轮流量计中， 由腰轮与壳体所 组成的计量室和 腰轮转数实现计 量。 由于同计量精确度密切相关的是腰轮，而驱动有专门的驱动齿轮 担任，因此，驱动齿轮的磨损不影响计量精确度。另外，根据力 学关系分析，主动轮对从动轮的驱动，驱动力由驱动轮传递，两 个腰轮之间无明显摩擦，所以腰轮磨损极微小，这一特点使得腰 轮流量计能长期保持较高的测量精确度。
差压式流量计 分类
（一）已实现标准化的差压流量计：ISO 5167标 准中所列的几种节流装臵 ① ② ③ 标准孔板 喷嘴 文丘里管
差压式流量计 分类
（二）非标差压式流量计 ① 低雷诺数用：1/4圆孔板，锥形入口孔板， 双重孔板，双斜孔板，半圆孔板等； ② 脏污介质用：圆缺孔板，偏心孔板，环状 孔板，楔形孔板，弯管节流件等； ③ 低压损用：罗洛斯管，道尔管，道尔孔板， 双重文丘里喷嘴，通用文丘里管，Vasy管等； ④ 小管径用：整体（内藏）孔板； ⑤ 端头节流装臵：端头孔板，端头喷嘴，Borda 管等；





四，交通运输 有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。管道 运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦 是安全监没和经济核算的必备工具。 五，生物技术 生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪 表开发的难度极大，品种繁多。 六，科学实验 科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据 统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它 们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆 设专门小组研制专用的流量计。 七，海洋气象，江河湖泊 这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。 流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通 的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。
涡街流量计 特点
（1）旋涡流量计的缺点 对管道机械振动较敏感，不宜用于强振动场所。 口径越大，分辨率越低，一般满管式流量计用于 DN400以下。 流体温度太高时，传感器还有困难，一般流体温 度≤420℃。 当流体有压力脉动或流量脉动时，示值大幅度偏 高，影响较大，因此不适用于脉动流。
式中：E K B V D —— —— —— —— —— 感应电势； 仪表常数； 磁感应强度； 平均流速； 测量管内径。
电磁流量计 特点
电磁流量计的优点 管道为光滑直管：直通无阻塞,压损小,节能效果好 测量体积流量：不受密度,温度,压力,黏度,电导率 (需大于最小电导率)等物理参数影响 流量测量范围大：1000:1 ，根据现场需要改变流量 量程，无需离线实流标定 最低保证精度流速达0.5 m/s 线性好，精度高：可达0.2%示值 可测正反向流量； 可测脉冲流和多相流 与流体接触的电极和内衬材料有多种选择 可掩埋安装和长期沉浸安装，最高IP68 使用寿命长，性价比高 供电模式可选：220VAC，24VDC,电池供电

差压式流量计由一次装臵(检测件)和二次装臵(差压转换 和流量显示仪表)组成。通常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。
差压式流量计 特点



优异的稳定性、可靠性和抗振动能力； 简单牢固，性能稳定可靠，价格低廉 对高温、高压、低静压、低流速、低 密度流体的适应性； 口径从小到大，系列齐全； 变更量程方便； 只要按照标准设计、制造、安装和使 用，无需实流标定就能获得规定的准 确度，因而为用户带来方便。
涡轮流量计
当被测流体流过涡轮流量计传感器时，在流体作用下，叶轮 受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周 期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中磁通随之发生 周期性变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经 放大器放大后，送至显示仪表显示。 涡轮流量计测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、 液化气、天然气和低温流体统。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天然计量仪表
容积式流量计 缺点



结构复杂，体积大，笨重，尤其是口径较大时，体积庞 大，故一般只适用于中小口径。 由于高温条件下零件热膨胀、变形，低温条件下材料变 脆等问 题，容积式流量计不适用于高低温场合，流体温 度范围只能达到-30～+160℃，压力最高10MPa。 对流体洁净程度要求高，当含有颗粒等各种固形物时， 流量计上游须装目数足够多的过滤器。并要经常清理， 维护工作量大。 转动部分长期运转，引起机械磨损，一般都导致计量误 差增大。部分型式容积流量计（如椭圆齿轮式、腰轮式、 旋转活塞式）在测量过程中会引起流动脉动，较大口径 仪表噪声较大，甚至使管道产生振动。
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。它利用机械测量 元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部 分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部 分流体的次数来测量流体体积总量。 分类 容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮 流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞 流量计、往复活塞流量计、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。
涡街流量计 适用性
（1）涡街流量计的慎用

振动和干扰较强的场所、稳定性要求高的场 合慎用旋涡流量计 低静压低流速场合慎用涡街流量计 低密度流体慎用涡街流量计 高粘度不宜用涡街流量计测量 赃物介质不宜用涡街流量计测量
电磁流量计
法拉第电磁感应定律 （右手定则） E = K·B·V·D
1-壳体；2-嵌条；3-挡板；4-刮板；5-转子
容积式流量计 双转子
图5.4
弹性刮板流量计工作原理
1-壳体；2-嵌条；3-挡板；4-刮板；5-转子
双转子流量计的特点： 由于特殊设计的螺旋转子， 使得转子转矩一定，等速回 转，无脉动，无噪声。 由于一对转子排量大，所以， 相同流量上限的仪表，螺杆 式体积小得多，重量也轻。 范围度宽，最大可达300：1. 但当液体粘度很高>100mPa· s） 时，因流量上限受仪表两端 压差制约，范围度有一定程 度下降。
流量计的分类
差压式流量计

差压式流量计：充满管道的流体，当它们流经管道内
的节流装臵时，流束将在节流装臵的节流件处形成局部 收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后 便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节 流件前后产生的压差就越大，所以差压式流量计可以通 过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以 能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

一般分为玻璃和金属转子流量计。 金属转子流量计是工业上最常用的，对于小管径腐蚀性介 质通常用玻璃材质，由于玻璃材质的本身易碎性，关键的 控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计
浮子流量计 特点

玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便； 适用于小管径和低流速; 压力损失较低； 不受液体中所含的各种杂音（电气的、化学的及 流体的等）的影响； 低价格，容易安装。 缺点1）耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险； 2）不能测量有杂质的介质，易堵塞； 3）易受外界磁场影响。
容积式流量计 腰轮齿轮
粘度对计量精度 有明显影响。
从图中可看出，在0.8～11mPa· s黏度范围内，黏度影响较大，粘 度从5.65mPa· s下降到0.8mPa· s，误差负向增大约0.5%；在11～ 51mPa· s时，黏度对仪表误差仍有明显影响；黏度大于51mPa· s时， 黏度对误差影响已不明显。
差压式流量计 分类
⑥
宽范围度节流装臵：弹性加载可变面积可变压 头流量计（线性孔板）；
⑦
⑧
毛细管节流件：层流流量计；
临界流节流装臵：音速文丘里喷嘴；
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⑩
流道式，多孔节流装臵，机翼式
插入式差压流量计:圆形截面检测杆；棱形截面
检测杆；T形截面检测杆；弹头形截面检测杆。
涡街流量计
在流体中安放一个非 流线型旋涡发生体， 使流体在发生体两侧 交替地分离，释放出 两串规则地交错排列 的旋涡，且在一定范 围内旋涡分离频率与 流量成正比的流量计。
容积式流量计 刮板式
图5.4
弹性刮板流量计工作原理
刮板流量计的特点： 弹性刮板流量计是一种结构 独特的容积式流量计。 作为计量部件的转子和刮板 与计量室为弹性接触。 即使介质中有较多杂质，固 体颗粒较大，也能正常工作， 不会卡死和严重磨损。 特点：运行无脉动，噪声小， 但计量精度不如腰轮高。
电磁流量计 特点
电磁流量计的缺点 不能测量电导率很低的液体,如石油制品; 不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体; 不能用于较高温度。最高可承受温度160℃ 电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用 于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场 合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测 量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金 工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、 食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。
容积式流量计 椭圆齿轮
安装在计量腔内的一对相互啮合的椭圆齿轮，在流体的作
用下交替相互驱动，各自绕轴旋转。齿轮与壳体之间有
一新月形计量室，齿轮每转一周就排出4份固定的容积， 因此由齿轮的转动次数就可计出流体流过的总量。
容积式流量计 椭圆齿轮
椭圆齿轮式流量计对流体的清洁度要求较高，如果被 测介质过滤不清，齿轮很容易被固体异物卡死而停止测量。 齿轮既作计量之用又作驱动之用，使用日久齿轮磨损后， 齿轮与壳体之间所构成的新月形计量室容积相应增大； 齿轮与壳体之间的间隙也相应增大（导致泄漏增大）。 这两个因素都使得仪表示值偏低。在仪表超负荷运行时，
涡街流量计
卡 曼 涡 街
涡街流量计 特点
（1）旋涡流量计的优点 结构简单、牢固、安装维护方便。相比节流装臵 无需导压管和三阀组等，减少泄漏、堵塞和冻结 等。 精确度较高，一般为±（1～1.5）%R。 测量范围宽，合理确定口径，范围度可达20:1. 压损小，约为节流式差压流量计的1/4 ～1/2。 输出与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移。 在一定雷诺数范围内，输出频率不受流体物性 （密度、粘度）和组成的影响，即仪表系数仅与 旋涡发生体及管道的形状、尺寸有关。
流量计的分类及选型
提纲




流量计的分类 差压式流量计的工作原理及特点 涡街流量计的工作原理及特点 电磁流量计的工作原理及特点 浮子流量计的工作原理及特点 容积式流量计的工作原理及特点 涡轮流量计的工作原理及特点 插入式流量计的工作原理及特点 科氏力质量流量计的工作原理及特点 超声流量计的工作原理及特点 典型流量流体的流量测量