小流量的测量

小流量的测量
适合用来测量微小的常用流量计有多种，例如差压式、浮子式、容积式、热式等，其中有些流量计既适合测量中大流量，也适合测量微小流量，而另一些专门为测量微小流量而设计。

（1）差压式流量计由标准节流装置和差压式组成的差压式流量计，在小流量测量中受到三方面的限制[30]。

第一个限值是雷诺数下限的限制。

节流装置种类不同，其雷诺数下限也不同，就一般而言，雷诺数≥104是可以使用的界限。

与此雷诺数下限相对应的平均流速和流量即为小流量的测量下限。

雷诺数太小，流出系数会随雷诺数的变化而产生显著的变化，以致不确定度增大。

第二个限制是管径的大小。

标准节流装置适用于50mm和50mm以上管径。

管径太小时，节流装置直径相应变小，按标准中规定的形状进行相似加工发生困难。

第三个限制是差压太小。

此差压同流速的平方成正比，当流速低到一定数值，差压就变得很小，以致无法分辨。

针对上述的三个限制，有些仪表公司开发了仅适合微小流量测量的内藏孔板差压式流量计。

这种流量计同由标准节流装置为传感器的流量计在下面几点有显著的差别。

第一个差别是结构上，前者是传感器与变送器合为一体，其典型的结构如图3.54所示，而后者是传感器与变送器相分离。

（2）浮子流量计浮子流量计主要由浮子和锥形管组成。

玻璃管浮子流量计中的锥管为玻璃管；金属管浮子流量计的锥形管用金属制成，流体温度可达180℃，流体压力达13MPa。

小口径浮子流量计的流量测量范围已经可以做得很小，其中水为0.3～3L/h，空气为5～50L/h。

环境保护中用得很多的大气采样器，流程在线分析仪器和实验室分析仪器等普遍使用的微型玻璃浮子流量计，其测量范围可更小。

浮子流量计属中低精确度仪表，金属浮子流量计的基本误差，就地指示型为1％～2.5％FS，远传型为1％～4％FS；小口径玻璃管浮子流量计为2.5％～5％FS。

因此，一般只适用于流量监视，而不用于核算计量。

玻璃管浮子流量计只适用于气体和透明度较高的液体，否则浮子在锥形管中的高度不易看清。

而金属管浮子流量计却无此限制。

（3）容积式流量计容积式小口径流量计有比较高的准确度，测量下限也可做得很小，例如KEROMA TE-RN型椭圆齿轮流量计（微流量燃料油流量计）测量范围为0.1～10L/h，瞬时流量>1L/h后，基本误差不大于±1％R。

容积式流量计保证精确度的流量下限还与流体的黏度有关，黏度小的流体，从机构的缝隙中泄漏的量相应大一些，因此保证精确度的下限流量
只能定得高一些，反之，则可定得低一些。

新型的容积式流量计也已经引入了计算机技术，仪表自带单片机，完成流量系数整量化，瞬时流量计算，积分运算，瞬时流量和累积流量的就地显示等，内置两节锂电池，可供仪表运行8年。

仪表的OC门输出口靠仪表外部提供的电源工作，可输出经整量化的幅值足够大的脉冲信号（例如小口径仪表流量系数取100P/L），远传到1km以内的控制室或操作站，供记录、调节等使用。

容积式流量计按其原理分有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、旋转活塞式流量计等多种，但是小口径容积式流量计有个共同要求，即仪表前面足够近的地方要加装过滤器，而且仪表口径越小，过滤网的目数越高。

例如，25～50mm口径需（每25.4mm长度）60目过滤网，20mm口径需（每25.4mm长度）80目，不大于15mm口径需（每25.4mm长度）200目等。

（4）热式流量计用于微小流量测量的热式流量计是一种直接式质量流量计。

是利用传热原理测量流量的仪表，即流动中的流体与热源（流体中外加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表。

热式流量计用得最多的有两类，一类是利用流动流体传递热量，改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计（thermal profile flowmeter）,曾称量热式流量计；另一类是利用热消散（冷却）效应的金氏定律（King′s law）热式流量计。