流量计种类及原理

16、用孔板流量计测量气氨流量，设计压力为 0.2mpa（表压），温度为 20℃， 而实际压力为 0.15mpa（表压），温度为 30℃，则实际指示流量是设计流量的 （0.897）倍。
17、节流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5） d，为了正确测量，孔板前的直管段最好为（30～50）d，特别是孔板前有泵或调 节阀时更是如此。
必须消除各种干扰信号，有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能，最好 采用微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质选择励磁方式 和频率，可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂，成本较高。
新型 SBL 靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器，它完全消除了上述力 平衡机构的缺点，新型靶式流量计还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换 器和显示部分，流量计具有一系列优点，相信今后在众多流量计中发挥重要的作 用。
差压式 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件与流体相互作用产生的差压， 已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 差压式流量计由一次装置(检测件）和二次装置（差压转换器和流量显示仪 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、皮托管原理式-毕托巴流量计等。 二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪 表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的 一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。
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。[4]
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测量； （4）范围度宽； （5）直读式仪表无需外部能源可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。 缺点：
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差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、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程度分为二大类：标准的和非标准的。 所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流 标定即可确定其流量值和估算测量误差。 非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。差压式流 量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。由于各 种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流 量计。 差压式流量计流体体积流量公式为： v=aA √2/j(p-q) v--体积 j--液体密度 a--流量系数，与流道尺寸 取压方式和流速公布有关 A--孔板开孔面积 p-q--压力差 优点： （1）应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长； （2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟； （3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 缺点： （1）测量精度普遍偏低； （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）。 注：一种新型产品：引进美国航天航空局而开发的平衡流量计，这种流量计 的测量精度是传统节流装置的 5-10 倍，永久压力损失 1/3。压力恢复快 2 倍， 最小直管段可以小至 1.5D，安装和使用方便，大大减少流体运行的能力消耗。 应用概况： 差压式流量计应用范围特别广泛。在封闭管道的流量测量中各种对象都有应 用。如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、 高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几 mm 到几 m；流动条件方面： 亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的 1/4~1/3。 1、常用标准节流装置（孔板）、（喷嘴）、（文丘利管）。 2、常用非标准节流装置有（双重孔板）、（圆缺孔板）、（1/4 圆喷嘴） 和（文丘利喷嘴）。 3、孔板常用取压方法有（角接取压）、（法兰取压），其它方法有（理论 取压）、（径距取压）和（管接取压）。 4、标准孔板法兰取压法，上下游取压孔中心距孔板前后端面的间距均为 （25.4±0.8）mm，也叫 1 英寸法兰取压。 5、1151 变送器的工作电源范围（12）vdc 到（45）vdc，负载从（0）欧姆 到（1650）欧姆。 6、1151dp4e 变送器的测量范围是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。 7、1151 差压变送器的最大正迁移量为（500%），最大负迁移量为（600%）。 8、管道内的流体速度，一般情况下，在（管道中心线）处的流速最大，在 （管壁）处的流速等于零。 9、若（雷诺数）相同，流体的运动就是相似的。 10、当充满管道的流体流经节流装置时，流束将在（缩口）处发生（局部收 缩），从而使（流速）增加，而（静压力）降低。 11、1151 差压变送器采用可变电容作为敏感元件，当差压增加时，测量膜 片发生位移，于是低压侧的电容量（增加），高压侧的电容量（减少） 12、1151 差压变送器的最小调校量程使用时，则最大负荷迁移为量程的 （600%），最大正迁移为（500%），如果在 1151 的最大调校量程使用时，则最 大负迁移为（100%），正迁移为（0%）。 13、1151 差压变送器的精度为（±0.2%）和（±0.25%）。 注：大差压变 送器为±0.25% 14、常用的流量单位、体积流量为（m3/h）、（t/h），质量流量为（kg/h）、 （t/h），标准状态下气体体积流量为（nm3/h）。 15、用孔板流量计测量蒸汽流量，设计时，蒸汽的密度为 4.0kg/m3，而实 际工作时的密度为 3kg/m3，则实际指示流量是设计流量的（0.866）倍。
旧式的 60 多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限 Baidu Nhomakorabea。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量 和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。
此外，按测量原理可分为如下几个大类： 1、力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式； 利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体 动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街 式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 2、电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变 电阻式等。 3、声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式（冲击波 式）等。 4、热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热 式等。 5、光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 6、原子物理原理：核磁共振式、核辐射式等是属于此类原理的仪表． 7、其它原理：有标记原理（示踪原理、核磁共振原理）、相关原理等。 本文按照目前最流行、最广泛的分类法分别来阐述各种流量计的原理、特点、 应用概况及国内外的发挥在那情况： 靶式 靶式流量计是基于力学原理的一种流量计，它在工业上的开发应用已有数十 年的历史。新型 SBL 靶式流量计是在传统靶式流量计的基础上，随着新型传感器、 微电子技术的发展研制开发成的新型电容力感应式流量计，它既有孔板、涡街等 流量计无可动部件的特点，同时又具有很高的灵敏度、与容积式流量计相媲美的 准确度，量程范围宽。[1] 中国于 20 世纪 70 年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元 组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，这 种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷，如零位易漂移，测 量精确度低，杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累，靶式流量 计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥，至今用户对旧靶式流量计的不良印象 仍未消除。
流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。2011 年以前可供工业 用的流量仪表种类达 60 种之多。品种如此之多的原因就在于没有一种对任何流 体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表，但是随着时 代的进步，这个科技大爆炸的时代里，终于出现了一个最新产品-质量流量计， 质量流量计适用于任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件，只是 价格比较昂贵，无法在所以工业中都得到普及。
18、为了使孔板流量计的流量系数 α 趋向定值，流体的雷诺数应大于（界 限雷诺数）。
19、在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（垂直），不应有 （可见伤痕），上游面和下游面应（平行），上游入口边缘应（锐利无毛刺和伤 痕）。
浮子 浮子流量计，又称转子流量计、金属转子流量计、成丰玻璃转子流量计，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由地上升和下降。 浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、 微流量方面有举足轻重的作用。 80 年代中期，日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的 15%~20%。中国产 量 1990 年估计在 12~14 万台，其中 95%以上为玻璃锥管浮子流量计。[3] 特点： （1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，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。 容积式 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。
（1）结果复杂，体积庞大； （2）被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大： （3）不适用于高、低温场合； （4）大部分仪表只适用于洁净单相流体； （5）产生噪声及振动。 应用概况： 容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计， 常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。 1990 年产量（不包括家用煤气表）为 34 万台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分 别占 70%和 20% 电磁流量计 1、优点 (1)电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。 (2)无压力损失。 (3)测量范围大，电磁流量变送器的口径从 2.5mm 到 2.6m。 (4)电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量，测量原理中不涉及流 体的温度、压力、密度和粘度的影响。 2、缺点 (1)电磁流量计的应用有一定局限性，它只能测量导电介质的液体流量，不 能测量非导电介质的流量，例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件 下其衬里需考虑。 (2)电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按 照计量要求，对于液态介质，应测量质量流量，测量介质流量应涉及到流体的密 度，不同流体介质具有不同的密度，而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不 考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。 (3)电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂，且要求更严格。变送器和 转换器必须配套使用，两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器 时，从安装地点的选择到具体的安装调试，必须严格按照产品说明书要求进行。 安装地点不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接 触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必须排尽测量管 中存留的气体，否则会造成较大的测量误差。 (4)电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在测 量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来测量误差，电极上污垢物达到 一定厚度，可能导致仪表无法测量。 (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，造成测量误 差。如 100mm 口径仪表内径变化 1mm 会带来约 2%附加误差。 (6)变送器的测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。为了准确测量流量，