關于流量儀表的類型分類以及原理分析

（文章來源：LR龍潤儀表）

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，現代流量測量技術日益發(fā)展。根據各種測量原理生產使用的流量計已經超過一百種。按技術部門劃分，目前使用的流量計可分為兩類:傳統(tǒng)流量計和新技術流量計。傳統(tǒng)的流量計主要有孔板流量計、噴嘴流量計、文丘里管流量計、體積流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、浮子流量計等。

孔板流量計是差壓流量計。其原理是，流體流過管道孔板時，孔板形成局部收縮，流速增加，靜壓降低，孔板前后產生小的靜壓差，差壓值測量，以確定流速。是測量液體、氣體和蒸汽流量的典型流量計。優(yōu)點:大直徑，活動部件，適合耐久性；使用時間長，最完整的標準規(guī)定；制作容易，價格便宜。缺點:測量范圍窄；壓力損失大。測量精度受安裝條件、人因素的影響。前后直線段必須較長。

噴嘴流量計是根據流體力學的Laval噴嘴原理設計和制造的，當噴嘴出口壓力與入口壓力的比率為0.528時，噴嘴中的氣流速度達到超音速速速度，壓力比持續(xù)下降，氣流保持不變。優(yōu)點:標準噴嘴歷史悠久，沒有活動部件，結構簡單、堅固、可靠、標準化高。缺點:生產制造復雜，單價高。

文丘里管是標準節(jié)流裝置，是根據文丘里效應開發(fā)的節(jié)流流量傳感器。文丘里管按結構分為通用文丘里管和標準文丘里管。流體流經管道內部的油門時，流速在文丘里木頭收縮，流速增加，靜壓減少，文推理木頭前后發(fā)生汽壓的測量原理。通過測量差壓的大小計算流量的大小。優(yōu)點:壓力損失小，計算準確，能耗低，結構簡單，安裝方便。缺點:僅適用于干凈的氣體或液體測量。長期使用時磨損嚴重，影響測量精度。范圍小。價錢貴。

體積流量計是一種流量計，使用機械測量零件將流體連續(xù)分割成單個已知體積，連續(xù)填充和釋放體積部分，從而累積流體總量。廣泛用于測量石油、飲料流體、氣體和水流。是流量計中最精確的儀表之一。容積流量計分為雙轉子流量計、橢圓齒輪流量計、旋轉活塞流量計、刮板流量計、往復活塞流量計、液封鼓流量計、盤式流量計、濕式氣體流量計和膜式氣體流量計。

優(yōu)點:測量精度高，安裝管道條件不影響測量精度，可用于測量高粘度液體，范圍廣。缺點:結構復雜，體積大。僅適用于干凈的單相流體。操作過程中發(fā)生噪音和振動。容易磨損。

渦輪流量計的原理是速度流量計，流體首先通過特殊結構的前導流板，加快速度，流體通過渦輪機，并為渦輪產生旋轉力矩。渦輪的旋轉角速度與流量呈線性關系。信號檢測裝置利用電磁感應原理，通過前置放大器放大誘發(fā)的脈沖信號，計算成型和溫度、壓力補償后瞬時體積流量和累積流量。

優(yōu)點:抗干擾能力，高精度，無零漂；范圍廣，結構簡單，安裝維護方便。缺點:易受流體流動特性和介質類型的影響。長期使用軸承會很好地磨損，因此儀表特性會受到影響。

超聲波流量計是根據法拉第電磁感應定律測量導電介質所用的流量計，是隨著電子技術的發(fā)展迅速發(fā)展的新型流量計。檢測零件位于流量計管道外部，因此可以測量污染、腐蝕性高的介質。隨著科學技術的發(fā)展，新興的無電極超聲波流量計能抵抗泥漿噪音，可以穩(wěn)定地測量低導電流體。

優(yōu)點:結構簡單，移動部件，無壓力損失，測量臟介質和腐蝕性介質，反應性，可測量的正向和反向流量。缺點:氣體、蒸汽和氣體更多的液體是無法測量的。電導率極低的液體介質無法測量，一般工業(yè)超聲波流量計無法測量高溫介質和低溫介質；易受外部電磁干擾。

浮子流量計也稱為轉子流量計，是通過改變垂直錐形管道中流量的大小而上升，以及改變它們之間的循環(huán)區(qū)域而測量的體積流量計。浮子流量計是繼差壓流量計之后應用最廣泛的流量計，在小流量測量中尤其重要。優(yōu)點:對簡單結構、小口徑、低流量、低壓力損失、大范圍和直管段的要求不高。缺點:低內壓，易碎玻璃管。

新技術流量計很有可能發(fā)展成超聲波流量計、質量流量計、流體振動流量計。超聲波流量計是利用流體對超聲波的影響測量流量的儀器。是70年代隨著集成電路技術的發(fā)展而迅速發(fā)展和應用的無接觸儀器。流體是根據超聲波在流體沿下游流動時傳播的速度差與流體的流速成正比的原則測量的。根據原理可分為時差、差、頻差、多普勒超聲波流量計(適用于兩相流量測量)。隨著技術的發(fā)展，Instromet公司在超聲波傳感器中引入了人工智能技術，實現了真正的高精度氣體流量測量。優(yōu)點:無壓力損失，范圍廣，最高400: 1。缺點:對入口速度敏感，所需分支段的長度較長。

超聲波流量計具有自身的優(yōu)點，近年來迅速發(fā)展和普及，尤其適用于大直徑管道測量，未來攜帶方便、通用性高，預計在不受測量環(huán)境影響的情況下雙向發(fā)展。質量流量計可分為直接和間接兩種。直接質量流量計采用與質量流量相關的原理進行測量。間接質量流量計直接乘以濃度計和體積流量，得到質量流量。目前應用最廣泛的是直接質量流量計，分別是熱質量流量計和科里奧利質量流量計。

熱質量流量計是利用流動流體和熱源之間的熱交換關系測量流量的計量器，其優(yōu)點是非活動零件和低壓損失。缺點是由于介質成分容易受到影響，因此在天然氣測量中不被廣泛使用。

科里奧利流量計是通過在振動流體管內生成與質量流動相對應的彎曲來測量的。精度高，質量流量和密度可直接測量，優(yōu)點是用戶不僅可以知道流體的體積，還可以知道其配置。缺點是壓力損失大，易受流體溫度和壓力影響。計量器的精度高，是一種很有前途的質量流量計。

流體振動流量計根據引起流體振動的原理可分為渦流型和噴流型。渦流體振動流量計由渦流流量計和渦流流量計組成，基本工作原理是流體與通過特定管道流動的渦流振動頻率和流量成正比。

渦街流量計的優(yōu)點是壓力損失小，需要的直段長，容易受管道振動的影響。旋流流量計具有更高的精度，所需的直線段較短，最小流量較低，抗干擾能力更強，缺點是壓力損失較大。噴氣流量計的原理基于科恩達效應，即高速氣流沿著物體表面的角附著到表面的現象。流體通過噴嘴形成高速射流，對墻壁產生附著效果，因此稱為射流流量計。流體粘度會影響墻附著效果，因此限制其應用。但是因為有流體放大，所以小流量測量有很大的優(yōu)點。
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