對(duì)于各類流量計(jì)工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)的詳細(xì)分析

測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表．流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一．隨著工業(yè)生 產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來越高，流量測(cè)量技術(shù)日新月異．為了適應(yīng)各種用途， 各種類型的流量計(jì)相繼問世。目前已投入使用的流量計(jì)已超過 100 種。

每種產(chǎn)品都有它特定的適用性,也都有它的局限性。按測(cè)量原理分有力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原 理、電學(xué)原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。

按流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分類。有容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、流體振蕩流量計(jì)中的渦街流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和插入式流量計(jì)。

按測(cè)量對(duì)象劃分就有封閉管道和明渠兩大類;按測(cè)量目的又可分為總量測(cè)量和流量測(cè)量,其儀表分別 稱作總量表和流量計(jì)。總量表測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流量,是以短暫時(shí)間內(nèi)流過的總量除以該時(shí)間的 商來表示,實(shí)際上流量計(jì)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(yán)格意義來分流量計(jì)和總量表已無實(shí)際意義。

一、按測(cè)量原理分類

1.力學(xué)原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式；利用動(dòng)量定理的沖量式、 可動(dòng)管式；利用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式；利用流體動(dòng)量原理的靶式；利用角動(dòng)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。

2.電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。

3.聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測(cè)量的有超聲波式．聲學(xué)式(沖擊波式)等。

4.熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

5.光學(xué)原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。

6.原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表．

7.其它原理：有標(biāo)記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關(guān)原理等。

二、按流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理分類

按當(dāng)前流量計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際情況，根據(jù)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理，大致上可歸納為以下幾種類型：

1差壓式流量計(jì)

差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測(cè)件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺 寸來計(jì)算流量的儀表。

差壓式流量計(jì)由一次裝置(檢測(cè)件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測(cè)件形式 對(duì)差壓式流量計(jì)分類,如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)等。

二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì),差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表,它既可測(cè)量流量參數(shù),也可測(cè)量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。

差壓式流量計(jì)的檢測(cè)件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益式及射流式幾大類。

檢測(cè)件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類:標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。

所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和 估算測(cè)量誤差。

非標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)件是成熟程度較差的,尚未列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測(cè)件。

差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用最廣泛的流量計(jì),在各類流量?jī)x表中其使用量占居首位。近年來,由于各種 新型流量計(jì)的問世,它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計(jì)。

優(yōu)點(diǎn):

(1)應(yīng)用最多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長(zhǎng);

(2)應(yīng)用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計(jì)可與之相比擬;

(3)檢測(cè)件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。

缺點(diǎn):

(1)測(cè)量精度普遍偏低;

(2)范圍度窄,一般僅 3:1~4:1;

(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高;

(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。

應(yīng)用概況:

差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測(cè)量中各種對(duì)象都有應(yīng)用,如流體方面:單相、混 相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態(tài)方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾 mm 到幾 m;流動(dòng)條件方面:亞音速、音速、脈動(dòng)流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計(jì)全部用量的 1/4~1/3。

2孔板流量計(jì)

優(yōu)點(diǎn)：

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量 計(jì)中亦是唯一的。結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；

應(yīng)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(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。

檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn)，便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；

缺點(diǎn)：

測(cè)量的重復(fù)性、精確度在流量計(jì)中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，精確度難于提 高。范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),一般范圍度僅 3∶1 ～ 4∶1。有較長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度要求，一般難于滿足。尤其對(duì)較大管徑，問題更加突出；壓力損失大； 通常為維持一臺(tái)孔板流量計(jì)正常運(yùn)行，水泵需要附加動(dòng)力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由

壓力損失和流量計(jì)算確定。一年約需多耗電數(shù)萬度，折合人民幣數(shù)萬元。下表中列出了孔板在正常壓力

損失情況下的能耗計(jì)算結(jié)果。其中運(yùn)行天數(shù)按三百五十天計(jì)算，電價(jià)按 0.35 元/度計(jì)算。由表中計(jì)算電耗數(shù)據(jù)可見，孔板的附加運(yùn)行費(fèi)用是極高的，而采用彎管流量計(jì)該運(yùn)行費(fèi)用為零！

孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度，因此對(duì)腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長(zhǎng)期使用精度難以保證， 需每年拆下強(qiáng)檢一次。采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護(hù)工作量。

3浮子流量計(jì)

浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì),是變面積式流量計(jì)的一種,在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的,從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。

浮子流量計(jì)是僅次于差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍最寬廣的一類流量計(jì),特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。

80 年代中期,日本、西歐、美國(guó)的銷售金額占流量?jī)x表的 15%~20%。我國(guó)產(chǎn)量 1990 年估計(jì)在 12~14 萬臺(tái),其中 95%以上為玻璃錐管浮子流量計(jì)。

特點(diǎn):

(1)玻璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,缺點(diǎn)是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風(fēng)險(xiǎn); (2)適用于小管徑和低流速;

(3)壓力損失較低。

4容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì),又稱定排量流量計(jì),簡(jiǎn)稱 PD流量計(jì),在流量?jī)x表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測(cè) 量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分,根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體 的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。

容積式流量計(jì)按其測(cè)量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。

優(yōu)點(diǎn):

(1)計(jì)量精度高;

(2)安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響;

(3)可用于高粘度液體的測(cè)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(jì),總量,清晰明了,操作簡(jiǎn)便。

缺點(diǎn):

(1)結(jié)果復(fù)雜,體積龐大;

(2)被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大;

(3)不適用于高、低溫場(chǎng)合;

(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體;

(5)產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。

應(yīng)用概況:

容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì),常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油 品、天然氣等)的總量測(cè)量。

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家近年 PD流量計(jì)(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量?jī)x表的 13%~23%;我國(guó) 約占 20%,1990 年產(chǎn)量(不包括家用煤氣表)估計(jì)為 34 萬臺(tái),其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占 70%和 20%。

5污水流量計(jì)種類

污水流量計(jì)按計(jì)量原理分類：

1、流量計(jì)有節(jié)流式流量計(jì)、畢托管流量計(jì)、均速管流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、靶式流量計(jì)，這些流量計(jì)是利用伯努利方程原理，通過測(cè)量流體差壓信號(hào)反映流量;

2、流量計(jì)有渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、多普勒超聲波流量計(jì)、熱線測(cè)速流量計(jì)，這些是通過測(cè)量流體流速來反映流量;

3、流量計(jì)有齒輪式流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)，這些是通過測(cè)量一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的小容積來反映流量;

4、流量計(jì)有熱式質(zhì)量流量計(jì)、差壓式質(zhì)量流量計(jì)、葉輪式質(zhì)量流量計(jì)、哥力式質(zhì)量流量計(jì)、間接式質(zhì)量流量計(jì)，這些是通過測(cè)量流體質(zhì)量來反映流量;

5、流量計(jì)有堰槽式流量計(jì)，它是通過測(cè)量液位來反映流量。

污水流量計(jì)特點(diǎn)：

1、污水流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固可靠、使用壽命長(zhǎng)。

2、測(cè)量管內(nèi)無活動(dòng)部件和阻力部件，無壓損，不會(huì)產(chǎn)生阻塞 測(cè)量可靠，抗干擾能力強(qiáng) 體積小、重量輕、安裝方便、維護(hù)量小、測(cè)量范圍寬，測(cè)量不受流體溫度、密度、壓力、粘度、電導(dǎo)率等變化的影響，可在老管道上開孔改造安裝，施工安裝簡(jiǎn)單，工程量小。

6渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì),是速度式流量計(jì)中的主要種類,它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推 導(dǎo)出流量或總量的儀表。

一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。

渦輪流量計(jì)和容積式流量計(jì)、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)稱為流量計(jì)中三類重復(fù)性、精度最佳的產(chǎn)品,作為十大類型流量計(jì)之一,其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。

優(yōu)點(diǎn):

(1)高精度,在所有流量計(jì)中,屬于最精確的流量計(jì);

(2)重復(fù)性好;

(3)元零點(diǎn)漂移,抗干擾能力好;

(4)范圍度寬;

(5)結(jié)構(gòu)緊湊。

缺點(diǎn):

(1)不能長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性;

(2)流體物性對(duì)流量特性有較大影響。

應(yīng)用概況:

渦輪流量計(jì)在以下一些測(cè)量對(duì)象獲得廣泛應(yīng)用:石油、有機(jī)液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流

體統(tǒng)在歐洲和美國(guó),渦輪流量計(jì)在用量上是僅次于孔板流量計(jì)的天然計(jì)量?jī)x表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了 2600 多臺(tái)各種尺寸,壓力從 0.8~6.5MPa 的氣體渦輪流量計(jì),它們已成為優(yōu)良的天然氣計(jì)量?jī)x表。

7渦街流量計(jì)(USF)

渦街流量計(jì)是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體,流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交 錯(cuò)排列的游渦的儀表。當(dāng)通流截面一定時(shí)，流速與導(dǎo)容積流量成正比。因此，測(cè)量振蕩頻率即可測(cè)得流量．渦街流量計(jì)按頻率檢出方式可分為:應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動(dòng)體式、光電式及超聲式 等。 這種流量計(jì)是 70 年代開發(fā)和發(fā)展起來的．由于它兼有無轉(zhuǎn)動(dòng)部件和脈沖數(shù)字輸出的優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā) 展前途。

優(yōu)點(diǎn)

（1）渦街流量計(jì)無可動(dòng)部件，測(cè)量元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，使用壽命長(zhǎng)。

（2） 渦街流量計(jì)測(cè)量范圍寬。量程比一般能達(dá)到 1：10。

（3） 渦街流量計(jì)的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數(shù)的影響。一般不需 單獨(dú)標(biāo)定。它可以測(cè)量液體、氣體或蒸汽的流量。

（4） 它造成的壓力損失小。

（5） 準(zhǔn)確度較高，重復(fù)性為 0.5％，且維護(hù)量小。

缺點(diǎn)

（1） 渦街流量計(jì)工作狀態(tài)下的體積流量不受被測(cè)流體溫度、壓力、密度等熱工參數(shù)的影響，但液體或蒸汽的最終測(cè)量結(jié)果應(yīng)是質(zhì)量流量，對(duì)于氣體，最終測(cè)量結(jié)果應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)體積流量。質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體 積流量都必須通過流體密度進(jìn)行換算，必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。

（2）造成流量測(cè)量誤差的因素主要有：管道流速不均造成的測(cè)量誤差；不能準(zhǔn)確確定流體工況變化時(shí)的介質(zhì)密度；將濕飽和蒸汽假設(shè)成干飽和蒸汽進(jìn)行測(cè)量。這些誤差如果不加以限制或消除，渦街流量計(jì) 的總測(cè)量誤差會(huì)很大。

（3）抗振性能差。外來振動(dòng)會(huì)使渦街流量計(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，甚至不能正常工作。通道流體高流速?zèng)_擊會(huì)使渦街發(fā)生體的懸臂產(chǎn)生附加振動(dòng)，使測(cè)量精度降低。大管徑影響更為明顯。

（4）對(duì)測(cè)量臟污介質(zhì)適應(yīng)性差。渦街流量計(jì)的發(fā)生體極易被介質(zhì)臟污或被污物纏繞，改變幾何體尺寸， 對(duì)測(cè)量精度造成極大影響。

（5）直管段要求高。專家指出，渦街流量計(jì)直管段一定要保證前 40D 后 20D，才能滿足測(cè)量要求。

（6）耐溫性能差。渦街流量計(jì)一般只能測(cè)量 300℃以下介質(zhì)的流體流量。

USF 在 60 年代后期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用,80 年代后期起在各國(guó)流量?jī)x表銷售金額中已占 4%~6%。1992 年世界 范圍估計(jì)銷售量為 3.54.8萬臺(tái),同期國(guó)內(nèi)產(chǎn)品估計(jì)在 8000~9000 臺(tái)。

8電磁流量計(jì) (EMF)

電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電性液體的儀表。

電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性,可以解決其它流量計(jì)不易應(yīng)用的問題,如臟污流、腐蝕流的測(cè)量。

70、80 年代電磁流量在技術(shù)上有重大突破,使它成為應(yīng)用廣泛的一類流量計(jì),在流量?jī)x表中其使用量百分?jǐn)?shù)不斷上升。

優(yōu)點(diǎn):

(1)測(cè)量通道是段光滑直管,不會(huì)阻塞,適用于測(cè)量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;

(2)不產(chǎn)生流量檢測(cè)所造成的壓力損失,節(jié)能效果好;

(3)所測(cè)得體積流量實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響;

(4)流量范圍大,口徑范圍寬;

(5)可應(yīng)用腐蝕性流體。

缺點(diǎn):

（1）電磁流量計(jì)的應(yīng)用有一定局限性，它只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，不能測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。

（２）電磁流量計(jì)是通過測(cè)量導(dǎo)電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計(jì)量要求，對(duì)于液態(tài)介質(zhì)，應(yīng)測(cè)量質(zhì)量流量，測(cè)量介質(zhì)流量應(yīng)涉及到流體的密度，不同流體介質(zhì)具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不合適的。

（３）電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試比其它流量計(jì)復(fù)雜，且要求更嚴(yán)格。變送器和轉(zhuǎn)換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號(hào)的儀表配用。在安裝變送器時(shí)，從安裝地點(diǎn)的選擇到具體的安裝調(diào)試，必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行。安裝地點(diǎn)不能有振動(dòng)，不能有強(qiáng)磁場(chǎng)。在安裝時(shí)必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測(cè)流體等電位。在使用時(shí)，必須排盡測(cè)量管中存留的氣體，否則會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。

（４）電磁流量計(jì)用來測(cè)量帶有污垢的粘性液體時(shí)，粘性物或沉淀物附著在測(cè)量管內(nèi)壁或電極上，使變送器輸出電勢(shì)變化，帶來測(cè)量誤差，電極上污垢物達(dá)到一定厚度，可能導(dǎo)致儀表無法測(cè)量。

（５）供水管道結(jié)垢或磨損改變內(nèi)徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測(cè)量誤差。如100ｍｍ口徑儀表內(nèi)徑變化1ｍｍ會(huì)帶來約2％附加誤差。

（６）變送器的測(cè)量信號(hào)為很小的毫伏級(jí)電勢(shì)信號(hào)，除流量信號(hào)外，還夾雜一些與流量無關(guān)的信號(hào)，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準(zhǔn)確測(cè)量流量，必須消除各種干擾信號(hào)，有效放大流量信號(hào)。應(yīng)該提高流量轉(zhuǎn)換器的性能，最好采用微處理機(jī)型的轉(zhuǎn)換器，用它來控制勵(lì)磁電壓，按被測(cè)流體性質(zhì)選擇勵(lì)磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進(jìn)的儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

（７）價(jià)格較高

應(yīng)用概況:

電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程;中小口徑常用于高要求或難測(cè)場(chǎng)合,如鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制,造紙工業(yè)測(cè)量紙漿液和黑液,化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化學(xué)等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。?EMF從50年代初進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以來,使用領(lǐng)域日益擴(kuò)展,80年代后期起在各國(guó)流量?jī)x表銷售金額中已占16%~20%。?我國(guó)近年發(fā)展迅速,1994年銷售估計(jì)為6500~7500臺(tái)。國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)最大口徑為2~6m的ENF,并有實(shí)流校驗(yàn)口徑3m的設(shè)備能力。

9超聲流量計(jì)

超聲波流量計(jì)是基于超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的速度等于被測(cè)介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設(shè)計(jì)的。它也是由測(cè)流速來反映流量大小的。超聲波流量計(jì)雖然在70年代才出現(xiàn)，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計(jì)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行開口流量測(cè)量，對(duì)流體又不產(chǎn)生擾動(dòng)和阻力，所以很受歡。

超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分可分為時(shí)差式和多普勒式

利用時(shí)差式原理制造的時(shí)差式超聲流量計(jì)近年來得到廣泛的關(guān)注和使用，是目前企事業(yè)使用最多的一種超聲波流量計(jì)。

利用多普勒效應(yīng)制造的超聲多普勒流量計(jì)多用于測(cè)量介質(zhì)有一定的懸浮顆?；驓馀萁橘|(zhì)，使用有一定的局限性，但卻解決了時(shí)差式超聲波流量計(jì)只能測(cè)量單一清澈流體的問題，也被認(rèn)為是非接觸測(cè)量雙相流的理想儀表。

優(yōu)點(diǎn):

（1）超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量?jī)x表，可用來測(cè)量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。

（2）可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。

（3）超聲波流量計(jì)的測(cè)量范圍大，管徑范圍從20mm～５m.

（4）超聲波流量計(jì)可以測(cè)量各種液體和污水流量。

（5）超聲波流量計(jì)測(cè)量的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。

缺點(diǎn):

（1）超聲波流量計(jì)的溫度測(cè)量范圍不高，一般只能測(cè)量溫度低于200℃的流體。

（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測(cè)量精度。

（3）直管段要求嚴(yán)格，為前20D,后5D。否則離散性差，測(cè)量精度低。

（4）安裝的不確定性，會(huì)給流量測(cè)量帶來較大誤差。

（5）測(cè)量管道因結(jié)垢，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度，帶來顯著的測(cè)量誤差，甚至在嚴(yán)重時(shí)儀表無流量顯示

（6）可靠性、精度等級(jí)不高（一般為1.5～2.5級(jí)左右），重復(fù)性差。

（7）使用壽命短（一般精度只能保證一年）。

（8）超聲波流量計(jì)是通過測(cè)量流體速度來確定體積流量，對(duì)液體應(yīng)該測(cè)量它的質(zhì)量流量，儀表測(cè)量質(zhì)量流量是通過體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測(cè)量流體速度的同時(shí)，又測(cè)量了流體密度，才能通過運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。

應(yīng)用概況:

傳播時(shí)間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗(yàn);

多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。

10質(zhì)量流量計(jì)

由于流體的容積受溫度、壓力等參數(shù)的影響，用容積流量表示流量大小時(shí)需給出介質(zhì)的參數(shù)。在介質(zhì)參數(shù)不斷變化的情況下，往往難以達(dá)到這一要求，而造成儀表顯示值失真。因此，質(zhì)量流量計(jì)就得到廣泛的應(yīng)用和重視。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。直接式質(zhì)量流量計(jì)利用與質(zhì)量流量直接有關(guān)的原理進(jìn)行測(cè)量，目前常用的有量熱式、角動(dòng)量式、振動(dòng)陀螺式、馬格努斯效應(yīng)式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計(jì)。間接式質(zhì)量流量計(jì)是用密度計(jì)與容積流量直接相乘求得質(zhì)量流量的。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，流動(dòng)工質(zhì)的溫度、壓力等運(yùn)行參數(shù)不斷提高，在高溫高壓的情況下，由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面的原因，直接式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用遇到困難，而間接式質(zhì)量流量計(jì)由于密度計(jì)受濕度和壓力適用范圍的限制，往往也不好實(shí)際應(yīng)用。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的是溫度壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)?？砂阉醋饕环N間接式質(zhì)量流量計(jì)，不是配用密度計(jì)，而是利用溫度、壓力與密度間的關(guān)系，用溫度、壓力信號(hào)經(jīng)函數(shù)運(yùn)算為密度信號(hào)，與容積流量相乘而得到質(zhì)量流量．目前溫度、壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)雖已實(shí)用化，但當(dāng)被測(cè)介質(zhì)參數(shù)變化范圍很大或很迅速時(shí)，正確地補(bǔ)償將很困難或不可能，因此進(jìn)一步研究在實(shí)際生產(chǎn)中適用的質(zhì)量流量計(jì)和密度計(jì)還是一個(gè)課題。

11熱式質(zhì)量流量計(jì)（恒溫差TMF）

優(yōu)點(diǎn):

（1）球閥安裝，安裝拆卸方便。并可以帶壓安裝。

（2）基于金氏定律，直接測(cè)量質(zhì)量流量。測(cè)量值不受壓力和溫度影響。

（3）響應(yīng)迅速。

（4）量程范圍大，管道式安裝最小可以測(cè)量8.8mm管道的流量，最大可以測(cè)到30’’

（5）插入式類型的流量計(jì)，一支流量計(jì)可以用于測(cè)量多種管徑。

缺點(diǎn):

（1）精度不及其他類型流量計(jì)，一般為3％。

（2）適用范圍窄，只能用于測(cè)量干燥的非爆炸性的氣體，如壓縮空氣、氮?dú)?、氬氣及其他中性氣體。

12科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(CMF)

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱CMF)是利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí),產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。

我國(guó)CMF的應(yīng)用起步較晚,近年已有幾家制造廠(如太行儀表廠)自行開發(fā)供應(yīng)市場(chǎng);還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)系列儀表。

國(guó)外CMF已發(fā)展30余系列，各系列開發(fā)在技術(shù)上著眼點(diǎn)在于:流量檢測(cè)測(cè)量管結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)創(chuàng)新;提高儀表零點(diǎn)穩(wěn)定性和精確度等性能;增加測(cè)量管撓度,提高靈敏度;改善測(cè)量管應(yīng)力分布,降低疲勞損壞,加強(qiáng)抗振動(dòng)干擾能力等。

13明渠流量計(jì)

與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測(cè)量自由表面自然流的流量?jī)x表。

非滿管態(tài)流動(dòng)的水路稱作明渠,測(cè)量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(jì)(open channel flowmeter)。

明渠流量計(jì)除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。

明渠流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業(yè)水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。有人估計(jì)1995臺(tái),約占流量?jī)x表整體的1.6%,但是國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚無估計(jì)數(shù)據(jù)。

14靜電流量計(jì)(electrostatic flowmeter)

日本東京技術(shù)學(xué)院研制適用于石油輸送管線低導(dǎo)電液體流量測(cè)量的靜電流量計(jì)。

靜電流量計(jì)的金屬測(cè)量管絕緣地與管系連接,測(cè)量電容器上靜電荷便可知道測(cè)量管內(nèi)的電荷。他們分別作了內(nèi)徑4~8mm銅、不銹鋼等金屬和塑料測(cè)量管儀表的實(shí)流試驗(yàn),試驗(yàn)表明流量與電荷之間接近于線性。

15復(fù)合效應(yīng)流量?jī)x表(combined effects meter)

該儀表的工作原理是基于流體的動(dòng)量和壓力作用于儀表腔體產(chǎn)生的變形,測(cè)量復(fù)合效應(yīng)的變形求取流量。本儀表由美國(guó)GMI工程和管理學(xué)院開發(fā),已申請(qǐng)兩項(xiàng)專利。

16轉(zhuǎn)速表式流量傳感器(tachmetric flowrate sensor)

它是由俄羅斯科學(xué)工程中心工業(yè)儀表公司開發(fā)，是基于懸浮效應(yīng)理論研制的。該儀表已在若干現(xiàn)場(chǎng)成功的應(yīng)用(例如在核電站安裝2000余臺(tái)測(cè)量熱水流量，連續(xù)使用8年),且還在改進(jìn)以擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。