种种流量计事情原理及优缺陷，流量计是产业丈量中紧张的仪表之一
丈量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是产业丈量中紧张的仪表之一。随着产业消费的提高，对流量丈量的准确度和范围的要求越来越高。流量丈量武艺与日俱增，为了顺应种种用处，种品种型的流量计相继问世，现在已投入使用的流量计已凌驾 100 种。
流量计
每种产物都有它特定的实用性，也都有它的范围性。按丈量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的布局原理举行分类，有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮替量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插进式流量计。
按丈量目标区分，就有关闭管道和明渠两大类；按丈量目标又可分为总量丈量和流量丈量，其仪表分散称作总量表和流量计。总量表丈量一段时间内流过管道的流量，是以暂时且间内流过的总量除以该时间的商来表现，实践崇高量计通常亦备有累积流量安装，做总量表使用，而总量表亦备有流量发讯安装。因此, 以严厉意义来分流量计和总量表已无实践意义。
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按丈量原理分类
1.力学原理：属于此类原理的仪表有使用伯努利定理的差压式、转子式；使用动量定理的冲量式、可动管式；使用牛顿第二定律的直接质量式；使用流体动量原理的靶式；使用角动量定理的涡轮式；使用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；使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：使用声学原理举行流量丈量的有超声波式、声学式(打击波式)等。
4.热学原理：使用热学原理丈量流量的有热量式、直接量热式、直接量热式等。
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.别的原理：有标志原理(示踪原理、核磁共振原理)、干系原理等。
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按流量计布局原理分类
按如今流量计产物的实践情况，依据流量计的布局原理，大抵上可总结为以下几品种型：
1.差压式流量计
差压式流量计是依据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几多尺寸来盘算流量的仪表。
差压式流量计由一次安装(检测件)和二次安装(差压转换和流量体现仪表)构成。通常以检测件情势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。
二次安装为种种机器、电子、机电一体式差压计、差压变送器及流量体现仪表。它已提高为三化(系列化、通用化及标准化)水平很高的、品种规格繁芜的一大类仪表，它既可丈量流量参数，也可丈量别的参数(如压力、物位、密度等)。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流安装、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水平分为二大类：标准的和非标准的。
所谓标准检测件是只需依照标准文件计划、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和预算丈量偏差。
非标准检测件是成熟水平较差的、尚未列入国际标准中的检测件。
差压式流量计是一类使用最广泛的流量计，在各种流量仪表中其使用量占居首位。比年来，由于种种新型流量计的问世，它的使用量百分数渐渐下降，但现在照旧最紧张的一类流量计。
优点:
(1)使用最多的孔板式流量计布局安稳，功能安定可靠，使用寿命长;
(2)使用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之比拟力;
(3)检测件与变送器、体现仪表分散由不同厂家消费，便于范围经济消费。
缺陷:
(1)丈量精度广泛偏低;
(2)范围度窄，寻常仅3:1~4:1;
(3)现场安装条件要求高；
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
使用摘要:
差压式流量计使用范围特别广泛，在关闭管道的流量丈量中种种目标都有使用，如流体方面:单相、混相、干净、脏污、粘性流等；事情形态方面：常压、高压、真空、常温、低温、温度低阶；管径方面:从几mm到几m；活动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各产业部分的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。
2.孔板流量计
优点：
标准节流件是全天下通用的，并取得了国际标准构造的承认，无需实流校准，即可投用，在流量计中亦是唯一的布局易于复制的仪表，简便、安稳、功能安定可靠且价格便宜；
使用范围广，包含全部单相流体（液、气、蒸汽）、局部混相流，寻常消费历程的管径、事情形态(温度、压力)皆有产物。
检测件和差压体现仪表可分开不同厂家消费，便利专业化范围消费；
缺陷：
丈量的反复性、准确度在流量计中属于中等水平，由于浩繁要素的影响错综繁复，准确度难于提高。
孔板以内孔锐角线来确保精度，因此对腐化、磨损、结垢、脏污敏感，长时使用精度难以确保，需每年拆下强检一次。接纳法兰毗连，易产生跑、冒、滴、漏成绩，大大增长了维护事情量。
3.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，在一根由下向上扩展的垂直锥管中，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在地上升和下降。
浮子流量计是仅次于差压式流量计使用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有至关紧张的作用。
80年代中期，日本、西欧、美国的贩卖金额占流量仪表的15%~20%。我国1990年产量估测在12~14万台，此中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。
特点:
(1)玻璃锥管浮子流量计布局简便，使用便利，缺陷是耐压力低，有玻璃管易碎的较暴风险;
(2)实用于小管径和低流速;
(3)压力丧失较低。
4.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。它使用机器丈量元件把流体一连不休地支解成单个已知的体积局部，依据丈量室逐次反复地充溢和排放该体积局部流体的次数来丈量流体体积总量。
容积式流量计按其丈量元件分类，可分为椭圆齿轮替量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复生塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式宇量计及膜式宇量计等。
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丈量;
(4)范围度宽;
(5)直读式仪表无需外部动力可直接取得累计，总量明晰明白，利用笨重。
缺陷:
(1)后果繁复，体积巨大;
(2)被测介质品种、口径、介质事情形态范围性较大;
(3)不实用于高、温度低场合;
(4)大局部仪表只实用于干净单相流体;
(5)产生噪声及振动。
使用摘要:
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，常使用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量丈量。
产业兴旺国度比年PD流量计(不包含家用煤气表和家用水表)的贩卖金额占流量仪表的13%~23%；我国约占20%，1990年产量(不包含家用煤气表)估测为34万台，此中椭圆齿轮式和腰轮式分散约占70%和20%。
5.污水流量计品种
污水流量计按计量原理分类：
1、流量计有节流式流量计、毕托管流量计、均速管流量计、转子流量计、靶式流量计，这些流量计是使用伯努利方程原理，经过丈量流体差压信号反应流量;
2、流量计有涡轮替量计、涡街流量计、电磁流量计、多普勒超声波流量计、热线测速流量计，这些是经过丈量流体流速来反应流量;
3、流量计有齿轮式流量计、刮板式流量计、旋转活塞式流量计，这些是经过丈量一个个标准体积的小容积来反应流量;
4、流量计有热式质量流量计、差压式质量流量计、叶轮式质量流量计、哥力式质量流量计、直接式质量流量计，这些是经过丈量流体质量来反应流量;
5、流量计有堰槽式流量计，它是经过丈量液位来反应流量。
污水流量计特点：
1、污水流量计布局简便、安稳可靠、使用寿命长。
2、丈量管内无活动部件和阻力部件，无压损，不会产生壅闭丈量可靠，抗干扰才能强体积小、分量轻、安装便利、维护量小、丈量范围宽；丈量不受流体温度、密度、压力、粘度、电导率等厘革的影响，可在老管道上开孔变革安装，施工安装简便，工程量小。
6.涡轮替量计
涡轮替量计，是速率式流量计中的主要品种，它接纳多叶片的转子(涡轮)以为流体均匀流速，从并且推导出流量或总量的仪表。
寻常它由传感器和体现仪两局部构成，也可做成全体式。
优点:
(1)高精度，在一切流量计中，属于最准确的流量计;
(2)反复性好;
(3)元零点漂移，抗干扰才能好;
(4)范围度宽;
(5)布局紧凑。
缺陷:
(1)不克不及长时坚持校准特性;
(2)流体物性对流量特性有较大影响。
使用摘要:
涡轮替量计在以下一些丈量目标取得广泛使用：石油、天然液体、无机液、液化气、天然气和温度低流。
涡轮替量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就接纳了2600多台种种尺寸，压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮替量计，它们已成为优秀的天然气计量仪表。
7.涡街流量计(USF)
涡街流量计是在流体中摆放一根非流线型游涡产生体，流体在产生体两侧瓜代地分散开释出两串端正地交织分列的游涡的仪表。当通流截面一定时，流速与导容积流量成恰比。因此，丈量振荡频率即可测得流量，涡街流量计按频率检出办法可分为：应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。这种流量计是70年代开发和提高起来的，由于它兼有无转动部件和脉冲数字输入的优点，很有提超过路。
优点
（1）涡街流量计无可动部件，丈量元件布局简便，功能可靠，使用寿命长。
（2）涡街流量计丈量范围宽。量程比寻常能到达1：10。
（3）涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。寻常不需单独标定。它可以丈量液体、气体或蒸汽的流量。
（4）它形成的压力丧失小。
（5）准确度较高，反复性为0.5％，且维护量小。
缺陷
（1）涡街流量计事情形态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的终极丈量后果应是质量流量，关于气体，终极丈量后果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必需经过流体密度举行换算，必需思索流体工况厘革惹起的流体密度厘革。
（2）形成流量丈量偏差的要素主要有：管道流速不均形成的丈量偏差；不克不及准确确定流体工况厘革时的介质密度；将湿饱和蒸汽假定成干饱和蒸汽举行丈量。这些偏差假如不加以限定或消弭，涡街流量计的总丈量偏差会很大。
（3）抗振功能差。外来振动会使涡街流量计产生丈量偏差，乃至不克不及正常事情。通道流体高流速打击会使涡街产生体的悬臂产生附加振动，使丈量精度低落。大管径影响更为分明。
（4）对丈量脏污介质顺应性差。涡街流量计的产生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改动几多体尺寸，对丈量精度形成极大影响。
（5）直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要确保前40D后20D，才干满意丈量要求。
（6）耐温功能差。涡街流量计寻常只能丈量 300℃以下介质的流体流量。
USF在60年代终期进入产业使用，80年代终期起在各国流量仪表贩卖金额中已占4%~6%。1992年天下 范围估测贩卖量为3.548万台,同期国内产物估测在8000~9000台。
8.电磁流量计 (EMF)
电磁流量计是依据法拉弟电磁以为定律制成的一种丈量导电性液体的仪表。
电磁流量计有一系列优秀特性，可以处理别的流量计不易使用的成绩，如脏污流、腐化流的丈量。
70、80 年代电磁流量在武艺上有严重打破，使它成为使用广泛的一类流量计，在流量仪表中其使用量百分数不休上升。
优点:
(1)丈量通道是段平滑直管，不会壅闭，实用于丈量含固体颗粒的液固二相流体，如纸浆、泥浆、污水等;
(2)不产生流量检测所形成的压力丧失，节能后果好;
(3)所测得体积流量实践上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率厘革的分明影响;
(4)流量范围大，口径范围宽;
(5)可使用腐化性流体。
缺陷:
（1）电磁流量计的使用有一定范围性，它只能丈量导电介质的液体流量，不克不及丈量非导电介质的流量，比如气体和水处理较好的供热用水。别的在低温条件下其衬里需思索。
（２）电磁流量计是经过丈量导电液体的速率确定事情形态下的体积流量。依照计量要求，关于液态介质，应丈量质量流量，丈量介质流量应触及到流体的密度，不同流体介质具有不同的密度，并且随温度厘革。假如电磁流量计转换器不思索流体密度，仅给出常温形态下的体积流量是不切合的。
（３）电磁流量计的安装与调试比别的流量计繁复，且要求更严厉。变送器和转换器必需配套使用，两者之间不克不及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，必需严厉依照产物分析书要求举行。安装地点不克不及有振动，不克不及有强磁场。在安装时必需使变送器和管道有精良的交往及精良的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必需排尽丈量管中存留的气体，不然会形成较大的丈量偏差。
（４）电磁流量计用来丈量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在丈量管内壁或电极上，使变送器输入电势厘革，带来丈量偏差，电极上污垢物到达一定厚度，约莫招致仪表无法丈量。
（５）供水管道结垢或磨损改动内径尺寸，将影响原定的流量值，形成丈量偏差。如100ｍｍ口径仪表内径厘革1ｍｍ会带来约2％附加偏差。
（６）变送器的丈量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还殽杂一些与流量不关的信号，好像相电压、正交电压及共模电压等。为了准确丈量流量，必需消弭种种干扰信号，好效扩大流量信号。应该提高流量转换器的功能，最好接纳微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体实质选择励磁办法和频率，可以扫除同干系扰和正交干扰。但改良的仪表布局繁复，本钱较高。
（７）价格较高。
使用摘要:
电磁流量计使用范畴广泛，大口径仪表较多使用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁产业高炉风口冷却水控制，造纸产业丈量纸浆液和黑液，化学产业的强腐化液，有色冶金产业的矿浆；小口径、弱小口径常用于医药产业、食品产业、生物化学等有卫生要求的场合。EMF从50年代初进入产业使用以来，使用范畴日益扩展，80年代终期起在各国流量仪表贩卖金额中已占16%~20%。
我国比年提高敏捷,1994年贩卖估测为6500~7500台。国内已消费最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的装备才能。
9.超声流量计
超声波流量计是基于超声波在活动介质中转达的速率即是被测介质的均匀流速和声波本身速率的几多和的原理而计划的。它也是由测流速来反应流量轻重的。超声波流量计固然在70年代才显现，但由于它可以制成非交往型式，并可与超声波水位计联动举行启齿流量丈量，对流体又不产生扰动和阻力，以是很受接待。
超声波流量计按丈量原理分可分为时差式和多普勒式。
使用时差式原理制造的时差式超声流量计比年来取得广泛的眷注和使用，是现在企遗址使用最多的一种超声波流量计。
使用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于丈量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质，使用有一定的范围性，但却处理了时差式超声波流量计只能丈量单一明澈流体的成绩，也被以为好坏交往丈量双相流的抱负仪表。
优点:
（1）超声波流量计是一种非交往式丈量仪表，可用来丈量不易交往、不易察看的流体流量和大管径流量。它不会改动流体的活动形态，不会产生压力丧失，且便于安装。
（2）可以丈量强腐化性介质和非导电介质的流量。
（3）超声波流量计的丈量范围大，管径范围从20mm～５m.
（4）超声波流量计可以丈量种种液体和污水流量。
（5）超声波流量计丈量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成安稳式和便携式两种情势。
缺陷:
（1）超声波流量计的温度丈量范围不高，寻常只能丈量温度低于200℃的流体。
（2）抗干扰才能差。易受气泡、结垢、泵及别的声源混入的超声杂音干扰、影响丈量精度。
（3）直管段要求严厉，为前20D，后5D。不然散伙性差，丈量精度低。
（4）安装的不确定性，会给流量丈量带来较大偏差。
（5）丈量管道因结垢，会严峻影响丈量准确度，带来明显的丈量偏差，乃至在严峻时仪表无流量体现。
（6）可靠性、精度品级不高（寻常为1.5～2.5级支配），反复性差。
（7）使用寿命短（寻常精度只能确保一年）。
（8）超声波流量计是经过丈量流体速率来确定体积流量，对液体应该丈量它的质量流量，仪表丈量质量流量是经过体积流量乘以报答设定的密度后取得的，当流体温度厘革时，流体密度是厘革的，报答设定密度值，不克不及确保质量流量的准确度。只能在丈量流体速率的同时，又丈量了流体密度，才干经过运算，取得真本性量流量值。
使用摘要:
转达时间法使用于干净、单相液体敦睦体。典范使用有工场排放液、怪液、液化天然气等；气体使用方面在高压天然气范畴已有使用精良的履历；
多普勒法实用于异相含量不太高的双相流体，比如：未处理污水、工场排放液、脏流程液，通常不实用于十分干净的液体。
10.质量流量计
由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表现流量轻重时需给出介质的参数。在介质参数不休厘革的情况下，屡屡难以到达这一要求，而形成仪表体现值失真。
因此，质量流量计就取得广泛的使用和器重。质量流量计分直接式和直接式两种。直接式质量流量计使用与质量流量直接有关的原理举行丈量，现在常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。直接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。
在古代产业消费中，流开工质的温度、压力等运转参数不休提高，在低温高压的情况下，由于材质和布局等方面的缘故，直接式质量流量计的使用碰到困难，而直接式质量流量计由于密度计受湿度和压力实用范围的限定，屡屡也不佳实践使用。
因此，在产业消费中广泛接纳的是温度压力补偿式质量流量计。可把它看作一种直接式质量流量计，不是配用密度计，而是使用温度、压力与密度间的干系，用温度、压力信号经函数运算为密度信号，与容积流量相乘而取得质量流量。现在温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化，但当被测介质参数厘革范围很大或很敏捷时，准确地补偿将很困难或不成能，因此进一步研讨在实践消费中实用的质量流量计和密度计照旧一个课题。
11.热式质量流量计（恒温差TMF）
优点:
（1）球阀安装，安装拆卸便利。并可以带压安装。
（2）基于金氏定律，直接丈量质量流量。丈量值不受压力和温度影响。
（3）呼应敏捷。
（4）量程范围大，管道式安装最小可以丈量8.8mm管道的流量，最大可以测到30。
（5）插进式典范的流量计，一主流量计可以用于丈量多种管径。
缺陷:
（1）精度不及其他典范流量计，寻常为3％。
（2）实用范围窄，只能用于丈量干枯的非爆炸性的气体，如紧缩氛围、氮气、氩气及其他中性气体。
12.科里奥利质量流量计(CMF)
科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是使用流体在振动管中活动时。产生与质量流量成恰比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
我国CMF的使用起步较晚，比年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发需求市场；另有几家制造厂组建合资企业或引用外洋武艺消费系列仪表。
外洋CMF已提高30余系列，各系列开发在武艺上着眼点在于：流量检测丈量管布局上计划创新；提高仪表零点安定性和准确度等功能；增长丈量管挠度,提高敏捷度；改良丈量管应力分布、低落疲劳毁坏、加强抗振动干扰才能等。
13.明渠流量计
与前述几种不同，它是在非满管状关闭渠道丈量自在外表天然流的流量仪表。
非满管态活动的旱路称作明渠，丈量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。
明渠流量计除圆形外，另有U字形、梯形、矩形等多种外形。
明渠流量计使用场合有都市供水引水渠；火电厂引水和排水渠、污水办理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业浇灌用渠道。
14.静电流量计
(electrostatic flowmeter)
日本东京武艺学院研制实用于石油运送管线低导电液体流量丈量的静电流量计。
静电流量计的金属丈量管绝缘地与管系毗连，丈量电容器上静电荷便可晓得丈量管内的电荷。他们分散作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料丈量管仪表的实流实验，实验标明流量与电荷之间接近于线性。
15.复合效应流量仪表
(combined effects meter)
该仪表的事情原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形，丈量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和办理学院开发，已哀求两项专利。
16.转速表式流量传感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄罗斯封建工程中央产业仪表公司开发，是基于悬浮效应实际研制的。该仪表已在多少现场告捷的使用(比如在核电站安装2000余台丈量热水流量，一连使用8年)，且还在改良以扩展使用范畴。
泉源：煤化工知库
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