流量计

17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展*地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。 　　我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。 　　流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到*广泛的应用。用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。 　　流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，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至今还没找到一种对任何流体、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。 　　这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。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。 　　总量表测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用，而总量表亦备有流量发讯装置。因此，以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。 　　按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 　　按照目前*流行、*广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 　　按流量计机构原理分有容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、变面积式流量计、动量式流量计、冲量式流量计、LY-LDE电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、流体振荡式流量计、转子流量计。

流量计的应用领域

　　流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

一工业生产过程

　　流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

二能源计量

　　能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

三环境保护工程

　　烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的*大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。 　　我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

四交通运输

　　有五种方式：铁路公路、航空、水运和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

五生物技术

　　21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度*，品种繁多。

六科学实验

　　科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

新一代万能流量计毕托巴流量计

　　毕托巴流量计是唯一一种传感器适用多种介质的流量计，它可以广泛应用于气体、蒸汽和液体流量的测量。气体：一次风速（量）、二次风速（量）、（负压）空气、氧气、氢气、干气、转炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气、焦炉煤气、天然气、液化气、烟气、化工物料气等；汽体：过热蒸汽、饱和蒸汽、湿蒸汽、干蒸汽、双向蒸汽等。液体：水、不满管水、洗油、贫油、轻油、焦油、重油、原油、腐蚀性液体、各种溶液、化工物料液、石蜡等。 毕托巴流量计有如下特点：

1精度高

　　在3%～100%的量程范围准确度为0.2%。

2节能

　　一次测量元件毕托巴传感器是Φ20～Φ50不锈钢制成，截面积很小，在介质管道中几乎无压力损失，使运行成本大大减小，与孔板等节流装置相比较有明显的节能效果。

3安装简便

　　只需在管道合适位置上打一相当的孔，把一次元件毕托巴插入管道中心，即可方便地进行安装。

4无需维护

　　一次测量元件毕托巴本身无需维护，只需按计量器具定期检定要求对差压变送器进行零点和满度的检验以及二次表输入相应的电流进行检验。

5测量流量范围广

　　气体流速在4m/s以上，液体流速在0.2m/s以上的介质都可以精确测量。对低流速、小流量、大管径测量效果尤佳。

6介质管道横截面形状适用范围广

　　本流量计对介质管道截面的几何形状无要求，圆形、椭圆形、长方形、方形、棱形、三角形、梯形等均适用。

7可靠性高

　　因毕托巴传感器的构造非常简单，结构设计合理，导压管内介质不流动，杂物不容易进去，所以能长时间保持测量精度。

8耐高温高压

　　可耐介质*高温度650℃，喷涂Al2O3涂层可耐*高温度1300℃，耐介质*高压力32MPa。

9不要求直管段

　　清华大学几十年吹风实验积累了各种工况下弯管段到15倍管径之间修正系数数据库，只要用户提供直管段长度，即可在风洞实验室模拟现场工况，并配选相应的数据计算模型，以保证测量精度。

10配有智能化二次仪表

　　既可数显各项参数，又可进行远程通讯，构成网络，便于集中管理。

11可在线安装和检修

　　部分无法停产安装的测点和杂质含量过多的介质可不停产在线安装测量，并可不停产进行清理和维护。 　　毕托巴流量计是国内外目前*先进的流量测量仪器，国外的仪表公司在网站上发表认同和推广毕托巴流量计。

腰轮流量计

　　1、HQLL普通型 铸铁外壳、铝合金椭圆齿轮，圆表头带指针或方表头不带指针。 　　2、HQLL-HL回零型 铸铁外壳、铝合金椭圆齿轮，表头 双计数器，其中一组可回零。 　　3、HQLL-TN高温高粘型 适用温度0~200℃，适用介质粘度200~1000mpa·S。 　　4、HQLL-B不锈钢型 外壳、腰轮等所有接触到液体的零件均采用不锈钢材料。 　　5、HQLLB信号输出型 在HQLL型基础上安装了传感器，可输出脉冲信号。 　　6、技术参数 　　（ 1 ）公称压力： 0.4 0.6 1 1.6 2.5 （ MPa ） 　　（ 2 ）介质温度 ：－ 10～+60（℃） 　　（ 3）精确度等级：0.2 0.3 0.5（级） 　　（ 4）被测介质：汽油 煤油 轻柴油 润滑油等 　　（ 5）被测介质粘度：0.6～150（ MPa· S ） 　　（ 6 ）流量范围：（液体粘度 0.6 ～ 3 MPa· S ，流量范围见下表

流量计种类

　　用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。 　　流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，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至今还没找到一种对任何流体、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。 　　这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。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。 　　总量表测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用，而总量表亦备有流量发讯装置。因此，以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。 　　按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 　　按照目前*流行、*广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的LY-LUGB涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 　　按流量计机构原理分有容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、变面积式流量计、动量式流量计、冲量式流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、流体振荡式流量计、转子流量计。

差压式流量计

　　差压式流量计是根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)。 　　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*广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，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*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*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，*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*大正迁移量为（500%），*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*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*小调校量程使用时，则*大负荷迁移为量程的（600%），*大正迁移为（500%），如果在1151的*大调校量程使用时，则*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。 　　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*好为（30～50）d，特别是孔板前有泵或调节阀时更是如此。 　　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）。 　　20.图中的取压位置，对于哪一种流体来说是正确的？（ a ） 　　a. 气体 b. 液体 c. 蒸汽 d. 高粘度流体 e. 沉淀性流体 　　原理：测量气体时，为了使气体内的少量凝结液能顺利地流回工艺管道，而不流入测量管路和仪表内部，取压口应在管道的上半部，即图中1处。 　　测量液体时，为了让液体内析出的少量气体能顺利返回工艺管道，而不进入测量管路和仪表内部，取压口*好在与管道水平中心线以下成0～45度夹角内，如图中2处。 　　对于蒸汽介质，应保持测量管路内有稳定的冷凝液，同时也防止工艺管道底部的固体介质进入测量管路和仪表内，取压口*好在管道水平中心线以上成0～45度夹角内。

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*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。 　　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*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。 　　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。 　　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： 　　(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*大的流量计，常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。 　　工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%；我国约占20%，1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。

涡轮流量计

　　涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速，从而推导出流量或总量的仪表。 一般它由传感器和显示仪两部分组成，也可做成整体式。 　　涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度*佳的产品，作为*类型流量计之一，其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。 　　优点： 　　(1)高精度，在所有流量计中，属于*精确的流量计； 　　(2)重复性好； 　　(3)元零点漂移，抗干扰能力好； 　　(4)范围度宽； 　　(5)结构紧凑。 　　缺点： 　　(1)不能长期保持校准特性； 　　(2)流体物性对流量特性有较大影响。 　　应用概况： 　　涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国，涡轮流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采用了2600多台各种尺寸，压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计，它们已成为优良的天然气计量仪表。

电磁流量计

　　电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 　　电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。 　　70、80年代电磁流量在技术上有重大突破，使它成为应用广泛的一类流量计，在流量仪表中其使用量百分数不断上升。 　　优点： 　　(1)测量通道是段光滑直管，不会阻塞，适用于测量含固体颗粒的液固二相流体，如纸浆、泥浆、污水等： 　　(2)不产生流量检测所造成的压力损失，节能效果好： 　　(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响： 　　(4)流量范围大，口径范围宽： 　　(5)可应用腐蚀性流体。 　　缺点： 　　(1)不能测量电导率很低的液体，如石油制品； 　　(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体； 　　(3)不能用于较高温度。 　　应用概况： 　　电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。 　　技术参数： 　　仪表精度：管道式0.5级、1.0级；插入式2.5级 　　测量介质：电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。 　　流速范围：0.2～8m/s 　　工作压力：1.6MPa 　　环境温度：-40℃～+50℃ 　　介质温度：聚四氟乙烯衬里≤180℃ 　　橡胶材质衬里≤65℃ 　　防爆标志：ExmibdⅡBT4 　　防爆证号：GYB01349 　　外磁干扰：≤400A/m 　　外壳防护：一体化型： IP65； 　　分 离 型： 传感器IP68(水下5米，仅限于橡胶衬里) 　　转换器IP65 　　输出信号：4～20mA.DC，负载电阻0～750Ω 　　通讯输出：RS485或CAN总线 　　电气连接：M20×1.5内螺纹，φ10电缆孔 　　电源电压：90～220V. AC、24±10%V.DC 　　*大功耗：≤10VA

涡街流量计

　　涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。 　　涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。 　　涡街流量计是属于*年轻的一类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。 　　涡街流量计安装点的上游较近处若装有阀门，不断地开关阀门，对流量计的使用寿命影响*，非常容易对流量计造成永久性损坏。流量计尽量避免在架空的非常长的管道上安装，这样时间一长后，由于流量计的下垂非常容易造成流量计于法兰的密封泄露，若不得已安装时，必须在流量计的上下游2D处分别设置管道紧固装置。安装方面的问题。主要是传感器前面的直管段长度不够，影响测量精度。比如：传感器前面直管段明显不足，由于FIC203不用于计量，仅仅用于控制，目前使用相当于精度降级的使用。 　　优点： 　　(1)结构简单牢固； 　　(2)适用流体种类多； 　　(3)精度较高； 　　(4)范围度宽； 　　(5)压损小。 　　缺点： 　　(1)不适用于低雷诺数测量； 　　(2)需较长直管段； 　　(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比)； 　　(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

超声波流量计

　　超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。 　　根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。 　　超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的一类流量计之一。 　　优点: 　　(1)可做非接触式测量； 　　(2)为无流动阻挠测量，无压力损失； 　　(3)可测量非导电性液体，对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。 　　缺点： 　　(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体；而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体；　(2)多普勒法测量精度不高。 　　应用概况： 　　(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等； 　　(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验； 　　(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。 　　热式流量计传感器包含两个传感元件，一个速度传感器和一个温度传感器。它们自动地补偿和校正气体温度变化。仪表的电加热部分将速度传感器加热到高于工况温度的某一个定值，使速度传感器和测量工况温度的传感器之间形成恒定温差。当保持温差不变时，电加热消耗的能量，也可以说热消散值，与流过气体的质量流量成正比。 　　热式气体质量流量计即Mass Flow Meter（缩写为MFM)，它是气体流量计量中新型仪表，区别于其它气体流量计不需要进行压力和温度修正，直接测量气体的质量流量，一支传感器可以做到量程从极低到高量程。它适合单一气体和固定比例多组份气体的测量。 　　热式气体质量流量计是用于测量和控制气体质量流量的新型仪表。可用于石油、化工、钢铁、冶金、电力、轻工、医药、环保等工业部门的空气、烃类气体、可燃性气体、烟道气体的监测。

特 点

　　可靠性高 重复性好 测量精度高 压损小 　　无活动部件 量程比宽 响应速度快 无须温压补偿

应 用

　　·工业管道中气体质量流量测量 ·烟囱排出的烟气流速测量 　　·煅烧炉烟道气流量测量 ·燃气过程中空气流量测量 　　·压缩空气流量测量 ·半道体芯片制造过程中气体流量测量 　　·污水处理中气体流量测量 ·加热通风和空调系统中的气体流量测量 　　·熔剂回收系统气体流量测量 ·燃烧锅炉中燃烧气体流量测量 　　·天然气、火炬气、氢气等气体流量测量 　　·啤酒生产过程中二氧化碳气体流量测量 　　·水泥、卷烟、玻璃厂生产过程中气体质量流量测量 　　如：美国：FCI SIERRA等 　　中国：suntey 奈士德等

主要参数

　　精度： 1%±0.5%F.S 　　重复性： ±0.2% 　　量程：0.05~90m/s 　　适用流量范围：0~5000Nm3/h(Φ250空气) 　　适用压力：<2Mpa <3Mpa 　　适用介质温度范围：-25~120℃，-25~200℃，-25-500℃ 　　供电：24V DC或220V AC 　　输出：4~20mA 　　通讯接口：232或485 　　现场显示：LED或LCD 　　防护标准：IP65 　　防爆等级：ExdllCT4

明渠流量计

　　与前述几种不同，它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。 　　非满管态流动的水路称作明渠，测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，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。 　　明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台，约占流量仪表整体的1.6%，但是国内应用尚无估计数据。

玻璃转子流量计

　　玻璃转子流量计广泛应用于化工、石油、轻工、医药、环保、食品及计量测试、科学研究等部门，测量单相非脉动流体(液体或气体)的流量。 　　耐腐玻璃转子流量计有较强的耐腐性能，可检测酸（氢氟酸除外）、碱、氧化剂和其它腐蚀性的气体或液体的流量，适用于化工、制药、造纸、污水处理等行业。 　　原理与结构 　　流量计主要由一根自下而上扩大的锥形玻管和一只随流体流量大小上下移动的浮子组成（图3）。流体自下而上流经锥管时，流体动能在浮子上产生的升力S和流体的浮力A使浮子上升，当升力S与浮力A之和等于浮子自身重力G时，浮子处于平衡，稳定在某一高度位置上，锥管上的刻度指示流体的流量值。 　　流量计的锥管为光滑内壁管(见图4)，通径DN15以上的流量计，浮子通过导杆 上下移动，保持稳定；LZJ/LZJ-( )F流量计锥管 内壁有三条导向凸筋，使浮子保持稳定。通径DN10以下的流量计采用软管连接，配有 针形流量调节阀；通径DN15以上流量计采用法兰连接。

静电流量计

　　日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计(electrostatic flowmeter) 。 　　静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验，试验表明流量与电荷之间接近于线性。

复合效应流量仪表

　　复合效应流量仪表(combined effects meter) 的工作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，测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发，已申请两项专利。

转速表式流量传感器

　　转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor) 是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量，连续使用8年)，且还在改进以扩大应用领域。

科里奥利质量流量计(CMF)

　　科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正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的应用起步较晚,近年已有几家制造厂自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。 　　国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于：流量检测测量管结构上设计创新：提高仪表零点稳定性和精确度等性能；增加测量管挠度，提高灵敏度：改善测量管应力分布，降低疲劳损坏，加强抗振动干扰能力等。 　　近年来某些厂家研发出了可以测量气液两相的科里奥利仪表，可以应用在卸船，含气泡介质等原先传统仪表无法工作的场合。同时有一种MVD变送器可以实现仪表在线自校验，即无需将流量计拆下，利用对流量管刚性的检查，来判断现场仪表的性能。

电磁流量计(EMF)

　　EMF从50年代初进入工业应用以来，使用领域日益扩展，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。 　　我国近年发展迅速，1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产*大口径为2~6m的EMF，并有实流校验口径3m的设备能力。 2008年销售额已经达到7700万美元，估计销售量在35万台以上。 　　 USF在60年代后期进入工业应用，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为3.54.8万台，同期国内产品估计在8000~9000台。 　　威力巴流量计 　　威立巴流量计计采用了完全符合空气动力学原理的工程结构设计，是一种在精度、功效及可靠方面达到了无比卓越程度的传感元件。 　　椭圆齿轮流量计 　　铸铁椭圆齿轮流量计，广泛用于各种油品及对铸铁不腐蚀液体介质的计量。　 　　铸钢椭圆齿轮流量计，用于高压、低腐蚀性介质的计量。　 　　铸铁椭圆齿轮流量计，转子为铝材，适用于低粘、低腐蚀（如汽油等）介质的计量。 　　■ 技术参数及选型 　　1、主要构件材料及公称压力 　　2、 准确度等级0.5级，0.2级（一般在-10℃~+60℃） 　　3、 使用介质温度：LC-A、LC-E：（-20℃~+100℃）LC-Q：（-20℃~+60℃）LC-A、LC-E在高温调整下，再加高温散热筒可达200℃ 　　4、 远传显示现场防爆等级：ExiaⅡCT5，dⅡBT4

超声波流量计的基本原理及类型

　　超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种 　　非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。 　　众所周知，目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表，多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。 　　另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展，现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质，不同场合和不同管道条件的流量测量。 　　超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量*大也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。 　　超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 　　超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。 　　超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍，以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。 　　超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。 　　根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型，如图所示。其中以噪声法原理及结构*简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大．多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普 　　勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。 　　以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流，可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病，因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展，都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。 　　流量计的种类很多，一般市场上用得比较广泛的有：电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计、孔板流量计、V锥流量计、金属转子流量计、玻璃转子流量计、旋进旋涡流量计、椭圆齿轮流量计、均速管流量计、超声波流量计等。它们的安装条件对直管段的要求V锥流量计是*低，而电磁、涡街、孔板等对直管段要求就较高，一般是前5D后3D,对于流量计前端有弯头、阀门等的直管段要求就更高，*高要求直管段是前50D后5D,因此在选购流量计时一定要考虑流量计现场安装的环境、位置等因素，从而选择更加适合现场工矿的流量计。 现在流量计所需要的参数： 　　1、被测量的介质 　　2、被测量介质的温度 　　3、被测量介质的压力 　　4、被测量介质的流量 　　5、要求的测量精度 　　6、现场工矿情况

流量计选型原则

　　流量计就是在一种计量产品，它符合一般的价值规律，精度越高，价格越高，重量越大，价格越高，功能越多，价格越高，进口的产品比国产的贵。 　　既然说到选型原则，那么必然要考虑功能、价格各方面的因素。比如说用户只要测量一个四寸管道的水的瞬时流量，那么大部分的流量计都可以满足测量要求，*低价格的数百元，*高价格的可能数十万，就只能看用户怎么选择了。 　　测量液体 测量气体 都有不同的流量计适用。 　　简单说一下适用的情况吧 按照同口径价格从低到高排列 　　测量液体 玻璃转子流量计 孔板 椭圆齿轮流量计 涡轮流量计 金属转子流量计 电磁流量计 涡街流量计 超声波流量计 质量流量计 　　测量气体 玻璃转子流量计 孔板 金属转子流量计 涡轮流量计 涡街流量计

塔形流量计

　　以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计（统称标准节流装置）已统领流量领域近百年，其优点是 　　 已经标准化、结构简单牢固、易于加工制造、价格低廉、通用性强。近百年来人们从未间断过对它们的研究和改善工作，但是由于先天结构上的缺陷，其本身固有的一些缺点，至今仍然没能得到很好的解决。如：流出系数不稳定、线性差、重复性不高从而影响到准确度也不高。孔板入口锐角这个关键部位易磨损、前部易积污、量程比小、压力损失大，特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足等。为了克服上述这些不足，人们曾研制出1/4圆孔板、锥形入口孔板、圆缺孔板、偏心孔板、楔形孔板、可更换孔板、弯管等诸多的非标准节流件，试图解决这些问题。但是这些节流件同标准孔板一样，大都没有突破“流体中心突然收缩”这个模式，只是或多或少改善了局部某一个问题，并没有从根本上彻底解决所有问题, �