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進(jìn)口流量計(jì)的分類和特征

在進(jìn)口流量計(jì)品牌美國(guó)威盾VTON的專業(yè)術(shù)語(yǔ)詞典解釋中，流量計(jì)，英文名稱是flowmeter，把它定義為：指示被測(cè)流量和（或）在選定的時(shí)間間隔內(nèi)流體總量的儀表。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用于測(cè)量管道或明渠中流體流量的一種儀表。

單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來(lái)表示，其單位為m3/h、L/h、kg/h等。

流量計(jì)是指測(cè)量氣體，液體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時(shí)流體的流量值、和累積流量值。

根據(jù)常用的進(jìn)口流量計(jì)美國(guó)威盾VTON品牌的目錄可分為兩大類：

一、速度式流量計(jì)

速度式流量計(jì)以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)量流量的儀表。如差壓式流量計(jì)、進(jìn)口電磁流量計(jì)、旋進(jìn)漩渦氣體流量計(jì)、沖量式流量計(jì)、激光式流量計(jì)等。

二、容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)。如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)和活塞式流量計(jì)等。

具體分為以下幾大小類，各自的特征如下：

1.差壓式流量計(jì)

節(jié)流裝置與差壓變送器配套測(cè)量流體流量的差壓式流量計(jì)，目前仍是煉油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用泛的一種流量?jī)x表。目前使用的各種差壓式流量計(jì)見(jiàn)下圖：

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類    流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類 

                   孔板流量計(jì)                                    噴嘴流量計(jì)               文丘里管流量計(jì)                                      

上圖所示的節(jié)流裝置中，應(yīng)用最多的就是孔板流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)和文丘里管流量計(jì)。這三種流量計(jì)歷史悠久，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整，產(chǎn)品以標(biāo)準(zhǔn)化，其他如環(huán)形孔板流量計(jì)等由于形狀特殊，研究尚不深透，缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以尚未標(biāo)準(zhǔn)化，故稱他們?yōu)樘厥獾墓?jié)流裝置。

測(cè)量原理

將節(jié)流裝置安裝在圓管中，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，其上、下游側(cè)之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，根據(jù)伯努利方程，利用差壓變送器將差壓值△P轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)顯示儀表或數(shù)據(jù)處理裝置，顯示出流體的流量或總量。

2.容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)主要用來(lái)測(cè)量不含固體雜質(zhì)的液體，如油類、冷凝液、樹(shù)脂和液態(tài)食品等粘稠液體的流量。對(duì)于高粘度液體其他流量計(jì)很難測(cè)量，二容積式流量計(jì)卻能準(zhǔn)確測(cè)量，精度可達(dá)0.5級(jí)。常用的容積式流量計(jì)有橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪（羅茨流量計(jì)）刮板式流量計(jì) 活塞式流量計(jì)等。

（1）橢圓齒輪流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

橢圓齒輪流量計(jì)（又稱排量流量計(jì)，齒輪流量計(jì)），屬于容積式流量計(jì)一種，在流量?jī)x表中是精度較高的一類。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)計(jì)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(lái)測(cè)量流量體積總量。橢圓齒輪流量計(jì)可以選用不同的材料（鑄鐵、鑄鋼、304不銹鋼、316不銹鋼）制造，適用于化工、石油、醫(yī)藥、電力、冶金和食品等工業(yè)部門的流量計(jì)量工作。

橢圓齒輪流量計(jì)是由計(jì)量箱和裝在計(jì)量箱內(nèi)的一對(duì)橢圓齒輪，與上下蓋板構(gòu)成一個(gè)密封的初月形空腔(由于齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不是密封的)作為一次排量的計(jì)算單位。當(dāng)被測(cè)液體經(jīng)管道進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，由于進(jìn)出口處產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)一對(duì)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計(jì)量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測(cè)液體流量的總量

（2）腰輪（羅茨）流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

羅茨腰輪流量計(jì)，主要用于對(duì)管道中氣體流量進(jìn)行連續(xù)或間歇測(cè)量的高精度計(jì)量?jī)x表。腰輪流量計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎，外形美觀。具有重量輕、精度高，安裝使用方便等特點(diǎn)。是容積式流量計(jì)的典型產(chǎn)品之一。可現(xiàn)場(chǎng)指示累積流量、瞬時(shí)流量，單次量等，亦可輸出脈沖信號(hào)、4-20mA或1-5V模擬信號(hào)、485通訊、4-20mA+HART、MODBUS協(xié)議等。

腰輪（羅茨）流量計(jì)，主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子、計(jì)數(shù)器和智能流量轉(zhuǎn)換器等部件構(gòu)成。裝于計(jì)量室內(nèi)的一對(duì)共軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（P入＞P出）作用下，通過(guò)精密加工的調(diào)校齒輪使轉(zhuǎn)子保持正確的相對(duì)位置。轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體、轉(zhuǎn)子與墻板間保持工作間隙，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的無(wú)接觸密封。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則輸出四倍計(jì)量室有效容積的氣體，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過(guò)磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機(jī)構(gòu)，傳遞到智能流量轉(zhuǎn)換器，從而顯示輸出氣體的累計(jì)體積量。

3.智能渦街流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

智能進(jìn)口渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較*、理想的測(cè)量?jī)x器。

渦街流量計(jì)是在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。

4.電磁流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

電磁流量計(jì)（Electromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱EMF）是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。 比如美國(guó)威盾VTON品牌的新型進(jìn)口電磁流量計(jì)于1968開(kāi)始銷售；電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的用來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。

電磁流量計(jì)測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計(jì)的測(cè)量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)。此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管。將切割磁力線感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E 正比于磁通量密度B，測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E(流量信號(hào))由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。

5.旋進(jìn)漩渦氣體流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測(cè)量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計(jì)量和貿(mào)易計(jì)量的產(chǎn)品。

流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進(jìn)入流量傳感器時(shí)，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開(kāi)始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號(hào)經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號(hào)，然后再與溫度、壓力等檢測(cè)信號(hào)一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，最后在液晶顯示屏上顯示出測(cè)量結(jié)果(瞬時(shí)流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。

6.熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是利用熱傳導(dǎo)原理來(lái)測(cè)量氣體質(zhì)量流量的儀表。該類儀表的傳感器由兩個(gè)基準(zhǔn)級(jí)熱電阻（鉑RTD）組成。一個(gè)是質(zhì)量速度傳感器T1。一個(gè)是測(cè)量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當(dāng)這兩個(gè)熱電阻置于被測(cè)氣體中時(shí)，其中T1被加熱到T2（被測(cè)氣體的溫度）以上的一個(gè)恒定的溫度，T2用于感應(yīng)被測(cè)氣體的溫度。當(dāng)被測(cè)氣體流動(dòng)時(shí)，氣體的分子與被加熱的T1發(fā)生摩擦帶走熱能，T1的溫度下降，要維持T1,T2恒定的溫度差，T1被加熱要消耗功率。根據(jù)熱效應(yīng)的金氏定律，加熱功率P，溫度差△T與質(zhì)量流量Q有一定的數(shù)字關(guān)系，及得出氣體質(zhì)量流量。

7.靶式流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

靶式流量計(jì)于六十年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)流量測(cè)量，主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量，先后經(jīng)歷了氣動(dòng)表和電動(dòng)表兩大發(fā)展階段。

當(dāng)介質(zhì)在測(cè)量管中流動(dòng)時(shí)，因其自身的動(dòng)能與靶板產(chǎn)生壓差，而產(chǎn)生對(duì)靶板的作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數(shù)學(xué)公式：

 　　F = Cd·A·ρ·V2/2

 　　F:所受的作用力

 　　Cd：流體阻力系數(shù)

 　　A：靶板對(duì)測(cè)量管軸向投影面積

 　　ρ：工況下介質(zhì)密度

 　　V：介質(zhì)在測(cè)量管中的特征流速

8.金屬管浮子流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

金屬管浮子流表采用可變面積式測(cè)量原理生產(chǎn)研究，適用于測(cè)量液體，氣體。全金屬結(jié)構(gòu)，有指示型、電遠(yuǎn)傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)輸出和現(xiàn)場(chǎng)指示。累積，數(shù)字通訊，現(xiàn)場(chǎng)修改測(cè)量參數(shù)，不同的供電方式功能，帶有磁性過(guò)濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應(yīng)用于，石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復(fù)雜，惡劣環(huán)境條件，及各種介質(zhì)條件的流量測(cè)量過(guò)程中。

金屬管浮子流量計(jì)浮子在測(cè)量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動(dòng)，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達(dá)到平衡。此時(shí)浮子與孔板（或錐管）間的流通環(huán)隙面積保持一定。環(huán)隙面積與浮子的上升高度成正比，即浮子在測(cè)量管中上升的位置代表流量的大小，變化浮子的位置由內(nèi)部磁鐵傳輸?shù)酵獠康闹甘酒?，使指示器正確地指示此時(shí)的流量值。

9.超聲波流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

超聲波流量?jī)x表是以“速度差法”為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯(cuò)技術(shù)，使流量?jī)x表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。

超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測(cè)的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測(cè)量元件故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。

10.渦輪流量計(jì)

流量計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)（一）——流量計(jì)分類

進(jìn)口渦輪流量計(jì)是采用*的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。

流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。