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測(ce)量不同的介(jiè)質選擇不同(tóng)的流量計
發(fā)布日期：2025-12-01 浏覽(lǎn)次數：5344
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工控摘(zhāi)要：
爲了保證(zheng)流量儀表在(zài)生産現場過(guo)程中發揮、zui的(de)使用，流量計(ji)的♊選擇，必須(xū)要根據生産(chan)現場需要計(ji)量的介質而(ér)定。一、氣體介(jiè)質，應選擇的(de)流量計品種(zhǒng)是：1、超聲波氣(qì)體流量計。2、渦(wō)街流量計。如(rú)氣體溫度超(chāo)過300℃,可選氣壓(ya)式流量計。二(er)、石油、柴油等(deng)油品介質，應(yīng)選🌏擇的流量(liàng)計品種是：超(chāo)聲✊波流量計(ji)。三🌏、砂漿、電粉(fen)漿💋等大濃度(du)、固體🐇顆粒含(hán)量大的🐆介質(zhì)，應選擇的流(liú)量計品種是(shì)：電磁流量計(ji)。四、自來水大(da)流量的介質(zhì)，應選🍓擇的流(liu)量計品種㊙️是(shi)：适用選型爲(wèi)智能🌈電磁流(liu)量計、超聲波(bō)‼️流量計。其他(ta)諸如渦❓街流(liú)量計、孔闆流(liú)量計等也可(kě)以。五、污水、紙(zhǐ)漿等渾濁液(yè)體介⭐質，應選(xuan)擇的流量計(jì)品種是：1、超聲(sheng)波流量計及(jí)智能電磁流(liu)量🔆計。但在選(xuǎn)用電磁流量(liàng)計💛時要考🛀慮(lǜ)液體中不含(han)較多空氣或(huò)氣泡。六、帶有(you)較多氣泡⚽的(de)液體介質，應(ying)選擇的流量(liàng)計品種是：超(chao)聲波流量計(ji)，使用該類型(xíng)的流量計測(ce)量帶有氣泡(pào)的流體，效果(guǒ)十分好。七、純(chun)淨水、除鹽水(shui)等電導率低(di)的介質，應選(xuan)擇的🏒流量計(jì)品種是：超聲(shēng)波流量計非(fei)常适合測量(liang)這類流體。八(bā)、酸👉、堿液等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，應選擇的流(liu)量計品種是(shi)：1、抗酸堿内襯(chen)的電磁流量(liang)計。2、外夾式超(chao)聲波流量計(jì)。
用以測量管(guan)路中流體流(liú)量（單位時間(jiān)内通過的流(liú)體✨體積🚶♀️）的儀(yí)🈲表。有轉子流(liu)量計、節流式(shì)流量計、細縫(féng)🏃🏻流量計、容積(ji)流量計、電磁(ci)流量計、超聲(shēng)波流量計和(hé)堰等。
流量測(ce)量方法和儀(yi)表的種類繁(fan)多,分類方法(fǎ)也很多。至今(jin)🐅爲止,可供工(gong)業用的流量(liang)儀表種類達(dá)60種之多。品種(zhong)如此之多的(de)原因就在于(yú)至今還沒找(zhǎo)到一種對任(rèn)何流體、任何(hé)量程、任何流(liu)動狀态以及(ji)任何🏃🏻♂️使用條(tiáo)件㊙️都适用的(de)流量儀表。
這(zhè)60多種流量儀(yí)表,每種産品(pǐn)都有它特定(ding)的适用性,也(ye)💃都有它的局(ju)限性。按測量(liang)對象劃分就(jiu)有封閉管🌐道(dào)和明渠兩大(da)🐕類;按測量目(mu)的又可分爲(wèi)總量測量和(hé)流量測量,其(qí)✨儀表分别稱(cheng)作總量表和(he)流量計。
總量(liang)表測量一段(duan)時間内流過(guo)管道的流量(liàng),是以短暫時(shi)間内流過的(de)總量除以該(gai)時間的商來(lái)表示,實✂️際上(shang)流量計通常(cháng)亦備有累積(ji)流量裝置,做(zuo)總量表使用(yong),而總量表亦(yi)備有流量發(fa)訊裝置。因此(ci),以嚴格意義(yì)來分流量計(jì)和總量表已(yi)無實際意義(yi)。
按測量原理(lǐ)分有力學原(yuan)理、熱學原理(li)、聲學原理、電(dian)學原理、光學(xue)原理、原子物(wù)理學原理等(děng)。
按照目前zui流(liu)行、zui廣泛的分(fen)類法,即分爲(wei):容積式流量(liàng)計、差壓式流(liu)量計、浮子流(liú)量計、渦輪流(liu)量計、電磁流(liú)量計、流體振(zhèn)蕩流量計中(zhong)的渦街流量(liang)計、質量流量(liang)計和插☀️入式(shì)流♈量計、探針(zhēn)式流😄量計，來(lái)分别闡述各(ge)📱種流量計㊙️的(de)原理、特❤️點、應(yīng)用概🌂況及國(guó)内外的發展(zhǎn)🏃🏻情況。
差壓式(shi)流量計是根(gēn)據安裝于管(guǎn)道中流量檢(jiǎn)測件産生的(de)差壓,已知的(de)流體條件和(he)檢測件與管(guan)道的幾何尺(chǐ)寸來計算流(liu)量的儀表。
差(cha)壓式流量計(jì)由一次裝置(zhi)（檢測件）和二(er)次裝置（差壓(ya)轉換和流量(liang)顯示儀表）組(zǔ)成。通常以檢(jian)測件形式對(duì)差壓式❄️流量(liàng)計分類,如孔(kǒng)闆流量計、文(wen)丘裏流量計(ji)、均速管流量(liang)計等。
二次裝(zhuang)置爲各種機(jī)械、電子、機電(diàn)一體式差壓(ya)計,差❌壓變送(song)器及流量顯(xiǎn)示儀表。它已(yi)發展爲三化(huà)（系列✂️化、通㊙️用(yòng)化及标準化(huà)）程度很高的(de)、種類規格龐(páng)雜的🥰一大類(lei)儀表,它既可(ke)測💃量流量⁉️參(can)數,也😍可測量(liang)其它參數（如(ru)壓💰力、物位、密(mi)度等）。
差壓式(shi)流量計的檢(jiǎn)測件按其作(zuo)用原理可分(fèn)爲:節流裝🍉置(zhì)、水力阻力式(shì)、離心式、動壓(ya)頭式、動壓頭(tou)增益💋式及🐪射(shè)流式幾📞大類(lèi)。
檢測件又可(kě)按其标準化(huà)程度分爲二(èr)大類:标準的(de)和⁉️非🏃标準的(de)。
所謂标準檢(jian)測件是隻要(yao)按照标準文(wén)件設計、制造(zao)、安裝和使用(yòng)🔱,無須經實流(liu)标定即可确(què)定其流量值(zhí)👉和估算測🈲量(liang)誤❗差。
非标準(zhun)檢測件是成(cheng)熟程度較差(cha)的,尚未列入(ru)标準中的檢(jian)測件。
差壓式(shi)流量計是一(yī)類應用zui廣泛(fan)的流量計,在(zài)各類流量儀(yi)表中其使用(yòng)量占居*。近年(nián)來,由于各種(zhong)新型✍️流量計(ji)的問世,它的(de)使用量百分(fèn)數逐漸下降(jiang),但目前仍是(shì)zui重要的一類(lèi)流🧑🏾🤝🧑🏼量計。
優點(dian):
（1）應用zui多的孔(kǒng)闆式流量計(jì)結構牢固,性(xing)能穩定可靠(kao),使❓用壽命長(zhǎng)🛀;
（2）應用範圍廣(guang)泛,至今尚無(wú)任何一類流(liu)量計可與之(zhī)相比拟;
（3）檢測(cè)件與變送器(qi)、顯示儀表分(fen)别由不同廠(chǎng)家生産,便于(yú)規模經濟生(shēng)産。
缺點:
（1）測量(liang)精度普遍偏(pian)低;
（2）範圍度窄(zhǎi),一般僅3:1~4:1;
（3）現場(chang)安裝條件要(yao)求高;
（4）壓損大(dà)（指孔闆、噴嘴(zui)等）。
注：一種新(xin)型産品：引進(jin)美國*而開發(fa)的平衡流量(liang)計，這📞種流量(liàng)計的測量精(jīng)度是傳統節(jie)流裝置的5-10倍(bèi)，*壓力損失1/3。壓(ya)力恢複快2倍(bei)，zui小🈲直管段可(kě)以小至1.5D，安裝(zhuang)和使用方便(bian)，大大減少流(liú)體運行的能(néng)力消耗。
應用(yong)概況:
差壓式(shì)流量計應用(yòng)範圍特别廣(guǎng)泛,在封閉管(guan)道的流量測(ce)量中各種對(dui)象都有應用(yong),如流體方面(miàn):單相、混相、潔(jie)淨🧑🏾🤝🧑🏼、髒污、粘性(xìng)㊙️流等🏃;工作狀(zhuang)态方面:常壓(ya)、高壓、真空、常(cháng)溫、高溫、低溫(wen)等;管徑方面(miàn):從幾mm到幾m;流(liú)動條件方面(miàn):亞🐆音速、音速(su)、脈動流等。它(tā)在各工業部(bu)門的用量約(yue)占流量計全(quán)部用量的1/4~1/3。
[編(biān)輯本段]3.2浮子(zǐ)流量計
浮子(zi)流量計,又稱(chēng)轉子流量計(ji),是變面積式(shi)流量計的一(yī)種,在一根由(you)下向上擴大(da)的垂直錐管(guan)中,圓形橫截(jié)面的♉浮子的(de)重⛷️力是由液(yè)體動力承受(shòu)的,從而使浮(fu)子可以在♋錐(zhui)管内自由地(dì)上升和下降(jiàng)。
浮子流量計(jì)是僅次于差(cha)壓式流量計(ji)應用範圍zui寬(kuān)廣的一㊙️類流(liu)量計,特别在(zài)小、微流量方(fang)面有舉足輕(qīng)重的作用❌。
80年(nian)代中期,日本(ben)、西歐、美國的(de)銷售金額占(zhàn)流量儀表的(de)❗15%~20%。中國産量1990年(nián)估計在12~14萬台(tai),其中95%以上爲(wei)玻璃錐管浮(fú)子流量計。
特(tè)點:
（1）玻璃錐管(guǎn)浮子流量計(jì)結構簡單,使(shǐ)用方便,缺點(dian)是耐壓力低(dī),有玻璃管易(yi)碎的較大風(feng)險;
（2）适用于小(xiǎo)管徑和低流(liu)速;
（3）壓力損失(shī)較低。
[編輯本(ben)段]3.3容積式流(liu)量計
容積式(shi)流量計,又稱(cheng)定排量流量(liang)計,簡稱PD流量(liang)計,在流量儀(yi)表中是精度(du)zui高的一類。它(tā)利用機械測(ce)量元件把流(liu)體連續不斷(duàn)地分割成單(dān)個已知的體(ti)積部分,根據(ju)測量室☁️逐次(cì)重‼️複地充🚩滿(mǎn)和排放該體(tǐ)積部分流體(ti)的次數來測(cè)量流體體積(ji)總量。
容積式(shi)流量計按其(qí)測量元件分(fen)類,可分爲橢(tuo)圓齒輪流量(liàng)計、刮㊙️闆流量(liang)計、雙轉子流(liu)量計、旋轉活(huó)塞流量計、往(wǎng)複活塞流量(liàng)💃🏻計、圓盤流量(liàng)計、液封轉筒(tǒng)式流量計、濕(shī)式氣量計及(jí)膜式氣量計(jì)等。
優點:
（1）計量(liàng)精度高;
（2）安裝(zhuāng)管道條件對(duì)計量精度沒(méi)有影響;
（3）可用(yong)于高粘度液(yè)體的測量;
（4）範(fàn)圍度寬;
（5）直讀(du)式儀表無需(xū)外部能源可(ke)直接獲得累(lei)計,總量,清晰(xī)明了,操🈲作簡(jiǎn)便。
缺點:
（1）結果(guǒ)複雜,體積龐(pang)大;
（2）被測介質(zhi)種類、口徑、介(jiè)質工作狀态(tai)局限性較大(da);
（3）不适用于高(gāo)、低溫場合;
（4）大(dà)部分儀表隻(zhī)适用于潔淨(jìng)單相流體;
（5）産(chǎn)生噪聲及振(zhèn)動。
應用概況(kuang):
容積式流量(liàng)計與差壓式(shì)流量計、浮子(zǐ)流量計并列(lie)爲三類使用(yòng)量zui大的流量(liàng)計,常應用于(yu)昂貴介質（油(yóu)品、天然氣等(deng)）的🔱總量測量(liàng)。
工業發達國(guo)家近年PD流量(liang)計（不包括家(jiā)用煤氣表和(he)♋家用水表）的(de)銷售金額占(zhàn)流量儀表的(de)13%~23%;我國約占20%,1990年(nian)産量（不包括(kuo)家用煤氣表(biao)）估計爲34萬台(tai),其中橢圓齒(chi)輪式和腰輪(lún)式分别約占(zhàn)70%和20%。
[編輯本段(duan)]3.4渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(ji),是速度式流(liu)量計中的主(zhǔ)要種類,它采(cai)用多🏃🏻葉片的(de)轉子（渦輪）感(gǎn)受流體平均(jun1)流速,從而且(qie)推導出流量(liang)或總量的儀(yí)表。
一般它由(you)傳感器和顯(xian)示儀兩部分(fen)組成,也可做(zuo)成整體式🌈。
渦(wo)輪流量計和(he)容積式流量(liang)計、科裏奧利(li)質量流量計(ji)稱爲流量計(jì)中三類重複(fu)性、精度*的産(chǎn)品,作爲類型(xíng)流量計✌️之一(yi)💜,其産品已發(fā)展爲多品種(zhong)、多系列批量(liàng)生産的規模(mó)。
優點:
（1）高精度(du),在所有流量(liàng)計中,屬于zui的(de)流量計;
（2）重複(fú)性好;
（3）元零點(diǎn)漂移,抗幹擾(rǎo)能力好;
（4）範圍(wéi)度寬;
（5）結構緊(jin)湊。
缺點:
（1）不能(neng)長期保持校(xiao)準特性;
（2）流體(tǐ)物性對流量(liang)特性有較大(da)影響。
應用概(gai)況:
渦輪流量(liàng)計在以下一(yī)些測量對象(xiàng)獲得廣泛應(yīng)用:石油🐕、有機(ji)液體、無機液(ye)、液化氣、天然(rán)氣和低溫流(liú)體統在歐洲(zhōu)和美國,渦輪(lún)流量計在用(yòng)量上是僅次(ci)于孔闆流量(liàng)計的天然計(ji)🧑🏽🤝🧑🏻量儀表,僅荷(hé)蘭在天然氣(qi)管線上就采(cǎi)用了2600多台各(gè)種尺寸,壓力(li)從0.8~6.5MPa的氣體渦(wō)輪🤩流量計,它(ta)們已成爲優(you)良的天然氣(qì)計量儀表。
[編(bian)輯本段]3.5電磁(cí)流量計
電磁(cí)流量計是根(gēn)據法拉弟電(diàn)磁感應定律(lǜ)制成的一種(zhǒng)測🔴量🚶♀️導電性(xing)液體的儀表(biao)。
電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性,可以(yǐ)解決其它流(liú)量👣計不易應(yīng)🛀🏻用的問題,如(rú)髒污流、腐蝕(shí)流的測量。
70、80年(nian)代電磁流量(liang)在技術上有(yǒu)重大突破,使(shi)它成爲應用(yòng)☁️廣🔞泛的一類(lei)流量計,在流(liú)量儀表中其(qí)使用量百分(fèn)數不斷上升(sheng)。
優點:
（1）測量通(tōng)道是段光滑(huá)直管,不會阻(zǔ)塞,适用于測(ce)量含固體顆(ke)粒的✉️液固二(èr)相流體,如紙(zhi)漿、泥漿、污水(shuǐ)等;
（2）不産生流(liú)量檢測所造(zào)成的壓力損(sǔn)失,節能效果(guǒ)好🔞;
（3）所測得體(tǐ)積流量實際(ji)上不受流體(tǐ)密度、粘度、溫(wēn)度、壓力和電(diàn)導率變化的(de)明顯影響;
（4）流(liu)量範圍大,口(kǒu)徑範圍寬;
（5）可(kě)應用腐蝕性(xìng)流體。
缺點:
（1）不(bu)能測量電導(dao)率很低的液(yè)體,如石油制(zhì)品;
（2）不能測量(liang)氣體、蒸汽和(hé)含有較大氣(qì)泡的液體;
（3）不(bú)能用于較高(gāo)溫度。
應用概(gai)況:
電磁流量(liang)計應用領域(yu)廣泛,大口徑(jing)儀表較多應(ying)用于給排♊水(shuǐ)工程;中小口(kou)徑常用于高(gāo)要求或難測(ce)場👅合,如鋼鐵(tie)工業高爐風(feng)口冷卻水控(kòng)制,造紙工業(ye)測量紙漿液(ye)和黑🈲液,化學(xué)工業的強腐(fǔ)蝕液,有色冶(yě)金工業的礦(kuàng)漿;小口徑、微(wēi)小口徑常用(yong)于醫藥工業(yè)、食品工業、生(sheng)物化學等有(yǒu)衛生要求的(de)場所。
[編輯本(běn)段]3.6渦街流量(liang)計
渦街流量(liàng)計是在流體(ti)中安放一根(gēn)非流線型遊(you)渦發生體,流(liu)體在發生體(tǐ)兩側交替地(di)分離釋放出(chu)兩串規則地(dì)交錯排列的(de)遊渦的儀表(biǎo)。
渦街流量計(ji)按頻率檢出(chu)方式可分爲(wèi):應力式、應變(biàn)👨❤️👨式、電容式、熱(re)敏式、振動體(tǐ)式、光電式及(ji)超聲式等。
渦(wo)街流量計是(shì)屬于zui年輕的(de)一類流量計(ji),但其發展迅(xùn)速,目前已成(cheng)爲通用的一(yi)類流量計。
優(yōu)點:
（1）結構簡單(dan)牢固;
（2）适用流(liú)體種類多;
（3）精(jīng)度較高;
（4）範圍(wéi)度寬;
（5）壓損小(xiǎo)。
缺點:
（1）不适用(yòng)于低雷諾數(shù)測量;
（2）需較長(zhǎng)直管段;
（3）儀表(biao)系數較低（與(yu)渦輪流量計(jì)相比）;
（4）儀表在(zài)脈動流、多相(xiang)流中尚缺乏(fá)應用經驗。
[編(biān)輯本段]3.7超聲(shēng)波流量計
超(chāo)聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動對(duì)超聲束（或超(chao)聲脈沖）的作(zuò)用以測量流(liu)量的儀表。
根(gēn)據對信号檢(jiǎn)測的原理超(chāo)聲流量計可(kě)分爲傳播速(sù)度差😄法（直接(jiē)時差法、時差(cha)法、相位差法(fa)和頻差法）、波(bō)束偏移法、多(duo)普勒法、互相(xiàng)關法、空間濾(lü)法及噪聲法(fa)等。
超聲流量(liàng)計和電磁流(liú)量計一樣,因(yin)儀表流通通(tong)道未設置㊙️任(rèn)何🤟阻礙件,均(jun)屬*流量計,是(shi)适于解決流(liú)量測量困難(nán)🚶♀️問題的一類(lèi)流量計,特别(bié)在大口徑流(liu)量♊測量方面(miàn)有較突出的(de)優點,近年來(lai)它是發展迅(xùn)速的一類流(liú)量計之一♋。
優(yōu)點:
（1）可做非接(jiē)觸式測量;
（2）爲(wèi)無流動阻撓(nao)測量,無壓力(lì)損失;
（3）可測量(liang)非導電性液(ye)體,對無阻撓(náo)測量的電磁(cí)流量計📧是一(yī)種補充。
缺點(diǎn):
（1）傳播時間法(fa)隻能用于清(qing)潔液體和氣(qi)體;而多普勒(le)法隻能用于(yú)測量含有一(yī)定量懸浮顆(kē)粒和氣泡的(de)液體;
（2）多普勒(le)法測量精度(du)不高。
應用概(gai)況:
（1）傳播時間(jian)法應用于清(qing)潔、單相液體(ti)和氣體。典型(xíng)應用有工廠(chǎng)排放液、:怪液(yè)、液化天然氣(qì)等;
（2）氣體應用(yong)方面在高壓(yā)天然氣領域(yù)已有使用良(liáng)好的經驗;
（3）多(duo)普勒法适用(yòng)于異相含量(liang)不太高的雙(shuāng)相流體,例如(rú):未🌈處理污水(shuǐ)、工廠排放液(yè)、髒流程液;通(tōng)常不适用于(yú)非常清☂️潔的(de)液體。
[編輯本(ben)段]3.8科裏奧利(lì)質量流量計(jì)
科裏奧利質(zhì)量流量計（以(yi)下簡稱CMF）是利(li)用流體在振(zhèn)🏃♂️動管🐆中👈流👣動(dong)時,産生與質(zhì)量流量成正(zhèng)比的科裏奧(ao)利力原理制(zhi)成的一種直(zhi)接式質量流(liu)量儀表。
我國(guo)CMF的應用起步(bù)較晚,近年已(yi)有幾家制造(zao)廠（如太行儀(yi)💃表廠）自行開(kāi)發供應市場(chang);還有幾家制(zhì)造廠組😄建合(hé)資企業或引(yǐn)用生産系列(liè)儀表。
熱式氣(qì)體質量流量(liàng)計
熱式流量(liàng)計傳感器包(bao)含兩個傳感(gan)元件，一個速(su)度傳感器和(hé)🥰一個溫度傳(chuan)感器。它們自(zì)動地補償和(he)校正氣體溫(wēn)度變化。儀🥰表(biao)的電加熱部(bù)分将速度傳(chuan)感器加熱到(dao)高于工況溫(wen)度的某🐪一個(ge)定值，使速度(du)傳感器和測(cè)量工況溫度(dù)的傳感器之(zhī)間形成恒定(dìng)溫差。當保持(chí)溫差不變時(shí)，電加熱消耗(hào)的能量，也可(ke)以說熱消散(sàn)值👌，與👅流過氣(qi)體的質量流(liu)量成正比。
熱(rè)式氣體質量(liàng)流量計即MassFlowMeter（縮(suō)寫爲MFM），它是氣(qì)體流量計量(liang)中新型儀表(biao)，區别于其它(tā)氣體流量計(ji)不需要進🐪行(hang)壓力和⛱️溫度(dù)修正，直接測(cè)量氣體的質(zhì)量流量，一支(zhī)傳感器可以(yǐ)做到量💘程從(cóng)極低到高量(liàng)程。它适合❌單(dān)一氣體和固(gù)定比例多組(zu)份♌氣體的測(cè)量。
熱式氣體(ti)質量流量計(ji)是用于測量(liang)和控制氣體(ti)質量流量的(de)新型儀表。可(ke)用于石油、化(huà)工、鋼鐵、冶金(jīn)、電力、輕工、醫(yi)🌍藥、環保等工(gōng)業部門的空(kōng)氣、烴類氣體(tǐ)、可燃性氣體(tǐ)、煙道氣體的(de)🎯監測。
特點
可(kě)靠性高重複(fu)性好測量精(jing)度高壓損小(xiǎo)
無活動部件(jian)量程比寬響(xiǎng)應速度快無(wu)須溫壓補償(chang)
應用
•工業管(guan)道中氣體質(zhì)量流量測量(liàng)•煙囪排出的(de)煙氣流速💘測(ce)量
•煅燒爐煙(yān)道氣流量測(cè)量•燃氣過程(cheng)中空氣流量(liàng)測量🏃♀️
•壓縮空(kong)氣流量測量(liang)•半道體芯片(piàn)制造過程中(zhōng)氣體流量測(cè)量☔
•污水處理(li)中氣體流量(liàng)測量•加熱通(tōng)風和空調系(xi)統中的氣體(ti)🧑🏽🤝🧑🏻流量測量
•熔(rong)劑回收系統(tǒng)氣體流量測(ce)量•燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣體(ti)流量測量
•天(tian)然氣、火炬氣(qi)、氫氣等氣體(ti)流量測量
•啤(pi)酒生産過程(cheng)中二氧化碳(tàn)氣體流量測(ce)量
•水泥、卷煙(yān)、玻璃廠生産(chǎn)過程中氣體(tǐ)質量流量測(cè)量
如：美國SIERRA
中(zhong)國DSN
3.9明渠流量(liang)計
與前述幾(jǐ)種不同,它是(shì)在非滿管狀(zhuang)敞開渠道測(ce)量👌自由表面(miàn)自然流的流(liú)量儀表。
非滿(mǎn)管态流動的(de)水路稱作明(ming)渠,測量明渠(qu)中水流㊙️流🔞量(liang)的🈚稱作💞明渠(qú)流量計（openchannelflowmeter）。
明渠(qu)流量計除圓(yuan)形外,還有U字(zi)形、梯形、矩形(xíng)等多種形狀(zhuang)🔴。
明渠流量計(ji)應用場所有(you)城市供水引(yǐn)水渠;火電廠(chang)引水和⛹🏻♀️排水(shui)渠、污水治理(lǐ)流入和排放(fàng)渠;工礦企業(ye)水排放以🐉及(jí)水利工程和(he)農業灌溉用(yong)渠道。有人估(gu)💞計1995台,約占流(liú)量儀表整體(ti)的1.6%,但是國内(nei)應用尚無估(gū)🌐計數據。
4,新工(gōng)作原理流量(liàng)儀表的研究(jiu)和開發
4.1靜電(diàn)流量計
（electrostaticflowmeter）
日本(ben)東京技術學(xué)院研制适用(yòng)于石油輸送(song)管線低導電(dian)液體流量測(ce)量的靜電流(liú)量計。
靜電流(liu)量計的金屬(shǔ)測量管絕緣(yuán)地與管系連(lian)接,測量電容(róng)器上🚶靜電荷(hé)便可知道測(cè)量管内的電(dian)荷。他們分别(bié)作了内🌈徑4~8mm銅(tóng)、不鏽鋼等金(jin)屬和塑料測(cè)量管儀表的(de)實流試驗,試(shi)驗表明流量(liang)與電荷之間(jian)接近于線性(xing)。
4.2複合效應流(liú)量儀表
（combinedeffectsmeter）
該儀(yí)表的工作原(yuán)理是基于流(liú)體的動量和(he)壓力作用于(yu)儀表腔體産(chan)生的變形,測(ce)量複合效應(ying)的變形求取(qu)流量㊙️。本儀表(biǎo)由美國GMI工程(cheng)和管理學院(yuàn)開發,已申請(qǐng)兩💰項。
4.3轉速表(biao)式流量傳感(gǎn)器
（tachmetricflowratesensor）
它是由俄(é)羅斯科學工(gōng)程中心工業(yè)儀表公司開(kai)發，是⁉️基🍉于懸(xuán)浮效應理論(lùn)研制的。該儀(yí)表已在若幹(gan)現☀️場成功的(de)應用（例如在(zai)核電站安裝(zhuāng)2000餘台測量熱(re)水流量，連🔞續(xu)使用8年）,且還(hai)在改進以擴(kuo)大💁應用領域(yu)。
5,幾種流量儀(yi)表應用和發(fa)展動向
5.1科裏(lǐ)奧利質量流(liu)量計（CMF）
國外CMF已(yi)發展30餘系列(lie)，各系列開發(fā)在技術上着(zhe)眼點在于:流(liu)量檢測測量(liàng)管結構上設(she)計創新;提高(gāo)儀表零點穩(wen)定性和度等(deng)性能;增加測(ce)量管撓度,提(ti)高靈敏度;改(gai)善測量管應(yīng)力分布,降👅低(di)疲勞⁉️損壞,加(jiā)強抗振動幹(gàn)擾能力等。
5.2電(diàn)磁流量計（EMF）
EMF從(cóng)50年代初進入(ru)工業應用以(yǐ)來,使用領域(yù)日益擴展,80年(nián)代後期起🌈在(zài)各國流量儀(yi)表銷售金額(é)中已占16%~20%。
我國(guo)近年發展迅(xùn)速,1994年銷售估(gū)計爲6500~7500台。國内(nei)已生産zui大口(kou)徑爲2~6m的ENF,并有(yǒu)實流校驗口(kou)徑3m的設備能(néng)力。
5.3渦街流量(liàng)計（USF）
USF在60年代後(hou)期進入工業(ye)應用,80年代後(hou)期起在各國(guo)流🌏量儀表銷(xiāo)售金額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世界範(fàn)圍估計銷售(shou)量爲3.54.8萬👄台,同(tong)期國内産品(pin)估計在8000~9000台。
5.4威(wēi)力巴流量計(ji)
威立巴流量(liang)計計采用了(le)*符合空氣動(dong)力學原理的(de)工程結構設(she)計，是一種在(zài)精度、功效及(ji)可靠方面達(dá)到了無比程(cheng)度的傳感元(yuán)件。
6,結論
由上(shàng)述可知,流量(liàng)計發展到今(jin)天雖然已日(rì)趨成熟,但其(qí)種😍類仍然極(jí)其繁多,至今(jin)尚無一種對(dui)于任何場合(hé)都适用的流(liú)量計。
每種流(liu)量計都有其(qi)适用範圍,也(ye)都有局限性(xing)。這就要求我(wo)們:
（1）在選擇儀(yí)表時,一定要(yào)熟悉儀表和(he)被測對象兩(liǎng)方面的👉情😘況(kuàng),并要兼顧考(kǎo)慮其它因素(sù),這樣測量才(cai)會準确;
（2）努力(lì)研制新型儀(yi)表,使其在現(xian)有的基礎上(shàng)更加完善。
差(cha)壓式流量計(ji)
差壓式流量(liang)計（以下簡稱(chēng)DPF或流量計）是(shì)根據安裝于(yu)管📧道中流量(liàng)檢測件産生(sheng)的差壓、已知(zhī)的流體條件(jian)和檢測件與(yu)管道的幾何(he)尺寸來測量(liàng)流量的儀表(biǎo)⛱️。DPF由一次🔆裝置(zhì)（檢測件）和二(èr)次裝置（差壓(ya)轉換和流量(liang)顯示儀表）組(zu)成。通常以檢(jiǎn)測件的型式(shì)對DPF分類，如孔(kong)扳流量計、文(wén)丘裏管流量(liàng)計及均速管(guan)❌流量計等。二(er)⛱️次裝置爲各(ge)🈲種機械、電子(zi)、機電💯一體式(shì)差壓計，差壓(yā)變送器和流(liu)量顯🌈示及計(ji)算儀表，它已(yǐ)發展爲三化(huà)（系列化、通用(yòng)化及标💰準化(huà)）程度很高的(de)種類規格龐(pang)✔️雜的一大類(lei)儀表。差壓🧡計(ji)既可用于測(ce)量流量參數(shù)，也可測量其(qí)他參數（如壓(ya)力、物位、密度(dù)等）。
DPF按其檢測(cè)件的作用原(yuan)理可分爲節(jie)流式、動壓頭(tou)式、水力阻力(li)式、離心式、動(dòng)壓增益式和(hé)射流式等幾(ji)大類，其中以(yǐ)節流式和動(dong)壓🈚頭式應用(yong)。
節流式DPF的檢(jian)測件按其标(biāo)準化程度分(fen)爲标準型和(he)非标🌐準型兩(liang)大類。所謂标(biao)準節流裝置(zhì)是指按照标(biao)準文件設計(jì)、制造、安裝和(he)使用，無須經(jing)實流校準即(ji)可确定其流(liu)量值并估🥰算(suàn)流量測量誤(wù)差，非标準節(jiē)流裝置是🌈成(chéng)熟程度較差(cha)，尚未列入标(biāo)準文件中的(de)🏃♂️檢測件。
标準(zhun)型節流式DPF的(de)發展經過漫(màn)長的過程，早(zao)在20世紀20年✨代(dài)❤️，美國和歐洲(zhou)即開始進行(háng)大規模的節(jie)流裝置試驗(yan)研究。用得zui普(pu)遍的節流裝(zhuang)置--孔闆和噴(pen)嘴開始标準(zhun)化。現在标準(zhun)噴嘴的一種(zhǒng)型式ISAl932噴嘴，其(qí)幾何形狀就(jiù)是30年代标準(zhun)化的，而标準(zhun)孔闆亦曾稱(chēng)爲ISAl932孔闆。節流(liú)裝置結💋構形(xíng)式的标☁️準化(hua)有很深遠的(de)意義，因💋爲隻(zhī)有節流裝置(zhì)結構形式标(biāo)準化了，才有(yǒu)可能把上衆(zhōng)多研究成果(guo)彙集到一起(qǐ)，它促進檢測(ce)件的理論和(he)實踐向深度(dù)和⁉️廣度拓展(zhǎn)，這是其🚩他流(liu)量計所不及(jí)的。1980年ISO（标準化(huà)組織）正式通(tong)過标準ISO5167，至此(cǐ)流量測🔞量節(jiē)流裝置*個标(biāo)準誕生了。ISO5167總(zǒng)結了幾十年(nian)來上對爲數(shù)有限的幾種(zhǒng)節流裝置（孔(kǒng)闆、噴嘴和文(wen)丘裏管）的理(lǐ)論與試驗的(de)研究成🐉果，反(fan)映了此類檢(jiǎn)測件的當代(dai)科學與生産(chǎn)的技術水平(ping)。但是從🐅ISO5167正式(shi)頒布之日起(qi)，它就暴露出(chū)許多亟待解(jiě)決的💯問題，這(zhe)些問題⁉️主要(yao)有以下幾個(gè)方面。
1）ISO5167試驗數(shù)據的陳舊性(xìng)ISO5167中采用的數(shu)據大多是30年(nián)代的🏒試驗結(jié)果，今天無論(lùn)節流裝置制(zhi)造技術，流量(liàng)試驗設備及(jí)實驗技術都(dou)有巨🏃♀️大的進(jìn)步，重新進行(háng)系統🛀地試驗(yan)以獲得更高(gāo)度及更可✏️靠(kào)的數據是必(bi)要的。進入80年(nián)代美國和歐(ōu)洲都進行大(dà)規模的試驗(yàn)，爲修訂ISO5167打下(xia)基礎。
2）ISO5167中關于(yú)直管段長度(du)規定的問題(ti)在ISO投票通過(guo)ISO5167時，美國投♍了(le)反對票，其主(zhǔ)要原因是對(duì)直管段長度(dù)的規定有不(bú)同意見，這個(gè)問題應是ISO5167修(xiu)訂的主要問(wèn)題之一。
3）ISO5167中各(ge)項規定的科(kē)學性問題影(ying)響節流裝置(zhì)流出系數的(de)因素特㊙️别多(duō)，主要有孔徑(jìng)與管徑的比(bi)值β、取壓裝置(zhì)、雷諾數、節流(liu)件安裝偏心(xin)度、前後阻流(liu)件類型及直(zhí)管段長度、孔(kǒng)闆入口邊緣(yuán)尖銳度、管壁(bi)粗糙度、流體(tǐ)流動湍流度(dù)等🍓，衆多因素(sù)影響錯綜複(fu)雜，有的參數(shu)難以直接測(ce)量，因此标準(zhǔn)中有些🐕規定(dìng)并非科⁉️學地(di)确定，而是爲(wèi)了取得一緻(zhi)🏃，不得不人爲(wei)地确定。流量(liang)專家斯賓塞(sai)（E．A．Spencer）提出一系列(liè)應重新檢讨(tǎo)的問題，如孔(kong)闆平直度、同(tong)心度、直角邊(bian)緣尖銳度♌、管(guan)道粗糙度、上(shàng)遊流速分布(bù)及流動調整(zhěng)器的作用等(děng)。
4）關于節流式(shì)DPF測量度提高(gāo)的問題鑒于(yu)節流式DPF在流(liú)量計👈中💘占有(you)重要地位，提(tí)高其測量度(du)意義重大。曆(lì)🧑🏾🤝🧑🏼次學術會⛷️議(yì)認爲必須使(shǐ)流量測量工(gong)作者、流體力(lì)學與計🌈算機(ji)技術工作者(zhe)緊密合作共(gòng)⛱️同攻關才能(neng)解決此問🐆題(ti)。
20世紀80年代美(mei)國和歐洲開(kai)始進行大規(guī)模的孔闆流(liú)量計試驗研(yan)究，歐洲爲歐(ou)共體實驗計(ji)劃（EECExperimentalProgram），美國爲API實(shí)驗計劃（APIExperimentalProgram）。試驗(yan)的目的是用(yòng)現代測試設(shè)備及試驗數(shù)據的統⛹🏻♀️計處(chu)理技術進行(háng)新一輪的範(fàn)圍廣泛的試(shi)驗研究，爲修(xiū)訂ISO5167打下技術(shu)基礎。1999年ISO發出(chū)ISO5167的修訂稿（ISO／CD5167-1-4），該(gai)💛文件爲委員(yuán)會草案，它在(zài)技術内容與(yu)編輯上都有(yǒu)很大改動，是(shi)一份全新的(de)标準❗。本來預(yù)定于2025年12月在(zài)美國丹佛舉(ju)行的🈚ISO／TC30／SC2會議上(shàng)♈審查通過💁爲(wei)DIS（标準草案），但(dan)🧡是會議認爲(wèi)尚有細節問(wen)題應再商榷(que)而未能通過(guo)。新的ISO5167标準🐆何(he)時正式頒🙇♀️布(bù)尚不得而知(zhī)。ISO5167新标準💰在标(biāo)準的兩個核(hé)心内容皆有(yǒu)實質性變化(hua)，一‼️是孔闆的(de)流出系數公(gōng)💚式，用Reader-Harris/Gallagher計算式(shi)（R-G式📧）代替Stolz計算(suan)式，另一爲節(jiē)🐅流裝置上遊(you)側直管段長(zhang)💋度的規定以(yi)及流動調整(zhěng)❗器的使用等(děng)。
我們通常稱(chēng)ISO5167（GB／T2624）中所列節流(liu)裝置爲标準(zhun)節流裝置，其(qí)他的都稱🤟爲(wei)非标準節流(liú)裝置，應該指(zhi)出，非标準節(jiē)🌂流裝置不僅(jǐn)是指那些節(jiē)流裝置結構(gou)與标難節流(liu)裝置相異的(de)，如果标準節(jiē)流裝㊙️置在偏(piān)😍離标準條件(jian)下工作亦應(ying)稱爲非标準(zhǔn)節流裝置，例(lì)如，标準孔闆(pan)在混相流或(huò)标準文丘裏(lǐ)噴嘴在臨界(jiè)流下工作的(de)都是。
目前非(fēi)标準節流裝(zhuāng)置大緻有以(yi)下一些種類(lei)：
1）低雷諾數用(yong)1／4圓孔闆，錐形(xing)入口孔闆，雙(shuang)重孔闆，雙斜(xié)孔🏃🏻闆，半圓孔(kǒng)闆等；
2）髒污介(jiè)質用圓缺孔(kong)闆，偏心孔闆(pǎn)，環狀孔闆，楔(xie)形孔闆，彎管(guǎn)節流🌏件等；
3）低(di)壓損用羅洛(luo)斯管，道爾管(guǎn)，道爾孔闆，雙(shuang)重文丘裏噴(pen)嘴，通🌍用☔文丘(qiu)裏管，Vasy管等；
4）小(xiǎo)管徑用整體(ti)（内藏）孔闆；
5）端(duān)頭節流裝置(zhì)端頭孔闆，端(duan)頭噴嘴，Borda管等(deng)；
6）寬範圍度節(jiē)流裝置彈性(xing)加載可變面(miàn)積可變壓頭(tou)🌈流👣量計（線性(xìng)孔闆）；
7）毛細管(guǎn)節流件層流(liu)流量計；
8）脈動(dòng)流節流裝置(zhi)；
9）臨界流節流(liú)裝置音速文(wén)丘裏噴嘴；
10）混(hun)相流節流裝(zhuāng)置。
節流式DPF現(xian)場應用的不(bu)斷拓展必然(ran)提出發展非(fēi)标準節流裝(zhuang)置的要求，十(shí)餘年來ISO亦在(zai)不斷制訂有(yǒu)關非标準節(jie)流裝置的技(jì)術文件，在它(tā)們不能成爲(wei)正式标準之(zhī)前作爲技術(shù)報告發表。可(ke)以預見，今後(hòu)有可能若幹(gàn)較爲成熟的(de)非标準節流(liu)裝置會晉升(sheng)爲标準型的(de)。
20世紀90年代中(zhōng)後期世界範(fan)圍内各式DPF銷(xiāo)售量在流量(liang)儀表總量中(zhong)台數占50％-60％（每年(nian)約百萬台），金(jin)額占30％左右。我(wo)國銷售台數(shu)約占流量儀(yí)⛹🏻♀️表總量（不包(bao)括*表和家用(yòng)水表及玻璃(li)管浮子流☔量(liang)計）的35％-42％（每年6萬(wàn)🌈-7萬台）。
2工作原(yuan)理
2.1基本原理(li)
充滿管道的(de)流體，當它流(liú)經管道内的(de)節流件時，如(ru)圖4.1所示，流速(sù)将在節流件(jian)處形成局部(bu)收縮，因而流(liú)💋速增加，靜壓(yā)力降低㊙️，于是(shi)☎️在節流件前(qián)後便産生了(le)🔞壓差。流🙇🏻體流(liú)量愈大，産生(sheng)的壓差愈大(dà)，這樣可依據(jù)⭐壓差來衡💔量(liang)流量的大小(xiao)。這種測量方(fang)法是以流動(dong)☀️連續性方程(cheng)（質量守恒定(ding)律）和伯努利(lì)方程（能量守(shou)💚恒定律）爲基(ji)礎的。壓差的(de)大小不僅與(yu)流量還與其(qi)他許多因素(sù)有關，例如當(dāng)節流裝置形(xíng)式或管道内(nèi)流體的物理(lǐ)性質（密度、粘(zhan)度）不同時，在(zai)同樣大小的(de)流量下産生(sheng)的壓差也是(shì)不同💜的。
圖4.1孔(kǒng)闆附近的流(liú)速和壓力分(fen)布
2.2流量方程(cheng)
式中qm--質量流(liú)量，kg/s;
qv--體積流量(liang)，m3/s;
C--流出系數；
ε--可(ke)膨脹性系數(shu)；
β--直徑比，β=d/D;
d--工作(zuo)條件下節流(liú)件的孔徑，m；
D--工(gong)作條件下上(shàng)遊管道内徑(jìng)，m；
P--差壓，Pa；
ρl--上遊流(liú)體密度，kg/m3。
由上(shàng)式可見，流量(liang)爲C、ε、d、ρ、P、β（D）6個參數的(de)函數，此6個參(cān)數可分爲實(shi)測量[d，ρ，P，β（D）]和💜統計(jì)量（C、ε）兩類。
（1）實測(cè)量
1）d、D式（4．1）中d與流(liú)量爲平方關(guān)系，其度對流(liú)量總精度影(ying)響較大☎️，誤🐅差(chà)值一般應控(kong)制在±0．05％左右，還(hai)應計及工作(zuo)溫度對材料(liao)熱膨脹的影(yǐng)響✨。标準規定(dìng)管道内徑D必(bi)須實測，需在(zai)上遊管段的(de)幾個截💋面上(shàng)進♊行多次測(cè)量求其平均(jun)值，誤差不應(yīng)大于±0．3％。除對數(shù)值測量精度(du)要求較高外(wai)，還應考慮内(nei)徑偏差會對(dui)節流件上遊(you)通道造成不(bú)正常節流現(xian)象所帶來的(de)嚴重影響。因(yin)此，當不是成(chéng)套供應🐇節流(liu)裝置時，在現(xian)場配管應充(chōng)分注意這個(ge)問題。
2）ρρ在流量(liàng)方程中與P是(shì)處于同等位(wei)置，亦就是說(shuō)，當追求差♈壓(yā)✏️變送器高精(jing)度等級時，絕(jue)不要忘記ρ的(de)測量精度亦(yì)應與之相匹(pǐ)配。否🐇則P的提(ti)高将會被ρ的(de)降低所抵消(xiao)。
3）P差壓P的測量(liang)不應隻限于(yú)選用一台高(gāo)精度差壓變(bian)送器。實🚶♀️際✂️上(shàng)差壓變送器(qi)能否接受到(dào)真實的差壓(ya)值還決定于(yu)一系列因素(sù)，其中正确的(de)取壓孔及引(yǐn)壓管線🔅的制(zhì)造、安裝及使(shi)用是保證獲(huo)得真實差壓(yā)🚶♀️值的關鍵，這(zhe)些影響因素(su)很多是難以(yǐ)定📱量或定性(xing)😘确定的，隻有(you)加強制造及(ji)安裝的規範(fan)化工作才能(neng)達到目的。
（2）統(tǒng)計量
1）C統計量(liàng)C是無法實測(cè)的量（指按标(biao)準設計制造(zao)安裝，不經校(xiao)準🆚使用），在現(xiàn)場使用時zui複(fú)雜的情況出(chu)現在實際的(de)C值與标準确(que)定的C值不相(xiàng)符合。它們的(de)偏離是由設(shè)計、制造、安裝(zhuāng)及使用一系(xì)列因素造成(chéng)的。應該明确(que)，上🛀🏻述各環節(jie)全部嚴格遵(zun)循标準的規(guī)定，其實際值(zhí)才會與标準(zhǔn)确定的值相(xiang)符合🙇🏻，現場是(shi)難以*這種要(yào)求的。
應該指(zhi)出，與标準條(tiao)件的偏離，有(yǒu)的可定量估(gū)算（可進行修(xiu)正），有的隻能(neng)定性估計（不(bu)确定度的幅(fú)值與方向）。但(dan)是在現實中(zhōng)✔️，有時不僅是(shi)一個條件偏(piān)離，這就帶來(lái)非常複雜的(de)情況，因爲一(yi)般資料中隻(zhi)介紹某一條(tiao)件🏃偏離引起(qi)的誤差。如果(guǒ)許多條🐉件同(tong)時偏⛷️離，則缺(quē)少相關的資(zi)料可查。
2）ε可膨(péng)脹性系數ε是(shi)對流體通過(guo)節流件時密(mì)度發生變化(huà)而引起的流(liú)出系數變化(huà)的修正，它的(de)誤差由兩部(bu)分組成：其一(yī)爲常用流量(liang)下ε的誤差，即(jí)标準确定值(zhi)的誤差；其二(èr)爲由于流量(liàng)變化ε值将随(sui)之波動帶來(lai)的誤差。一般(ban)在低靜壓高(gāo)✔️差壓情況🈚，ε值(zhi)有不可忽略(lue)的誤差。當P／P≤0.04時(shi)，ε的誤差可忽(hu)略不計。
3分類(lei)
差壓式流量(liàng)計分類如表(biǎo)4.1所示。
表4.1差壓(ya)式流量計分(fèn)類表
分類原(yuan)則分類類型(xing)
按産生差壓(yā)的作用原理(lǐ)分類1）節流式(shi)；2）動壓頭式；3）水(shuǐ)🔴力✉️阻力式；4）離(lí)心式；5）動壓增(zēng)益式；6）射流式(shì)
按結構形式(shì)分類1）标準孔(kong)闆；2）标準噴嘴(zuǐ)；3）經典文丘裏(li)管；4）文丘裏噴(pēn)嘴；5）錐形入口(kǒu)孔闆；6）1/4圓孔闆(pǎn)；7）圓缺孔闆；8）偏(piān)✉️心孔闆；9）楔形(xíng)孔闆；10）整體（内(nei)藏）孔闆；11）線性(xìng)孔闆；12）環形孔(kǒng)闆；13）道爾管；14）羅(luó)洛斯管；15）彎管(guǎn)；16）可換孔闆節(jie)流裝置；17）臨界(jie)流節流裝置(zhi)
按用途分類(lèi)1）标準節流裝(zhuāng)置；2）低雷諾數(shu)節流裝置；3）髒(zāng)污🌈流節流♉裝(zhuang)置；4）低壓損節(jie)流裝置；5）小管(guan)徑節流裝置(zhi)；6）寬範圍度節(jie)流裝置；7）臨界(jie)流節流裝置(zhì)；
3.1按産生差壓(yā)的作用原理(li)分類
1）節流式(shì)依據流體通(tong)過節流件使(shǐ)部分壓力能(neng)轉變爲動能(néng)以❄️産生差壓(yā)的原理工作(zuo)，其檢測件稱(chēng)
之爲節流裝(zhuang)置，是DPF的主要(yào)品種。
2）動壓頭(tóu)式依據動壓(yā)轉變爲靜壓(yā)的原理工作(zuò)，如均速❗管流(liu)量計。
3）水力阻(zu)力式依據流(liú)體阻力産生(sheng)的壓差原理(li)工作，檢測件(jian)🤞爲毛細管束(shu)，又稱層流流(liu)量計，一
般用(yong)于微小流量(liàng)測量。
4）離心式(shi)依據彎曲管(guǎn)或環狀管産(chan)生離心力原(yuan)理形成的壓(yā)差工作，如彎(wan)管流量計，環(huán)形管流量
計(ji)等。
5）動壓增益(yi)式依據動壓(ya)放大原理工(gōng)作，如皮托-文(wén)丘裏管。
6）射流(liu)式依據流體(tǐ)射流撞擊産(chǎn)生原理工作(zuò)，如射流式差(cha)壓流量計。
3.2按(an)結構形式分(fen)類
1）标準孔闆(pǎn)又稱同心直(zhi)角邊緣孔闆(pǎn)，其軸向截面(mian)如圖4.2所❗示。孔(kǒng)闆📞是一塊加(jia)工成圓形同(tóng)心的具有銳(ruì)利直角👈邊緣(yuan)㊙️的薄闆。孔闆(pǎn)開孔的上遊(you)側邊緣應是(shì)銳利的直角(jiao)。标準💯孔闆有(yǒu)三種取壓方(fang)式：角接、法蘭(lan)及D-D/2取壓；如圖(tu)4.3所示。爲從☎️兩(liǎng)個方向♊的任(ren)一個方向測(cè)量流量，可采(cǎi)用對稱孔闆(pǎn)，節流孔的兩(liǎng)個邊緣均符(fú)合直角邊緣(yuan)孔闆💃上遊邊(bian)緣的特性，且(qiě)孔闆全部厚(hòu)度不超過節(jiē)流孔的☂️厚度(dù)。
圖4.2标準孔闆(pan)
圖4.3孔闆的三(sān)種取壓方式(shì)
2）标準噴嘴有(you)兩種結構形(xing)式：ISA1932噴嘴和長(zhǎng)徑噴嘴。
a.ISA1932噴嘴(zuǐ)（圖4.4）上遊面由(yóu)垂直于軸的(de)平面、廓形爲(wei)圓周的兩✍️段(duàn)弧線所确定(ding)的收縮段、圓(yuan)筒形喉部和(hé)凹槽組成的(de)噴嘴。ISA1932噴嘴的(de)取壓方式僅(jin)角接取壓一(yi)種。
圖4.4ISA1932噴嘴
b.長(zhǎng)徑噴嘴（圖4.5）上(shang)遊面由垂直(zhi)于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢圓(yuan)的收縮段、圓(yuán)筒形喉部和(he)可能有的凹(ao)槽或斜角組(zǔ)成的噴嘴。長(zhang)🎯徑噴嘴的取(qu)壓方式僅D-D/2取(qǔ)壓一種。
3）經典(dian)文丘裏管由(you)入口圓筒段(duan)A、圓錐收縮段(duàn)B、圓筒形喉部(bu)C和圓🌐錐擴散(sàn)段E組成，如圖(tu)4.6所示。根據不(bú)同的加工方(fang)法，有以下結(jie)構🚩形式：①具有(you)粗鑄收縮段(duan)的；②具有機械(xie)加🤟工收縮段(duan)的；③具有鐵闆(pǎn)焊接收縮段(duan)的。不同結構(gou)形式的L1、L2、R1、R2與D、d的(de)關系如表4.2所(suo)示。
4）文丘裏噴(pen)嘴由進口噴(pen)嘴、圓筒形喉(hou)部及擴散段(duan)組成，如圖4.7所(suo)🏃♂️示。
5）錐形入口(kǒu)孔闆錐形入(ru)口孔闆與标(biao)準孔闆相似(si)，相當于一塊(kuài)倒✂️裝的标準(zhun)孔闆，其結構(gou)如圖4.8所示，取(qǔ)壓方式爲角(jiao)接取壓。表4.2L1、L2、R1、R2與(yǔ)D、d關系
注粗鑄(zhu)入口機械加(jiā)工的入口粗(cu)焊的鐵闆入(rù)口
1±0.25D（100mm＜D＜150mm）
L1=0.5D±0.05DL1=0.5D±0.05D
2L2=1D或0.25D+250mm兩個量(liang)中的小者L2≥D（入(ru)口直徑）L2≥D（入口(kou)直徑）
3R1=1.375D+20%R1＜0.25DR1=0,焊縫除(chu)外
4R2=3.625d至3.8dR2＜0.25DR2=0,焊縫除(chu)外
圖4.6經典文(wen)丘裏管
圖4.7文(wen)丘裏噴嘴
圖(tu)4.8錐形入口孔(kǒng)闆
1一環隙；2-夾(jiá)持環；3一上遊(yóu)端面A；4-下遊端(duān)面B；
5-軸線；6-流向(xiàng)；7-取壓口；8-孔闆(pǎn)；
X-帶環隙的夾(jiá)持環；Y-單獨取(qǔ)壓口
超聲波(bo)流量計的基(ji)本原理及類(lei)型
超聲波在(zai)流動的流體(tǐ)中傳播時就(jiu)載上流體流(liu)速的信息。因(yīn)♍此通過接收(shōu)到的超聲波(bō)就可以檢測(ce)出流體的流(liú)速，從而換🔞算(suan)成🐅流量。根據(jù)檢測的方式(shì)，可分爲傳播(bo)速度🎯差法、多(duō)普勒法、波束(shù)偏移法、噪聲(sheng)法🥰及相關法(fǎ)等不同類型(xing)的超聲波流(liu)量計。起聲波(bo)流🤩量計是近(jìn)十幾年來随(suí)着集成電路(lu)技術迅速發(fā)展🔴才開始應(ying)用的一種
非(fei)接觸式儀表(biao)，适于測量不(bú)易接觸和觀(guan)察的流體以(yǐ)及大👄管徑流(liú)量。它與水位(wèi)計聯動可進(jìn)行敞開水流(liu)的流量🛀🏻測量(liàng)。使用🏃♀️超聲波(bō)流量比不用(yong)在流體中安(ān)裝測量元件(jiàn)🛀故不會改變(bian)流🐅體的流⛹🏻♀️動(dong)狀态，不産生(shēng)附加阻力，儀(yí)表的安裝及(ji)檢🌂修均可不(bú)🔞影響生産管(guǎn)線運行因而(ér)是一種理想(xiang)的節能型👈流(liu)量計。
*，目前的(de)工業流量測(ce)量普遍存在(zài)着大管徑、大(da)流量✔️測🤟量♉困(kùn)☎️難的問題，這(zhè)是因爲一般(bān)流量計随着(zhe)測量管徑的(de)增大會帶來(lái)制造和運輸(shu)上的困難，造(zao)價提高、能損(sǔn)加大、安裝不(bú)僅☎️這些缺點(dian)，超聲波流量(liang)計均可避免(miǎn)。因爲各類超(chao)聲波流量計(ji)均可管外安(an)裝、非🌈接觸測(ce)流，儀表造價(jia)基本上與被(bei)測管🎯道口徑(jing)大小無關，而(er)其它類型的(de)流量計随⁉️着(zhe)口徑增加，造(zao)價大幅度增(zeng)加，故口徑越(yuè)大超🏃🏻♂️聲波流(liu)量計比相同(tong)功能👨❤️👨其它類(lèi)型流量計的(de)功能價格比(bǐ)越*。被認爲是(shi)較好的大管(guan)徑☀️流量測量(liàng)儀表，多普🌍勒(lè)法超聲波流(liú)量計可測雙(shuāng)相介質的流(liu)量，故💛可用于(yu)下水道及排(pái)污水等髒污(wū)流的測量。在(zài)發電廠中，用(yòng)便攜式超聲(sheng)波流量計測(cè)量水輪機進(jin)水量、汽輪機(ji)循環水量等(děng)大管✔️徑流量(liàng)，比過去的皮(pí)脫管流速計(jì)方便得多。超(chāo)聲被💋流量汁(zhī)也可用于氣(qi)體測量。管徑(jìng)的适用範圍(wéi)從2cm到5m，從幾米(mi)寬的明渠、暗(an)渠到500m寬的河(he)流都可适用(yòng)。
另外，超聲測(ce)量儀表的流(liu)量測量準确(què)度幾乎不受(shòu)被測流體溫(wen)度、壓力、粘度(du)、密度等參數(shu)的影響，又可(kě)制成非接☎️觸(chù)及便攜式測(cè)量儀表，故可(kě)解決其它類(lèi)型儀表所難(nán)以💋測量的強(qiang)腐蝕性、非導(dao)電性、放射性(xing)💚及易燃易爆(bao)介質的流量(liang)測量問題。另(lìng)外，鑒于非接(jie)觸測量特點(dian)，再配以合理(li)的電子線路(lù)，一台儀表可(ke)📞适應多種管(guǎn)徑測量和多(duo)種流量範圍(wéi)測量。超聲波(bo)流量計的适(shi)應能🏃♂️力也是(shi)🐅其它儀表不(bú)可比拟的。超(chao)聲波流量計(jì)具有上述一(yī)些優點因此(cǐ)它越來越受(shòu)🔴到重視并💃且(qie)向産品系🌈列(lie)化、通用化發(fā)展，現已制成(chéng)📧不同聲道的(de)标準📐型、高溫(wēn)型、防爆型、濕(shī)式型儀表以(yǐ)适應不同介(jie)質，不同場合(he)和不同管道(dào)條件的流量(liàng)測量。
超聲波(bō)流量計目前(qian)所存在的缺(que)點主要是可(ke)測流體的溫(wēn)🆚度範圍受超(chāo)聲波換能鋁(lü)及換能器與(yǔ)管道之間的(de)耦合材料耐(nài)⛱️溫程度的限(xiàn)制，以及高溫(wen)下被測流體(tǐ)傳聲速度的(de)原始數據不(bu)全。目前我國(guo)隻能🔆用于測(ce)量‼️200℃以下的流(liu)體。另外，超💔聲(sheng)波流量計的(de)測量線路比(bi)一般流量計(jì)複雜。這是因(yīn)爲，一般工業(yè)計量中液體(ti)的流速常常(chang)是每秒幾米(mi)，而聲波在液(ye)㊙️體中的傳播(bō)速度約爲1500m／s左(zuo)右，被測流體(ti)流速（流量）變(biàn)化帶給聲速(sù)的變化量zui大(da)也是10－3數量級(jí)．若要🔆求測量(liàng)流速的準确(que)度爲1％，則對聲(sheng)速的測量準(zhǔn)确度需爲10-5～10-6數(shù)量級，因此必(bì)須有完善的(de)測量線路才(cái)能實現，這也(yě)正是超聲波(bō)流量計隻有(yǒu)在集成電路(lu)技術迅速發(fa)展的⛱️前題下(xia)才能得到實(shi)際應用的原(yuan)因。
超聲波流(liu)量計由超聲(shēng)波換能器、電(diàn)子線路及流(liu)量顯示和累(lèi)⭕積❤️系統三部(bù)分組成。超聲(shēng)波發射換能(néng)器将電能轉(zhuan)換爲超聲波(bo)能量，并将其(qi)發射到被測(ce)流體中，接🥰收(shōu)器接收到的(de)超聲波信号(hao)，經電子線路(lù)放大并轉換(huàn)爲代表流量(liàng)的電信号供(gòng)給顯⚽示和積(jī)算儀表進行(hang)顯示和積算(suan)。這🌈樣就實現(xian)了流量的檢(jian)測和顯示。
超(chao)聲波流量計(jì)常用壓電換(huan)能器。它利用(yong)壓電材料的(de)壓電效應🔆，采(cai)用适出的發(fa)射電路把電(dian)能加到發🍉射(shè)換♌能器🆚的壓(ya)電元㊙️件上，使(shi)其産生超聲(shēng)波振勸。超聲(sheng)波以某一角(jiǎo)度射入流體(ti)中傳播，然後(hou)由接收換能(neng)器接收，并經(jing)壓電元件變(biàn)爲電能，以便(biàn)檢測。發射換(huàn)能器利用❌壓(ya)電元件的逆(nì)壓電效應，而(er)接收換能🤟器(qì)則是利用壓(yā)電效應。
超聲(sheng)波流量計換(huàn)能器的壓電(dian)元件常做成(cheng)圓形薄🐇片，沿(yan)厚度💜振動。薄(bao)片直徑超過(guo)厚度的10倍，以(yi)保證振動的(de)🌍方向性。壓電(dian)元件材料多(duō)采用锆钛酸(suan)鉛。爲固😍定壓(yā)電元件，使超(chao)聲波以合适(shi)的角度射入(rù)到流體中，需(xu)把元件故人(rén)聲楔中，構成(cheng)換能器整體(tǐ)（又稱探🎯頭）。聲(shēng)楔的材料不(bú)僅要求🐅強度(dù)高、耐老化，而(er)且要求😍超聲(sheng)波經聲楔後(hòu)能量損失小(xiao)即透射系數(shù)接近1。常用的(de)聲楔💁材料是(shi)有機玻璃，因(yin)爲它透明，可(kě)以觀察到聲(shēng)楔中壓電元(yuán)件✍️的組裝情(qíng)況。另外，某些(xiē)橡膠、塑✂️料及(jí)膠木也可作(zuò)聲楔材料。
超(chao)聲波流量計(jì)的電子線路(lù)包括發射、接(jie)收、信号處理(li)和顯示電路(lu)。測得的瞬時(shí)流量和累積(ji)流量值用數(shù)字量或模拟(nǐ)🙇🏻量顯示。
根據(jù)對信号檢測(cè)的原理，目前(qián)超聲波流量(liang)計大緻👄可👈分(fen)傳播速❄️度差(cha)法（包括：直接(jiē)時差法、時差(chà)法、相位差法(fa)、頻差💜法）波♻️束(shu)偏移法、多普(pǔ)勒法、相關法(fa)、空間濾💞波法(fa)及噪聲法等(deng)類型，如圖所(suo)示。其中以噪(zào)聲法原理及(ji)結構zui簡單，便(bian)于測量和攜(xié)帶，價格便宜(yi)但準确度較(jiào)低，适于在流(liu)量測量準确(que)度要求不高(gāo)的場合使用(yong)。由于直接時(shi)差法、時差法(fǎ)、頻差法和相(xiàng)位🌈差法的基(jī)本原☂️理都是(shi)通過測量超(chao)聲波脈沖順(shùn)流和逆流傳(chuán)報時速度之(zhī)差⛹🏻♀️來反映流(liu)體的流速的(de)，故又統稱爲(wèi)傳播速度差(chà)法。其中頻差(cha)法和時差法(fǎ)克服了聲速(su)随流體溫度(du)變化帶來的(de)誤差，準确度(du)較高，所以被(bei)廣泛采用。按(àn)照換能🌈器的(de)配置方法不(bú)同，傳播速度(du)差撥又分爲(wei)：Z法（透過法）、V法(fa)（反👨❤️👨射法）、X法（交(jiao)叉法）等🐅。波束(shù)偏移❗法是利(lì)用超聲波束(shu)在流體中的(de)傳播方向随(sui)流體流速變(bian)化而産生偏(pian)移來反映流(liú)體流速🚩的，低(di)流速時，靈敏(mǐn)度很低适用(yòng)性不大．多普(pu)勒法是利用(yòng)💃🏻聲學多普勒(lè)原理，通過測(cè)量不均勻流(liú)體中散射體(tǐ)散射的超聲(shēng)波多普
勒頻(pin)移來确定流(liu)體流量的，适(shì)用于含懸浮(fú)顆粒、氣泡等(děng)‼️流體流量測(cè)量。相關法是(shì)利用相關技(ji)術測量流量(liàng)，原理上，此法(fa)的測量準确(què)度與流體中(zhong)的聲速無關(guan)，因而與流體(ti)溫度，濃度等(deng)無關，因而測(ce)量準确度高(gao)，适用範圍廣(guang)。但相關器價(jia)格貴，線路比(bi)較複雜🔅。在微(wei)處理機普及(jí)應用後，這個(gè)缺點可🚶♀️以克(ke)服。噪聲🥰法（聽(tīng)音法）是利用(yòng)管道内流體(tǐ)流動時産生(shēng)的噪聲與流(liu)體的流速有(yǒu)關的原理，通(tong)過檢測噪聲(sheng)表示流速或(huò)流量值。其方(fang)法簡單，設備(bei)價格便宜，但(dan)準确度低。
以(yi)上幾種方法(fa)各有特點，應(yīng)根據被測流(liu)體性質．流速(su)分布💯情況、管(guǎn)路安裝地點(diǎn)以及對測量(liang)準确度的要(yào)求等因素進(jìn)行選擇。一般(ban)說來由于工(gong)業生産中工(gōng)質的❄️溫度常(cháng)不能保😍持恒(héng)定，故多采用(yòng)頻差法及☔時(shi)差法。隻有在(zai)管徑✨很大時(shi)才采用直接(jiē)時差法。對換(huàn)能器安裝💚方(fang)法的選擇原(yuán)則一般是：當(dāng)流體沿管軸(zhóu)平行流動時(shi)㊙️，選用Z法；當流(liu)動⭐方向與管(guan)鈾不平行或(huò)管路安裝地(di)點使換能器(qi)安裝間隔受(shòu)到限制時✏️，采(cai)用V法或X法。當(dang)流場分布不(bú)均勻而表前(qián)🌈直管段又較(jiào)短時，也可采(cai)用多聲道（例(li)如雙聲道或(huo)四聲道）來克(ke)服流速擾動(dong)帶來的流量(liàng)測量誤差。多(duo)普勒法适🌈于(yú)測量兩相流(liu)，可避免常🔞規(guī)儀表由懸浮(fu)粒或氣泡造(zao)成的堵塞、磨(mo)損、附着而不(bu)能運行的弊(bì)病，因而得以(yi)迅速發🆚展。随(suí)着工業的發(fa)展及節能工(gōng)作的開展☔，煤(mei)油混合（COM）、煤水(shuǐ)泥合（CWM）燃料的(de)輸送和☁️應用(yòng)以及燃料油(you)加水助燃等(děng)節能☂️方法的(de)發展，都爲多(duō)普勒超聲波(bo)流🌈量計應用(yong)開辟廣闊♻️前(qian)景。
流量計的(de)種類很多，一(yī)般市場上用(yòng)得比較廣泛(fan)的有：電磁流(liú)量計、渦街流(liu)量計、渦輪流(liu)量計、孔闆流(liu)量計、V錐流量(liang)計、金屬轉子(zǐ)流量計、玻璃(li)轉子流量計(jì)、旋進旋渦流(liú)量計、橢圓齒(chi)輪流量計、均(jun1)速管流量計(jì)、超聲波流量(liàng)計等。它們的(de)安裝條件對(dui)直管段的要(yào)求V錐流量計(jì)是zui低，而電磁(cí)、渦街、孔闆等(děng)對直管段要(yao)求就較高，一(yī)般是前5D後3D,對(duì)于流量計前(qian)端有彎頭🏒、閥(fa)門電磁流量(liang)計等的直管(guan)段要求就更(geng)高，zui高要求直(zhí)管段是前50D後(hou)5D,因此在選購(gou)流量計時一(yī)定🙇♀️要考慮流(liu)量計現場安(an)裝的環境、位(wèi)置等因素，從(cóng)而選擇更♍加(jiā)适合現場工(gōng)礦的流✨量計(jì)。
現在流量計(ji)所需要的參(can)數：
1、被測量的(de)介質
2、被測量(liang)介質的溫度(du)
3、被測量介質(zhì)的壓力
4、被測(ce)量介質的流(liu)量
5、要求的測(cè)量精度
6、現場(chǎng)工礦情況
下一(yi)篇：迪川分析(xi)儀器儀表新(xīn)的增長點
