【儀表網(wǎng) 儀表科普】流量計(jì)英文名稱是flowmeter，全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)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。簡單來說就是用于測(cè)量管道或明渠中流體流量的一種儀表。
 

　　流量計(jì)又分為有差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、容積流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。按介質(zhì)分類：液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)。
 

　　一、電磁流量計(jì)
 

　　1、優(yōu)點(diǎn)
 

　　(1)電磁流量計(jì)可用來測(cè)量工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。
 

　　(2)無壓力損失。
 

　　(3)測(cè)量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。
 

　　(4)電磁流量計(jì)測(cè)量被測(cè)流體工作狀態(tài)下的體積流量，測(cè)量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
 

　　2、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，Z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。
 

　　二、超聲波流量計(jì)
 

　　1、優(yōu)點(diǎn)
 

　　(1)超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量儀表，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?？梢宰龀晒潭ㄊ胶捅銛y式兩種形式。
 

　　2、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。
 

　　(9)價(jià)格較高。
 

　　三、渦街流量計(jì)
 

　　1、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)簡單，性能可靠，使用壽命長。
 

　　(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。
 

　　2、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Z終測(cè)量結(jié)果應(yīng)是質(zhì)量流量，對(duì)于氣體，Z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。
 

　　備注：在水達(dá)到飽和溫度后，如定壓加熱，則飽和水開始汽化，在水沒有完全汽化之前，含有飽和水的蒸汽叫濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽。濕飽和蒸汽繼續(xù)在定壓條件下加熱，水完全汽化成蒸汽時(shí)狀態(tài)叫干飽和蒸汽，干飽和蒸汽繼續(xù)定壓加熱，蒸汽溫度上升而超過飽和溫度時(shí)，就變成過熱蒸汽。
 

　　(1)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。
 

　　(2)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。
 

　　(3)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。
 

　　(4)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。
 

　　四、孔板流量計(jì)
 

　　1、優(yōu)點(diǎn)
 

　　(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的，并得到了國際標(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。
 

　　(2)結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；
 

　　(3)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。
 

　　(4)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)。
 

　　2、缺點(diǎn)
 

　　(1)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。
 

　　(2)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
 

　　(3)有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對(duì)較大管徑，問題更加突出。
 

　　(4)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。
 

　　(5)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，長期使用精度難以保證，需每年拆下強(qiáng)檢一次。
 

　　(6)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。
 

　　五、熱式質(zhì)量流量計(jì)(恒溫差)
 

　　1、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Z小可以測(cè)量8.8mm管道的流量，Z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。
 

　　2、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。
 

　　六、彎管流量計(jì)
 

　　1、優(yōu)點(diǎn)
 

　　(1)無任何附加節(jié)流件或插入件,無附加阻力損失,可大量降低流體在管道內(nèi)輸送的動(dòng)力消耗,節(jié)約能源。
 

　　(2)彎管傳感器對(duì)微量磨損不敏感,可保證流量計(jì)長期高精度運(yùn)行。這一點(diǎn)彎管流量計(jì)有著不可比擬的優(yōu)勢(shì),而應(yīng)用Z經(jīng)典的孔板流量計(jì),也同樣存在磨損問題,如孔板流量計(jì)的重要部位入口銳角對(duì)微量磨損就十分敏感,對(duì)精度影響很大,所以孔板每年必須進(jìn)行一次或一次以上的強(qiáng)制性磨損檢查。
 

　　(3)可測(cè)量較臟污流體，由于彎管傳感器是一個(gè)90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭,沒有阻力件,不會(huì)被臟污介質(zhì)堵塞。
 

　　(4)可采用直接焊接法進(jìn)行安裝，而孔板的不耐磨損給焊接式孔板流量計(jì)保持長期高精度正常使用帶來了困難,而彎管流量計(jì)完全可以滿足直接焊接法安裝的一切技術(shù)條件,它的耐磨損、免維護(hù)、長周期、高精度的特點(diǎn),使焊接法安裝這一優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮。
 

　　(5)量程范圍寬,直管段要求不嚴(yán),適應(yīng)性強(qiáng)直管段要求不太嚴(yán)，一般只需要保證前5D后2D即可
 

　　(6)安裝環(huán)境廣適應(yīng)力強(qiáng)。彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動(dòng)、潮濕及其它惡劣環(huán)境、安裝條件差的場(chǎng)合中正常使用。
 

　　(7)結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格低廉,使用壽命長。
 

　　2、缺點(diǎn)
 

　　(1)小流速測(cè)量困難。氣體流速需大于2m/s，液體流速需大于0.2m/s。
 

　　(2)在工作現(xiàn)場(chǎng)需要增加轉(zhuǎn)彎或使用”S”型直管段傳感器。
 

　　(3)高精度傳感器的加工成本較高。
 

　　(4)彎管傳感器幾何結(jié)構(gòu)尺寸決定了流量系數(shù)a(R*D)?，F(xiàn)有管道彎頭打孔取壓并不能取代彎管傳感器。從而限制了彎管流量計(jì)使用的廣泛性及方便程度。彎管流量計(jì)只宜安裝在彈性變形的管道，而不宜在塑性變形的管道。
 

　　七、V錐流量計(jì)
 

　　1、優(yōu)點(diǎn)
 

　　(1)主管段要求短，在前后沒有其他節(jié)流作用的設(shè)備時(shí)，可以沒有直管段。因?yàn)殄F形結(jié)構(gòu)使得它就有校正流場(chǎng)，使流場(chǎng)變均勻的功能。
 

　　(2)測(cè)量量程比寬。因?yàn)榈蛪喝涸诠艿乐醒肴〉?，管道中央為流?chǎng)相對(duì)于整個(gè)截面內(nèi)流場(chǎng)Z穩(wěn)定的地方，取得的壓力震蕩小，故可以測(cè)量的下限更低，在上限不變的情況下，下限降低則量程比變的更寬可達(dá)10：1。
 

　　(3)測(cè)量精度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)相同的精度，甚至更高，輕易達(dá)到1.5級(jí)。
 

　　(4)壓損更小。在同樣的流通面積及流速下，V錐流量計(jì)造成的壓損更小。一般為孔板流量計(jì)壓損的1/4。
 

　　(5)節(jié)流邊緣不易被磨損，流出系數(shù)能保持長期穩(wěn)定不變，(因?yàn)楣?jié)流裝置為一錐形，當(dāng)流體經(jīng)過該錐體時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)邊界層效應(yīng)，即會(huì)使流體離開節(jié)流邊緣一個(gè)微小的距離，正是這個(gè)微小的距離保護(hù)了節(jié)流邊緣不易被磨損)使其標(biāo)校周期可以更長。
 

　　2、缺點(diǎn)
 

　　(1)對(duì)每一臺(tái)流量計(jì)都要實(shí)流標(biāo)定它的流出系數(shù)，增加制造成本。沒有國家標(biāo)準(zhǔn)支持。
 

　　(2)只能測(cè)量單方向流體，因?yàn)関錐的形式?jīng)Q定了它只能測(cè)量單向流體。