測(ce)量不同的介(jie)質選擇不同(tóng)的流量計
發(fa)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(guò)程中發揮、zui的(de)使用🐇，流量計(ji)的選擇，必須(xu)要根據生産(chǎn)現場需要計(jì)量的介質而(er)定。一、氣體介(jie)質，應選擇的(de)流量計品種(zhong)是：1、超聲波氣(qi)體流⛱️量計。2、渦(wo)🤞街流量計。如(rú)氣體溫度超(chao)過300℃,可選氣壓(ya)式流量計。二(èr)、石油、柴油等(děng)油品介質，應(ying)選擇的流量(liàng)計🐅品種是：超(chāo)聲波流量計(jì)。三、砂漿、電粉(fen)漿等大濃度(du)、固體👅顆粒含(han)量大的介質(zhì)，應選擇的流(liu)量計品種是(shì)：電磁流量計(ji)。四、自來水大(da)♈流量的介質(zhi)，應選擇的流(liú)量計品種🈲是(shi)：适用選型爲(wei)智能電磁流(liú)量計、超聲波(bō)流量計。其他(tā)諸如渦街流(liú)量計、孔闆流(liu)量計等也可(ke)以。五、污水、紙(zhi)漿等渾濁液(yè)體介質，應選(xuǎn)擇🍉的流量計(ji)品種是：1、超聲(shēng)波😍流量計及(ji)智能電磁流(liu)量計。但在選(xuan)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(yīng)選📧擇的流量(liàng)計品種是：超(chāo)聲波流量計(jì)，使用該類型(xing)的流量計測(cè)量帶有氣泡(pao)的流體，效果(guǒ)十分好。七、純(chun)淨🐇水、除鹽水(shui)等電導率低(dī)的介質，應選(xuǎn)擇的📧流量計(ji)品🌈種是：超聲(sheng)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(zhi)，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(ji)。
用以測量管(guǎn)路中流體流(liu)量（單位時間(jiān)内通過的流(liú)🌈體體積）的👈儀(yí)表。有轉子流(liú)量計、節流式(shi)流量計、細縫(feng)流量計、容積(jī)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(yí)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(yu)至今還沒找(zhao)到一種對任(ren)🆚何流體、任何(he)量程、任何流(liú)動狀👣态以及(jí)任何使用條(tiáo)件都适用的(de)流量儀表。
這(zhe)60多種流量儀(yi)表,每種産品(pin)都有它特定(dìng)的适用性🌈,也(yě)都有它的局(ju)限性。按測量(liang)對象劃分就(jiu)有封閉管道(dao)和💰明渠兩大(dà)類;按🆚測量❤️目(mu)的又可分爲(wèi)總量測量和(hé)流量測量,其(qi)🤞儀表分🔱别稱(cheng)作🔞總量表和(he)流量計。
總量(liàng)表測量一段(duàn)時間内流過(guò)管道的流量(liàng),是以短暫時(shi)間内流❌過的(de)總量除以該(gāi)時間的商來(lai)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(cǐ),以嚴格意義(yì)來分流量計(ji)和總量表已(yi)無實際意義(yi)。
按測量原理(li)分有力學原(yuan)理、熱學原理(li)、聲學原理、電(dian)⁉️學🙇🏻原理、光學(xué)🔴原理、原子物(wu)理學原理等(děng)。
按照目前zui流(liú)行、zui廣泛的分(fèn)類法,即分爲(wei):容積式流量(liang)計、差壓式流(liú)量計、浮子流(liu)量計、渦輪流(liú)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(shi)流量計、探針(zhēn)式流量計，來(lai)🍉分别闡述各(gè)🤩種流量計的(de)原理、特點、應(yīng)用概🛀況及國(guo)内外的發展(zhǎn)情況。
差壓式(shì)流量計是根(gen)據安裝于管(guan)道中流量檢(jian)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(liú)量的儀表。
差(cha)壓式流量計(ji)由一次裝置(zhì)（檢測件）和二(èr)次裝置（差壓(yā)轉換和流量(liang)顯示儀表）組(zǔ)成。通常以檢(jiǎn)測件形式對(duì)差壓式流量(liang)計分類,如🍉孔(kong)闆流量計、文(wen)丘裏流量計(jì)、均速👣管流量(liang)計等。
二次裝(zhuāng)置爲各種機(jī)械、電子、機電(dian)一體式差壓(ya)計,差壓變送(sòng)器及流量顯(xian)示儀表。它已(yǐ)發展爲三化(hua)（系列📞化、通用(yòng)化及标準化(hua)）程度很高的(de)、種類規格龐(páng)雜的♍一大類(lèi)🔅儀表,它既可(kě)測☎️量流量參(can)數,也可測量(liang)其它♌參數（如(ru)壓👈力、物位、密(mì)度等）。
差壓式(shi)流量計的檢(jiǎn)測件按其作(zuò)用原理可分(fen)爲:節流裝㊙️置(zhì)🈲、水力阻力式(shi)、離心式、動壓(yā)頭式、動壓頭(tóu)增益式及射(shè)流式幾✔️大類(lei)。
檢測件又可(ke)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(jiǎn)測件是隻要(yao)按照标準文(wén)件設計、制造(zao)、安裝和👄使用(yong),無須經實流(liu)标定即可确(què)定其流量值(zhi)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(rù)标準中的檢(jian)測件。
差壓式(shì)流量計是一(yī)類應用zui廣泛(fan)的流量計,在(zai)各類流量儀(yi)💰表中其使用(yong)量占居*。近年(nian)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(ji)結構牢固,性(xìng)能穩定可靠(kao),使用壽命⭕長(zhǎng);
（2）應用範圍廣(guǎng)泛,至今尚無(wú)任何一類流(liu)量計可與之(zhi)相比🍉拟🔆;
（3）檢測(ce)件與變送器(qi)、顯示儀表分(fen)别由不同廠(chǎng)家生産,便于(yu)規模經♻️濟生(shēng)産。
缺點:
（1）測量(liàng)精度普遍偏(piān)低;
（2）範圍度窄(zhǎi),一般僅3:1~4:1;
（3）現場(chang)安裝條件要(yào)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(fā)的平衡流量(liàng)計，這種🤩流量(liang)計的測量精(jing)度是傳統節(jie)流裝置的5-10倍(bei)，*壓力損失1/3。壓(yā)力恢複快2倍(bèi)，zui小直管段可(kě)以小至1.5D，安裝(zhuang)和使用方便(biàn)，大大減少流(liu)體運行的能(neng)力消耗。
應用(yong)概況:
差壓式(shi)流量計應用(yong)範圍特别廣(guang)泛,在封閉管(guan)道的流量測(ce)量中各種對(duì)象都有應用(yòng),如流體方面(miàn):單相、混相、潔(jié)淨、髒污、粘性(xìng)流等📞;工作狀(zhuàng)态方面:常壓(ya)、高壓、真空、常(chang)溫、高溫、低溫(wēn)等;管徑方面(mian):從幾mm到幾m;流(liu)動條件方面(miàn):亞音速、音速(su)🈲、脈動流等。它(ta)在各工業部(bù)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(zi)流量計
浮子(zǐ)流量計,又稱(cheng)轉子流量計(ji),是變面積式(shi)流量計的一(yī)種,在🐕一根由(yóu)下向上擴大(dà)的垂直錐管(guan)中,圓形橫截(jie)面的✍️浮子的(de)重🧑🏾🤝🧑🏼力是由液(yè)體動力承受(shou)的,從而😄使浮(fú)子可以在🔱錐(zhuī)管内✔️自由地(di)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(fāng)面有舉足輕(qīng)重的作用。
80年(nián)代中期,日本(běn)、西歐、美國的(de)銷售金額占(zhan)流量儀表💰的(de)15%~20%。中國産🌂量1990年(nián)估計在12~14萬台(tái),其中95%以上爲(wèi)玻璃錐管🔆浮(fú)子❄️流量計。
特(tè)點:
（1）玻璃錐管(guan)浮子流量計(ji)結構簡單,使(shi)用方便,缺點(diǎn)是耐壓力🥵低(dī),有玻璃管易(yi)碎的較大風(fēng)險;
（2）适用于小(xiǎo)管徑和低流(liú)速;
（3）壓力損失(shī)較低。
[編輯本(běn)段]3.3容積式流(liú)量計
容積式(shi)流量計,又稱(chēng)定排量流量(liàng)計,簡稱PD流量(liang)計,在流量儀(yí)❤️表中是精度(dù)zui高的一類。它(ta)利用機械測(cè)量元♻️件把流(liu)體連續不斷(duan)地分割成單(dān)個已知的體(tǐ)積部分,根據(jù)測量室逐次(cì)重複地充滿(mǎn)和排放該體(ti)積部💯分流體(tǐ)的次數來測(cè)量流體體🧑🏾🤝🧑🏼積(jī)總量。
容積式(shi)流量計按其(qí)測量元件分(fen)類,可分爲橢(tuǒ)圓齒🌏輪流量(liàng)計🤞、刮🏃♂️闆流量(liang)計、雙轉子流(liu)量計、旋轉活(huo)塞流量計‼️、往(wǎng)複活塞流量(liàng)計、圓盤流量(liang)計、液封轉筒(tong)式流量計、濕(shi)式氣量計及(jí)膜式氣量計(jì)等。
優點:
（1）計量(liang)精度高;
（2）安裝(zhuang)管道條件對(dui)計量精度沒(méi)有影響;
（3）可用(yòng)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(xu)外部能源可(kě)直接獲得累(lèi)計,總量,清晰(xī)明了,操作簡(jiǎn)便。
缺點:
（1）結果(guo)複雜,體積龐(páng)大;
（2）被測介質(zhì)種類、口徑、介(jiè)質工作狀态(tài)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(zhen)動。
應用概況(kuang):
容積式流量(liàng)計與差壓式(shi)流量計、浮子(zi)流量計并列(lie)爲☀️三類使用(yong)量zui大的流量(liang)計,常應用于(yú)昂貴介質（油(yóu)品、天然氣等(deng)）的總量測量(liang)。
工業發達國(guo)家近年PD流量(liang)計（不包括家(jiā)用煤氣表和(hé)家用水表）的(de)銷售金額占(zhan)流量儀表的(de)13%~23%;我國約占20%,1990年(nián)産量（不包🐕括(kuo)家用煤氣表(biao)）估計爲34萬台(tái),其中橢圓齒(chi)輪式和腰輪(lún)式分别約占(zhan)70%和20%。
[編輯本段(duan)]3.4渦輪流量計(ji)
渦輪流量計(ji),是速度式流(liu)量計中的主(zhu)要種類,它采(cai)用♊多葉片的(de)轉子（渦輪）感(gan)受流體平均(jun)流速,從而且(qiě)推導出流量(liàng)或總量的儀(yi)🈲表。
一般它由(yóu)傳感器和顯(xiǎn)示儀兩部分(fen)組成,也可做(zuò)成整體式。
渦(wō)輪流量計和(he)容積式流量(liàng)計、科裏奧利(li)質量流量計(ji)稱爲流量計(jì)中三類重複(fú)性、精度*的産(chan)品,作爲類型(xíng)流量計之一(yi),其産品已發(fā)展爲多品種(zhǒng)、多系列批量(liang)生産的規模(mó)。
優點:
（1）高精度(du),在所有流量(liang)計中,屬于zui的(de)流量計;
（2）重複(fu)性好;
（3）元零點(diǎn)漂移,抗幹擾(rao)能力好;
（4）範圍(wei)度寬;
（5）結構緊(jǐn)湊。
缺點:
（1）不能(neng)長期保持校(xiao)準特性;
（2）流體(ti)物性對流量(liàng)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(xiang)獲得廣泛應(ying)用:石油、有🌈機(jī)👉液體、無機液(ye)、液化氣、天然(ran)氣和低溫流(liú)體統在歐洲(zhou)🔆和美國,渦輪(lun)流量計在用(yong)量上是僅次(cì)于孔闆流量(liang)計的天然計(ji)量儀表🐇,僅荷(hé)蘭在天然氣(qì)管線上就采(cǎi)用了2600多台各(ge)種尺寸,壓力(li)從0.8~6.5MPa的氣體渦(wō)輪流量計,它(tā)們已成爲優(yōu)良的天然氣(qi)計量儀表。
[編(bian)輯本段]3.5電磁(cí)流量計
電磁(ci)流量計是根(gēn)據法拉弟電(dian)磁感應定律(lü)制成的一種(zhǒng)測量導電性(xìng)液體的儀表(biao)。
電磁流量計(ji)有一系列優(yōu)良特性,可以(yi)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(nián)代電磁流量(liang)在技術上有(yǒu)重大突破,使(shǐ)它成爲應🏃🏻♂️用(yong)廣泛的一類(lèi)流量計,在流(liú)量儀表中其(qí)使用量百分(fèn)數不斷上升(shēng)。
優點:
（1）測量通(tōng)道是段光滑(hua)直管,不會阻(zu)塞,适用于測(cè)量含✍️固體顆(kē)粒🥰的❤️液固二(èr)相流體,如紙(zhi)漿、泥漿、污水(shui)等;
（2）不産生流(liu)量檢測所造(zào)成的壓力損(sǔn)失,節能效果(guo)好;
（3）所測得體(tǐ)積流量實際(ji)上不受流體(ti)密度、粘度、溫(wēn)度、壓力和電(diàn)導🥵率變化的(de)明顯影響;
（4）流(liú)量範圍大,口(kǒu)徑範圍寬;
（5）可(kě)應用腐蝕性(xing)流體。
缺點:
（1）不(bú)能測量電導(dǎo)率很低的液(ye)體,如石油制(zhi)品;
（2）不能測量(liang)氣體、蒸汽和(he)含有較大氣(qì)泡的液體;
（3）不(bú)能用于較高(gao)溫度。
應用概(gài)況:
電磁流量(liang)計應用領域(yu)廣泛,大口徑(jìng)儀表較多應(ying)用于給排水(shuǐ)🔞工程;中小口(kǒu)徑常用于高(gao)要求或難測(cè)場合,如鋼鐵(tiě)工業高爐🐪風(fēng)口冷卻水控(kong)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(ye)金🌈工業的礦(kuàng)漿;小口徑、微(wēi)小口徑常用(yòng)于醫藥工業(yè)、食品工業、生(sheng)物化學等有(you)衛生要求的(de)場所。
[編輯本(běn)段]3.6渦街流量(liàng)計
渦街流量(liàng)計是在流體(tǐ)中安放一根(gen)非流線型遊(you)渦發生體✌️,流(liú)體在發生體(tǐ)兩側交替地(dì)分離釋放出(chū)兩串規則地(dì)交錯🔞排列的(de)遊渦的儀表(biao)。
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(jì),但其發展🔆迅(xùn)速,目👌前已🔅成(cheng)爲通用的一(yi)類流量計。
優(you)點:
（1）結構簡單(dan)牢固;
（2）适用流(liú)體種類多;
（3）精(jing)度較高;
（4）範圍(wéi)度寬;
（5）壓損小(xiao)。
缺點:
（1）不适用(yòng)于低雷諾數(shu)測量;
（2）需較長(zhǎng)直管段;
（3）儀表(biǎo)系數較低（與(yǔ)渦輪流量計(jì)相比）;
（4）儀表在(zai)脈動流、多相(xiang)流中尚缺乏(fa)應用經驗。
[編(biān)輯本段]3.7超聲(sheng)波流量計
超(chāo)聲波流量計(ji)是通過檢測(cè)流體流動對(dui)超聲束（或超(chao)聲脈💃🏻沖）的作(zuo)用以測量流(liú)量的儀表。
根(gēn)據對信号檢(jian)測的原理超(chao)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(fǎ)和頻差法）、波(bo)束偏移法、多(duo)🐉普勒法、互相(xiàng)關法、空間濾(lǜ)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(tōng)道未設置任(ren)何阻礙件,均(jun)屬*流量計,是(shi)适于解決流(liu)量測量困難(nan)⭕問題的一類(lei)流量計,特别(bie)在大口徑流(liú)量測量方⛱️面(miàn)有較突出的(de)優點,近年來(lai)它是發展迅(xun)速的一類流(liu)量計之一🧑🏽🤝🧑🏻。
優(yōu)點:
（1）可做非接(jie)觸式測量;
（2）爲(wei)無流動阻撓(nao)測量,無壓力(lì)損失;
（3）可測量(liàng)非導電性液(ye)體,對無阻撓(nao)測量的電磁(cí)流量💯計是一(yi)🏒種補充。
缺點(diǎn):
（1）傳播時間法(fǎ)隻能用于清(qing)潔液體和氣(qì)體;而多普勒(le)📞法隻能🈲用于(yu)測量含有一(yī)定量懸浮顆(ke)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(jiān)法應用于清(qīng)潔、單相液體(tǐ)和氣體。典型(xing)應用✨有工廠(chang)排放液、:怪液(yè)、液化天然氣(qi)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(duō)普勒法适用(yòng)于異相含量(liàng)不太高的雙(shuang)相流體,例如(ru):未處理污水(shui)、工廠排放液(ye)、髒流程液;通(tōng)常不适用于(yu)非常清💰潔的(de)液體。
[編輯本(běn)段]3.8科裏奧利(li)質量流量計(ji)
科裏奧利質(zhì)量流量計（以(yǐ)下簡稱CMF）是利(lì)用流體在振(zhèn)✌️動管中流👅動(dòng)時,産生與質(zhì)量流量成正(zheng)比的科裏奧(ào)利力原理制(zhì)成的一種直(zhi)✏️接式質量流(liú)量儀表。
我國(guó)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(chǎng);還有幾家制(zhi)造廠組建合(he)資企業或引(yin)用生産系列(liè)儀表。
熱式氣(qì)體質量流量(liang)計
熱式流量(liang)計傳感器包(bāo)含兩個傳感(gan)元件，一個速(sù)度傳感器和(he)一個溫度傳(chuan)感器。它們自(zi)動地補償和(he)校正氣體溫(wen)度變化。儀🤟表(biao)的電加熱部(bu)分将速度傳(chuan)感器加熱到(dao)高于工況溫(wēn)度的某一個(ge)定值，使速度(dù)傳感器和測(ce)量工況溫度(dù)的傳感器之(zhi)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(qì)體的質量流(liu)量成正比。
熱(rè)式氣體質量(liang)流量計即MassFlowMeter（縮(suō)寫爲MFM），它是氣(qi)體流量計量(liàng)中新型儀表(biao)，區别于其它(ta)氣體流量計(ji)不需要進行(háng)壓力和溫度(du)修正，直接測(ce)量氣體的質(zhi)量流量，一支(zhī)傳感器可以(yi)做到量程從(cong)極低到高量(liang)程。它适合單(dān)一氣體和固(gu)定比例多組(zu)份氣體的測(ce)量。
熱式氣體(tǐ)質量流量計(jì)是用于測量(liàng)和控制氣體(tǐ)質量流量的(de)新型儀表。可(kě)用于石油、化(hua)工、鋼鐵、冶金(jīn)、電力、輕工、醫(yī)藥、環保等🏃工(gong)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(xiao)
無活動部件(jian)量程比寬響(xiang)應速度快無(wú)須溫壓補償(cháng)
應用
•工業管(guǎn)道中氣體質(zhi)量流量測量(liàng)•煙囪排出的(de)煙氣⁉️流速測(cè)✊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(pian)制造過程中(zhōng)氣體流量測(cè)量
•污水處理(lǐ)中氣體流量(liang)測量•加熱通(tōng)風和空調系(xì)統中的氣體(tǐ)流量測量
•熔(róng)劑回收系統(tong)氣體流量測(ce)量•燃燒鍋爐(lu)中燃燒氣體(tǐ)流量測量
•天(tiān)然氣、火炬氣(qi)、氫氣等氣體(tǐ)流量測量
•啤(pí)酒生産過程(chéng)中二氧化碳(tan)氣體流量測(cè)量
•水泥、卷煙(yan)、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(liàng)計
與前述幾(jǐ)種不同,它是(shì)在非滿管狀(zhuàng)敞開渠道測(cè)量自由表面(mian)自然流的流(liu)量儀表。
非滿(man)管态流動的(de)水路稱作明(míng)渠,測量明渠(qu)中水流流量(liang)的稱作明渠(qu)流量計（openchannelflowmeter）。
明渠(qú)流量計除圓(yuán)形外,還有U字(zi)形、梯形、矩形(xíng)等多種形狀(zhuàng)💘。
明渠流量計(ji)應用場所有(yǒu)城市供水引(yin)水渠;火電廠(chang)引水和排水(shui)渠、污水治理(li)流入和排放(fang)渠;工礦企業(yè)🈲水排放以及(jí)水利工㊙️程和(he)農業灌溉用(yong)渠道。有人估(gū)計1995台,約☀️占流(liu)量儀表整體(tǐ)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(liang)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(yong)于石油輸送(song)管線低導電(diàn)液體👉流量測(ce)量的靜電流(liú)量計。
靜電流(liú)量計的金屬(shu)測量管絕緣(yuan)地與管系連(lian)接,測量🐪電👨❤️👨容(rong)♻️器上靜電荷(he)便可知道測(cè)量管内的電(diàn)荷。他們分别(bie)作👨❤️👨了内🌏徑4~8mm銅(tóng)、不鏽🐆鋼等金(jin)屬和塑料測(ce)量管儀表的(de)實流試驗,試(shi)驗表明流量(liang)與電荷之間(jiān)接近于線性(xìng)。
4.2複合效應流(liu)量儀表
（combinedeffectsmeter）
該儀(yi)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(chǎn)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(biǎo)式流量傳感(gan)器
（tachmetricflowratesensor）
它是由俄(é)羅斯科學工(gong)程中心工業(ye)儀表公司開(kāi)發，是基于懸(xuan)浮效應理論(lùn)研制的。該儀(yi)表已在若幹(gàn)現場成功的(de)應用（例如在(zai)核電站安裝(zhuang)2000餘台測量熱(rè)水流量，連續(xu)使用8年）,且還(hái)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(liè)，各系列開發(fā)在技術上着(zhe)眼點在于:流(liú)量✂️檢🔅測測量(liang)管結構上設(she)計創新;提高(gao)儀表🧡零點穩(wen)定💚性和度等(děng)性能⭕;增加測(cè)量管撓度,提(tí)高靈敏度;改(gǎi)㊙️善測量管應(ying)力分布,降💁低(dī)疲勞損壞,加(jiā)強抗振動幹(gan)擾能力等。
5.2電(dian)磁流量計（EMF）
EMF從(cóng)50年代初進入(rù)工業應用以(yǐ)來,使用領域(yu)日益擴展,80年(nián)🚩代後期起在(zài)各國流量儀(yi)表銷售金額(e)中已占16%~20%。
我國(guo)近年發展迅(xùn)速,1994年銷售估(gu)計爲6500~7500台。國内(nèi)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(hòu)期進入工業(ye)應用,80年代後(hòu)期起在各國(guó)流量儀表銷(xiāo)售金額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世界範(fan)圍估計銷售(shòu)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(dòng)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(da)到了無比🆚程(cheng)度的傳感元(yuan)件。
6,結論
由上(shàng)述可知,流量(liang)計發展到今(jīn)天雖然已日(rì)趨成熟,但📱其(qi)種類仍然極(ji)其繁多,至今(jin)尚無一種對(dui)于任何場合(he)💋都适🌐用的流(liú)量計。
每種流(liú)量計都有其(qí)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(hé)被測對象兩(liang)方👉面的🔞情況(kuang),并要兼顧考(kǎo)慮其它因素(su),這樣測量才(cái)會🔞準确;
（2）努力(lì)研制新型儀(yí)表,使其在現(xiàn)有的基礎上(shang)更加完善。
差(chà)壓式流量計(ji)
差壓式流量(liang)計（以下簡稱(chēng)DPF或流量計）是(shi)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(yā)轉換和流量(liang)顯示儀表）組(zǔ)成。通常以檢(jian)測件的型式(shì)對DPF分類，如孔(kǒng)扳流量計、文(wen)丘裏管流量(liàng)計及均速管(guǎn)流量計等。二(er)次裝置爲各(gè)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(hua)（系✉️列化、通用(yong)化及标準化(hua)）程度很高的(de)種類規格龐(páng)雜的一大類(lèi)儀表。差壓計(ji)既可用于測(cè)量流量參數(shù)，也可測量其(qi)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(jiē)流式、動壓頭(tóu)式、水力阻力(lì)式、離心式、動(dòng)壓增益式和(he)射流式等幾(ji)大類，其中以(yǐ)節流👌式和動(dòng)壓頭式應用(yong)。
節流式DPF的檢(jiǎn)測件按其标(biao)準化程度分(fen)爲标準型和(he)非标準型⭐兩(liǎng)🌈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(jīng)實流校準即(jí)⛹🏻♀️可确定其流(liú)量值并估算(suan)流量🌈測量誤(wù)差，非标準節(jiē)流裝置是🥵成(cheng)熟程度較差(chà)，尚未列入标(biao)準文件中的(de)㊙️檢測件。
标準(zhǔn)型節流式DPF的(de)發展經過漫(man)長的過程，早(zǎo)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(jiē)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(zhǔn)化。現在标準(zhun)噴嘴的一種(zhong)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(xing)式的标準化(huà)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(you)可能把上衆(zhong)多研究成果(guo)📞彙集到💯一起(qǐ)，它促進檢測(cè)件的理論和(hé)實踐向深度(dù)和廣度拓展(zhan)，這是其他💔流(liu)量計所不及(ji)的。1980年ISO（标準化(hua)組織）正式通(tōng)過标準ISO5167，至此(ci)流量測量節(jie)流裝置*個标(biao)準誕生了。ISO5167總(zong)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(fǎn)映了此類檢(jiǎn)測件的當代(dai)科學👣與生産(chan)的技術水平(ping)。但是從ISO5167正式(shi)頒布之日起(qi)，它就暴露出(chu)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(shu)據的陳舊性(xìng)ISO5167中采用的數(shù)據大多是30年(nian)代的試驗結(jie)👉果🔴，今天無論(lun)節流裝置制(zhi)造技術，流量(liang)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(yàn)以獲得更高(gāo)度及更可靠(kào)的數據是必(bì)要的。進入80年(nian)代美國和歐(ou)🧑🏾🤝🧑🏼洲都進行大(dà)規模的試驗(yan)，爲修訂ISO5167打下(xià)基礎。
2）ISO5167中關于(yu)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(zhu)要原因是對(duì)直管段長度(du)的規定有不(bu)同意見🔞，這個(gè)問題應是ISO5167修(xiū)訂的主要問(wen)題之一。
3）ISO5167中各(gè)項規定的科(ke)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(liú)件安裝♉偏心(xin)度、前後阻流(liu)件類型及直(zhí)管段長度、孔(kong)闆入口邊緣(yuán)尖銳度、管壁(bì)粗糙度、流體(tǐ)流動湍流度(du)等，衆多因素(su)影響錯綜複(fú)雜，有的參數(shù)難以直🏒接測(ce)量，因此标準(zhun)中有些規定(dìng)并非科💘學地(dì)确定，而是爲(wei)了取得一緻(zhi)，不得不人爲(wèi)地确定。流量(liang)專家斯賓塞(sāi)（E．A．Spencer）提出一🔴系列(liè)應重🚶♀️新檢讨(tǎo)的問題，如孔(kǒng)闆平直度、同(tóng)心度、直角邊(biān)緣尖銳度、管(guan)道粗糙💃度、上(shang)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(liu)量🌂計中占有(you)🔅重要地位，提(ti)高其測量度(dù)意義重大。曆(li)次學術會議(yì)認爲必須使(shǐ)流量測量工(gōng)作者、流體力(lì)學與計算機(ji)技術工作者(zhě)緊密👨❤️👨合作共(gong)同攻關才能(néng)解決此問題(ti)。
20世紀80年代美(měi)國和歐洲開(kāi)始進行大規(gui)模的孔闆流(liu)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(yàn)的🈚目的🔞是用(yòng)現代測試設(she)備及試驗數(shù)據的統計處(chu)理技術進行(hang)新一輪的範(fan)圍廣泛的試(shì)驗研究，爲修(xiu)訂ISO5167打下❌技術(shù)基礎。1999年ISO發出(chu)ISO5167的修訂稿（ISO／CD5167-1-4），該(gāi)文件爲委員(yuán)🌍會草案，它在(zai)技術内容與(yǔ)編輯上都有(yǒu)很大改動，是(shi)一份全新的(de)标準。本來預(yu)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(dàn)是會議認爲(wèi)尚有細節問(wen)題應再商榷(que)而未能通過(guò)。新的ISO5167标準何(he)時正式頒布(bù)尚不💃🏻得而知(zhi)。ISO5167新标準在标(biao)❓準的兩個核(hé)心内容皆有(you)實質性變化(huà)，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(suàn)式，另一爲節(jiē)流裝置上遊(you)側直管段長(zhǎng)🌏度的規定以(yǐ)及流動調整(zheng)器的使用等(deng)。
我們通常稱(chēng)ISO5167（GB／T2624）中所列節流(liu)裝置爲标準(zhǔn)節流裝置，其(qi)他的都稱爲(wèi)非标準節流(liú)裝置，應該指(zhi)出，非标準節(jie)流裝🙇♀️置不僅(jin)是指那些節(jiē)流裝置結構(gòu)與标難節流(liú)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(yīng)稱爲非标準(zhǔn)節流裝置，例(li)如，标準孔闆(pan)💃在混相流或(huo)标準文丘裏(li)噴嘴在臨界(jiè)流下工作的(de)👣都是。
目前非(fei)标準節流裝(zhuang)置大緻有以(yǐ)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(shuāng)重孔闆，雙斜(xié)💁孔闆，半圓孔(kong)闆等；
2）髒污介(jiè)質用圓缺孔(kǒng)闆，偏心孔闆(pan)，環狀孔闆，楔(xie)形孔闆🔱，彎管(guan)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(tǐ)（内藏）孔闆；
5）端(duan)頭節流裝置(zhì)端頭孔闆，端(duān)頭噴嘴，Borda管等(děng)；
6）寬範圍度節(jiē)流裝置彈性(xing)加載可變面(miàn)積可變壓頭(tóu)流量計🔞（線性(xing)孔闆）；
7）毛細管(guan)節流件層流(liú)流量計；
8）脈動(dòng)流節流裝置(zhi)；
9）臨界流節流(liu)裝置音速文(wen)丘裏噴嘴；
10）混(hun)相流節流裝(zhuang)置。
節流式DPF現(xian)場應用的不(bu)斷拓展必然(rán)提出發展非(fei)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(zhi)前作爲技術(shu)報告發表。可(ke)以預見，今後(hou)有可能若幹(gàn)🔅較爲成熟的(de)非标準節流(liu)裝置會晉升(shēng)爲标準型的(de)。
20世紀90年代中(zhong)後期世界範(fan)圍内各式DPF銷(xiao)售量在流量(liang)儀表總量中(zhong)台數占50％-60％（每年(nián)約百萬台），金(jin)額占30％左右。我(wǒ)國銷售台🌏數(shù)約占流✨量儀(yi)表總量（不包(bao)括*表和家用(yòng)水表及玻璃(lí)管浮子流量(liàng)計）的🔱35％-42％（每年6萬(wàn)-7萬台）。
2工作原(yuán)理
2.1基本原理(li)
充滿管道的(de)流體，當它流(liu)經管道内的(de)節流件時，如(rú)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(liu)速增加，靜壓(yā)力降低🚶，于是(shì)㊙️在節流件前(qián)後便産生了(le)壓差。流體流(liú)量愈大，産㊙️生(shēng)的壓✏️差愈大(dà)，這樣可依據(jù)壓差來衡量(liàng)流量的大小(xiao)。這種測量方(fāng)法是以流動(dòng)連續性方程(cheng)（質量守恒定(dìng)律）和伯努利(li)❗方程（能量守(shǒu)♊恒定律）爲基(jī)礎👌的。壓差的(de)大小💔不僅與(yu)流量還與其(qi)🤞他許多因素(su)有關，例如當(dāng)💰節流裝置形(xíng)式或管道内(nei)流體的物理(li)性質（密度、粘(zhān)度）不同時，在(zài)同樣大小的(de)流量下産📱生(shēng)的壓差也🔞是(shi)不同的。
圖4.1孔(kong)闆附近的流(liu)速和壓力分(fen)布
2.2流量方程(chéng)
式中qm--質量流(liu)量，kg/s;
qv--體積流量(liang)，m3/s;
C--流出系數；
ε--可(kě)膨脹性系數(shù)；
β--直徑比，β=d/D;
d--工作(zuo)條件下節流(liu)件的孔徑，m；
D--工(gōng)作條件下上(shang)遊管道内徑(jing)，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(can)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(guan)系，其度對流(liu)量總精度影(ying)響較❤️大，誤👌差(cha)值一般應控(kong)制在±0．05％左右，還(hái)應計及工作(zuo)溫度對材料(liào)熱膨脹的☔影(ying)響。标準規定(dìng)管道内徑D必(bi)須實測，需♈在(zài)上遊管段的(de)⛹🏻♀️幾個截面上(shàng)進行多次測(ce)量求其平均(jun)值，誤差不應(yīng)大于±0．3％。除對數(shu)值測量精度(dù)要求較高外(wài)，還應考慮内(nei)徑偏差會對(dui)節流件上遊(yóu)通道造成不(bú)正常節流現(xiàn)象所帶來的(de)嚴重影響。因(yīn)此，當不是成(cheng)套供應節流(liu)裝置時，在現(xiàn)場配管應充(chōng)分注意這個(gè)問題。
2）ρρ在流量(liang)方程中與P是(shi)處于同等位(wei)置，亦就是說(shuo)，當追求差壓(ya)變送器高精(jing)度等級時，絕(jue)不要忘記ρ的(de)測量精度亦(yi)應與之相匹(pi)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(gao)精度差壓變(bian)送器。實際上(shang)差壓變送器(qì)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(zhi)造、安裝及使(shi)用是保證獲(huò)🌈得真實差壓(yā)值的關鍵，這(zhe)些影響因素(sù)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(fàn)化工作才能(néng)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(xiào)準使用），在現(xian)場使用時zui複(fu)雜的情況出(chu)現在實際的(de)C值與标準确(què)定的C值不相(xiang)符合。它們的(de)偏離是由設(she)計、制造🍓、安裝(zhuāng)及使用一系(xi)列因🏃♂️素造成(chéng)的。應該明确(que)，上述各環節(jiē)全部嚴格遵(zūn)循标準的規(gui)定，其實際值(zhí)才會❌與标準(zhun)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(tiáo)件的偏離，有(you)的可定量估(gu)算（可進行修(xiū)正），有的隻能(néng)定性估計（不(bú)确定度的幅(fu)值與🧡方向🥵）。但(dan)是在現實中(zhong)，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(yī)般資料中隻(zhi)介紹某一條(tiao)件偏離引起(qǐ)的誤差。如果(guǒ)許多條件同(tong)時偏⛷️離，則缺(quē)少相關的資(zī)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(mi)度發生⭐變化(huà)而引🧑🏾🤝🧑🏼起的流(liú)出系數變化(hua)的修正，它的(de)誤差由兩部(bu)分組成：其一(yī)爲♊常用流量(liàng)下ε的誤差，即(ji)标準确🧑🏽🤝🧑🏻定值(zhí)的誤差；其二(èr)爲由于流量(liàng)變化ε值将随(sui)之波動帶來(lái)的誤差。一般(ban)在低靜壓高(gao)差壓情況，ε值(zhí)有不可🍓忽略(lue)的誤差。當P／P≤0.04時(shí)，ε的誤差可忽(hu)略不計。
3分類(lèi)
差壓式流量(liang)計分類如表(biǎo)4.1所示。
表4.1差壓(yā)式流量計分(fèn)類表
分類原(yuán)則分類類型(xing)
按産生差壓(ya)的作用原理(lǐ)分類1）節流式(shì)；2）動壓頭式；3）水(shuǐ)力☎️阻力式💃；4）離(li)心式；5）動壓增(zēng)益式；6）射流式(shi)
按結構形式(shi)分類1）标準孔(kǒng)闆；2）标準噴嘴(zui)；3）經典文丘裏(lǐ)管；4）文丘🧡裏噴(pen)嘴；5）錐形入口(kou)孔闆；6）1/4圓孔闆(pan)；7）圓缺孔闆；8）偏(pian)心孔闆；9）楔🌐形(xing)孔闆；10）整體（内(nèi)藏）孔闆；11）線性(xing)孔闆；12）環形孔(kong)🔞闆；13）道爾管；14）羅(luo)洛斯管；15）彎管(guǎn)；16）可換孔闆節(jiē)流裝置；17）臨界(jie)⭕流節流裝置(zhì)
按用途分類(lèi)1）标準節流裝(zhuang)置；2）低雷諾數(shù)節流裝置；3）髒(zang)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(jiē)流🥵裝置；7）臨界(jiè)流節流裝置(zhi)；
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(tōng)過節流件使(shi)部分壓力能(néng)轉變爲動能(néng)📱以産生差壓(yā)的原理工作(zuo)，其檢測件稱(cheng)
之爲節流裝(zhuāng)置，是DPF的主要(yao)品種。
2）動壓頭(tou)式依據動壓(yā)轉變爲靜壓(ya)的原理工作(zuo)，如均⭐速管流(liu)量計。
3）水力阻(zǔ)力式依據流(liu)體阻力産生(shēng)的壓差原理(li)工作🔞，檢測♋件(jian)爲毛細管束(shu)，又稱層流流(liú)量計，一
般用(yòng)于微小流量(liàng)測量。
4）離心式(shi)依據彎曲管(guan)或環狀管産(chǎn)生離心力原(yuan)理形成的壓(yā)差工😄作，如彎(wān)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(zuo)，如射流式差(chà)❤️壓流⛷️量計。
3.2按(àn)結構形式分(fen)類
1）标準孔闆(pan)又稱同心直(zhi)角邊緣孔闆(pan)，其軸向截面(miàn)如圖4.2所示。孔(kong)闆🏃🏻是一塊加(jia)工成圓形同(tong)心的具有銳(ruì)利直角😄邊緣(yuan)的薄闆。孔闆(pǎn)開孔的上遊(yóu)側邊緣應是(shi)銳利的直角(jiǎo)。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(tú)4.3所示。爲從兩(liang)個方向♈的任(rèn)一個方向測(ce)量流量，可采(cai)用對稱孔闆(pǎn)，節流孔的兩(liǎng)個邊緣均符(fu)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(jie)🔆流孔的厚度(du)。
圖4.2标準孔闆(pǎn)
圖4.3孔闆的三(sān)種取壓方式(shi)
2）标準噴嘴有(you)兩種結構形(xíng)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(wèi)圓周的兩段(duàn)🏃🏻♂️弧線所确定(dìng)的收縮段、圓(yuán)筒形喉部和(he)凹槽組成的(de)噴嘴。ISA1932噴嘴♊的(de)取壓方式僅(jǐn)角接取壓一(yi)種。
圖4.4ISA1932噴嘴
b.長(zhǎng)徑噴嘴（圖4.5）上(shàng)遊面由垂直(zhí)于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢🈲圓(yuán)的收縮段、圓(yuan)筒形喉部和(he)可能有的凹(ao)槽或斜角組(zu)成🐇的噴🏃♂️嘴。長(zhang)徑噴嘴的取(qu)壓方式僅D-D/2取(qu)壓一種。
3）經典(dian)文丘裏管由(you)入口圓筒段(duàn)A、圓錐收縮段(duan)B、圓筒形喉部(bu)C和圓錐擴散(san)段E組成，如圖(tu)4.6所示。根據不(bu)同的加工方(fang)法，有以下結(jié)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(duàn)的；③具有鐵闆(pǎn)焊接收縮段(duan)的。不同結構(gòu)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(pēn)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(kou)孔闆錐形入(rù)口孔闆與标(biao)準孔闆相似(sì)，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(qu)壓方式爲角(jiǎo)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(cū)焊的鐵闆入(ru)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(liàng)中的小者L2≥D（入(rù)口直徑）L2≥D（入口(kǒu)直徑）
3R1=1.375D+20%R1＜0.25DR1=0,焊縫除(chú)外
4R2=3.625d至3.8dR2＜0.25DR2=0,焊縫除(chú)外
圖4.6經典文(wen)丘裏管
圖4.7文(wén)丘裏噴嘴
圖(tu)4.8錐形入口孔(kong)闆
1一環隙；2-夾(jiá)持環；3一上遊(you)端面A；4-下遊端(duan)面B；
5-軸線；6-流向(xiang)；7-取壓口；8-孔闆(pan)；
X-帶環隙的夾(jia)持環；Y-單獨取(qǔ)壓口
超聲波(bo)流量計的基(jī)本原理及類(lei)型
超聲波在(zài)流動的流體(ti)中傳播時就(jiu)載上流體流(liu)速的信㊙️息。因(yin)此通過接收(shou)到的超聲波(bo)就可以檢測(cè)出流體的流(liu)速，從而換⚽算(suàn)成流量。根據(ju)檢測的方式(shi)，可分爲傳播(bo)速度差法、多(duo)普勒法、波束(shu)偏移法、噪聲(shēng)法及相關法(fa)等不同類型(xíng)的超聲波流(liu)量計。起聲波(bō)流量計是近(jin)十幾年來随(sui)着集成電路(lù)技🈚術迅速發(fā)展才開始應(ying)用🐆的一種
非(fei)接觸式儀表(biǎo)，适于測量不(bu)易接觸和觀(guan)察的流體☀️以(yi)🧑🏾🤝🧑🏼及大管徑流(liu)量。它與水位(wèi)計聯動可進(jin)行敞開水流(liu)的流量㊙️測量(liàng)。使用🥰超聲波(bō)流量比不用(yòng)在流體中安(ān)裝測量元件(jian)故不會改變(biàn)流體的流㊙️動(dong)狀态，不産生(sheng)附加阻力，儀(yí)表的🤩安裝及(jí)檢修均可不(bú)✨影響生産✨管(guǎn)線運行因而(er)是一種理想(xiǎng)的節能型📐流(liú)量計。
*，目前的(de)工業流量測(cè)量普遍存在(zài)着大管徑、大(da)流量測🏃量🛀🏻困(kùn)難的問題，這(zhe)是因爲一般(bān)流量計随着(zhe)測量管徑的(de)增大會帶來(lai)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(diǎn)，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(cè)流，儀表造價(jia)基本上與被(bei)測管道口徑(jìng)大小無關，而(ér)其它類🙇♀️型的(de)流量計随着(zhe)口徑增加，造(zao)價大幅度增(zēng)加，故口徑越(yuè)大超聲波流(liu)量計比相同(tóng)功能其它類(lèi)型流量計的(de)功能價格比(bi)越*。被認爲是(shi)較好的大管(guan)徑🥵流量測量(liang)儀表，多普勒(lè)法超聲波流(liú)量計可測雙(shuang)相介質的流(liú)量，故可用于(yú)下水道🌏及排(pai)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(ce)量水輪機進(jin)水量、汽輪機(jī)循環水量等(děng)大管徑流量(liang)，比過去的皮(pí)脫管流速計(jì)💁方便得多。超(chāo)聲被🔴流量汁(zhi)也可用于氣(qì)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(àn)渠到500m寬的河(hé)流都可适用(yong)。
另外，超聲測(cè)量儀表的流(liu)量測量準确(que)度幾乎不受(shou)被測流體溫(wēn)度、壓力、粘度(du)、密度等參數(shu)的影響，又可(ke)制成非接㊙️觸(chu)及便攜式測(ce)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(dǎo)電性、放射性(xìng)及易燃易爆(bào)介質的流量(liàng)測量問題。另(lìng)外，鑒于非接(jiē)觸測量特點(dian)，再配以合理(li)的電子線路(lù)，一台儀表可(kě)💃适應多種管(guǎn)徑測量和多(duo)種流💃量範圍(wei)測量。超♍聲波(bo)流量計的适(shi)應能力也是(shi)其它儀表不(bu)可比拟的。超(chao)聲波流量計(jì)具有上述一(yī)些優點因此(ci)它越來越受(shou)到重視并🏃🏻且(qiě)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(jiè)質，不同場合(he)和♊不同管道(dào)條件的流量(liang)測量。
超聲波(bo)流量計目前(qián)所存在的缺(quē)點主要是可(kě)測流體的溫(wen)度範圍受超(chāo)聲波換能鋁(lü)及換能器與(yu)管道之間的(de)耦🚶合材料耐(nài)☎️溫程⛹🏻♀️度的限(xiàn)制，以及高溫(wēn)下被測流體(ti)傳聲速度的(de)原始數據不(bú)全。目前我國(guó)隻能用于測(cè)量200℃以下的流(liú)體。另外，超聲(sheng)波流量計的(de)測量🥵線路比(bǐ)一般流量計(jì)複雜。這是因(yin)爲，一般工業(ye)計量中液體(ti)的流💃速常常(cháng)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(zuǒ)右，被測流體(tǐ)流速（流量）變(biàn)化帶給聲速(su)的變化量zui大(da)也是10－3數量級(ji)．若要🈲求測量(liang)流速的準确(què)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(bi)須有完善的(de)測量線路才(cái)能實現，這也(yě)正是⭐超聲波(bo)流量計隻有(you)在集成電路(lu)技術迅速發(fā)展的前題下(xià)才能得到實(shi)際應用的🔆原(yuan)因。
超聲波流(liu)量計由超聲(sheng)波換能器、電(dian)子線路及流(liú)量顯示和累(lei)🐆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(bō)能量，并将其(qí)發射到被測(cè)流體中，接收(shou)器接收到的(de)超聲波信号(hao)，經🌈電子線路(lu)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(háng)顯示和積算(suàn)。這樣就實現(xian)了流量的檢(jiǎn)測和顯示。
超(chāo)聲波流量計(jì)常用壓電換(huàn)能器。它利用(yòng)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(she)換能器‼️的壓(yā)電元件上，使(shi)其産生超聲(sheng)波振勸。超🏒聲(shēng)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(bian)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(qi)則是利用壓(yā)電效應。
超聲(shēng)波流量計換(huàn)能器的壓電(diàn)元件常做成(cheng)圓形薄片，沿(yán)厚度振動。薄(bao)片直徑超過(guo)厚度的10倍，以(yǐ)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(ya)電♋元件，使超(chāo)聲波❤️以合适(shi)的角度射入(ru)到流體中，需(xū)把元件故人(rén)聲楔中，構成(chéng)🥰換能器整體(tǐ)（又稱探頭）。聲(sheng)楔的材料不(bú)僅要求強度(du)高、耐老化，而(ér)且要求超聲(shēng)波經聲楔後(hòu)能量損失小(xiǎo)🐉即透射系數(shu)接近1。常用的(de)聲楔材料是(shi)✉️有機玻璃，因(yīn)爲它透明，可(kě)以觀察到聲(shēng)楔中壓電元(yuán)件💔的組裝情(qing)況。另外，某🎯些(xiē)橡膠、塑料及(jí)膠木也可作(zuo)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(lù)。測得的瞬時(shí)流量和累積(jī)流量值用數(shù)字量或模拟(ni)量顯示。
根據(ju)對信号檢測(cè)的原理，目前(qian)超聲波流量(liang)計大緻可分(fèn)傳播🔅速度差(chà)法（包括：直接(jiē)時差法、時差(chà)法、相位差法(fa)、頻差🔅法）波束(shù)偏移法、多普(pǔ)勒法、相關法(fa)、空間濾波法(fa)及噪聲法等(děng)類型🔅，如圖所(suǒ)🧑🏾🤝🧑🏼示。其中❄️以噪(zào)聲法原理及(jí)結構⛹🏻♀️zui簡單，便(biàn)于測量和攜(xie)帶，價格便宜(yí)但準确度較(jiào)低，适于在流(liu)量測量❓準确(què)度要求不高(gāo)的場合使用(yòng)。由于直🌈接時(shí)差法、時差法(fa)、頻差法和相(xiang)位🐕差法的基(ji)本原理都是(shì)通過測量超(chāo)聲波👌脈沖順(shun)流和逆流傳(chuan)報時速度之(zhi)差來反映流(liu)體的流速的(de)，故又統稱爲(wèi)傳播速度差(cha)法。其中頻差(chà)法和時差法(fa)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(bèi)廣泛采用。按(àn)照換能器🔱的(de)配置方法不(bú)同，傳播速度(dù)差撥又分爲(wei)：Z法（透過法）、V法(fǎ)🔞（反射法）、X法（交(jiāo)叉法）等。波束(shù)偏移法是利(li)用超聲波束(shu)在流體中的(de)傳播方向随(sui)流體流速變(biàn)化而産生偏(pian)移來反映流(liú)體流速的，低(dī)流速時，靈敏(min)度很低适用(yòng)性不大．多普(pǔ)勒法是利用(yong)聲學多普勒(lè)原理，通過測(ce)量不均勻流(liú)體中散射體(ti)散射的超聲(sheng)波多普
勒頻(pin)移來确定流(liú)體流量的，适(shi)用于含懸浮(fu)顆粒、氣⁉️泡等(deng)🔞流體🌈流量測(ce)量。相關法是(shi)利用相關技(ji)術測量流量(liang)🌈，原理上，此🌐法(fǎ)的⛱️測量準确(què)度與流體中(zhong)的聲速❗無關(guān)，因而與流體(tǐ)溫度，濃度等(deng)無關，因而測(ce)量準确度高(gāo)，适用範圍廣(guǎng)。但相關器價(jià)格貴，線路比(bi)較複雜。在微(wēi)處理機普及(jí)應用後，這個(ge)缺點可以克(ke)服。噪聲法（聽(ting)音法）是利用(yong)管道内流體(tǐ)流動時産生(shēng)的噪聲與流(liu)體的🤩流速有(you)關的原理，通(tōng)過檢測噪聲(shēng)表示流速或(huò)流量值。其方(fāng)法簡單，設備(bei)價格便宜，但(dan)準确度🚶♀️低。
以(yǐ)上幾種方法(fa)各有特點，應(yīng)根據被測流(liú)體性質．流速(su)分布情🏃🏻況、管(guǎn)路安裝地點(dian)以及對測量(liàng)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(gong)質的溫度常(chang)不能保持恒(héng)定，故多采用(yòng)頻差法及時(shí)差法。隻有在(zài)管徑很大時(shí)才采用直接(jiē)時差法。對換(huan)能器安裝🙇♀️方(fāng)法的選擇原(yuán)則一般是：當(dang)流體沿管✍️軸(zhóu)平行流動🏃♂️時(shí)，選用Z法；當流(liú)動方向與管(guǎn)鈾不❤️平行或(huò)管路安裝地(di)點使換能👅器(qi)安裝間隔受(shou)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(cǎi)用多聲🎯道（例(li)如雙聲道或(huò)四聲道）來克(ke)服流速擾動(dòng)帶👄來的流量(liang)測量誤差。多(duo)普勒法适🐇于(yu)測量兩相流(liú)，可避免常規(guī)儀表由懸浮(fu)粒或氣泡造(zao)成🐕的堵塞、磨(mó)損、附着而不(bú)能♊運👨❤️👨行的弊(bi)病，因而得以(yi)迅速發😄展。随(sui)着工業的發(fā)展及節能工(gong)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(yong)以及燃料油(yóu)加水助燃等(děng)節能方法的(de)發展，都爲🤞多(duo)普勒超聲波(bo)流量計應用(yòng)開辟廣闊🏃♂️前(qian)景。
流量計的(de)種類很多，一(yi)般市場上用(yòng)得比較廣泛(fan)的有：電✌️磁流(liú)量計、渦街流(liú)量計、渦輪流(liú)量計、孔闆流(liú)量計、V錐🍓流量(liang)🎯計、金屬轉子(zi)流量計、玻璃(li)轉子流量計(ji)、旋🌈進旋渦流(liu)量計、橢圓齒(chǐ)輪流量計、均(jun)速管流量計(jì)、超聲波流量(liang)🌏計等。它們的(de)安裝條🌈件對(duì)直管🌏段的要(yào)求🔞V錐流量計(ji)是zui低，而電磁(cí)、渦街、孔闆等(děng)對💜直管段要(yao)求就較高，一(yi)般💁是前5D後3D,對(duì)于流量計前(qián)端有彎頭、閥(fá)門電磁流量(liang)計等的🌈直管(guǎn)段要求就更(geng)高，zui高要求直(zhí)管段是前50D後(hòu)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(wei)置等因素，從(cóng)而選擇更加(jiā)适合現場工(gōng)礦的流量計(ji)。
現在流量計(jì)所需要的參(cān)數：
1、被測量的(de)介質
2、被測量(liang)介質的溫度(dù)
3、被測量介質(zhì)的壓力
4、被測(ce)量介質的流(liú)量
5、要求的測(cè)量精度
6、現場(chǎng)工礦情況
下一(yī)篇：迪川分析(xi)儀器儀表新(xīn)的增長點
