各種流量計原理優(yōu)缺點

1、流流量量計計簡簡介介概述概述流量計定義流量計定義流量計的種類流量計的種類流量計的原理流量計的原理流量計優(yōu)缺點及應(yīng)用流量計優(yōu)缺點及應(yīng)用定義定義流體的流量：流體的流量：指在短暫時間內(nèi)流過某一流通截面的流體指在短暫時間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時間之比，該時間足夠短以致可認為在此期數(shù)量與通過時間之比，該時間足夠短以致可認為在此期間的流動是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時流量。間的流動是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時流量。流量計流量計：用以測量管路中流體流量：用以測量管路中流體流量(單位時間內(nèi)通過的單位時間內(nèi)通過的流體體積流體體積)的儀表。的儀表。分類分類l 容積式容積式流量計流量計l 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子流量計流量計l

2、差壓式差壓式流量計流量計l 電磁電磁流量計流量計l 超聲波超聲波流量計流量計l 渦街渦街流量計流量計l 質(zhì)量質(zhì)量流量計流量計l 沖板式?jīng)_板式流量計流量計容積式流量計容積式流量計Q容積式流量計容積式流量計 原理：原理： 容積式流量計，又稱定排量流量計，在流量儀表中是精度最高容積式流量計，又稱定排量流量計，在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。的次數(shù)來測量流體體積總量

3、。 應(yīng)用：應(yīng)用： 容積式流量計可以計量各種液體和氣體的累積流量，由于這容積式流量計可以計量各種液體和氣體的累積流量，由于這種流量計可以精密測量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤種流量計可以精密測量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計量儀表。氣表到大容積的石油和天然氣計量儀表。容積式流量計容積式流量計優(yōu)點優(yōu)點: : (1) (1)計量精度高計量精度高; (2); (2)安裝管道條件對計量精度沒有影響安裝管道條件對計量精度沒有影響; ; (3)(3)可用于高粘度液體的測量可用于高粘度液體的測量; (4); (4)范圍度寬范圍度寬; (5); (5)直讀式儀表無需直讀式

4、儀表無需外部能源可直接獲得累計總量外部能源可直接獲得累計總量, ,清晰明了清晰明了, ,操作簡便。操作簡便。 缺點缺點: : ( (1)1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜, ,體積龐大體積龐大; (2); (2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大工作狀態(tài)局限性較大; (3); (3)不適用于高、低溫場合不適用于高、低溫場合; (4); (4)大部分儀大部分儀表只適用于潔凈單相流體表只適用于潔凈單相流體; (5); (5)產(chǎn)生噪聲及振動。產(chǎn)生噪聲及振動。 容積式流量計種類容積式流量計種類橢圓齒輪橢圓齒輪流量計流量計刮板式刮板式流量計流量計腰輪腰輪流量計流量計雙轉(zhuǎn)子雙轉(zhuǎn)子流量計流

5、量計活塞式活塞式流量計流量計圓盤式圓盤式流量計流量計濕式氣體濕式氣體流量計流量計皮囊式皮囊式流量計流量計橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計Q 橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計 橢圓齒輪流量計的測量本橢圓齒輪流量計的測量本體由一對相互嚙合的橢圓齒體由一對相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。輪和儀表殼體構(gòu)成。 原理原理： 當被測量流體流過橢圓齒輪當被測量流體流過橢圓齒輪流量計時，帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，流量計時，帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪每轉(zhuǎn)一周就有一定數(shù)量齒輪每轉(zhuǎn)一周就有一定數(shù)量的流體通過儀表。只要記錄的流體通過儀表。只要記錄下齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)就知道被測流下齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)就知道被測流體的總量體的總量腰輪流量計腰輪流量計Q 腰輪流量計腰

6、輪流量計 原理原理 腰輪流量計的基本原理同橢腰輪流量計的基本原理同橢圓齒輪流量計相同只是輪子圓齒輪流量計相同只是輪子形狀略有不同。形狀略有不同。雙轉(zhuǎn)子流量計雙轉(zhuǎn)子流量計Q雙轉(zhuǎn)子流量計雙轉(zhuǎn)子流量計 雙轉(zhuǎn)子流量計屬于目前國際上最雙轉(zhuǎn)子流量計屬于目前國際上最新一代新一代容積式容積式流量計，也稱為流量計，也稱為 UF UF 流量計或流量計或螺桿流量計螺桿流量計。是。是用于管道中液體流量的測量和控用于管道中液體流量的測量和控制的精密儀表。制的精密儀表。工作原理工作原理一對特殊齒型的螺旋轉(zhuǎn)子直接嚙一對特殊齒型的螺旋轉(zhuǎn)子直接嚙合，無相對滑動，不需要同步齒合，無相對滑動，不需要同步齒輪?？窟M、出口處較小的輪。

7、靠進、出口處較小的壓差壓差推推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同一時刻，每一個動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同一時刻，每一個轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩力矩的合力矩是相等的。因此兩是相等的。因此兩個轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，個轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無脈動。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)排量均衡無脈動。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出一周可輸出 8 8 倍倍空腔的容積，因空腔的容積，因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的

8、瞬時流量成正比瞬時流量成正比。Q雙轉(zhuǎn)子流量計示意圖雙轉(zhuǎn)子流量計示意圖轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計Q 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 又稱浮子流量計又稱浮子流量計， 其流量檢測元其流量檢測元件由一根自下向上擴大的垂直錐形件由一根自下向上擴大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下移動的浮管和一個沿著錐管軸上下移動的浮子所組成，被測流體從下向上經(jīng)過子所組成，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子錐管和浮子形成的環(huán)隙時，浮子上形成的環(huán)隙時，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大于浸在流體中當浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，浮子重量時，浮子便上升，環(huán)隙面環(huán)隙面積隨之增大

9、積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時，上升力等于浸在流體中浮子重量時，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子流量計浮子流量計浮子流量計浮子流量計優(yōu)點：優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，對儀表前后直結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測量范圍比較寬；量范圍比較寬；缺點：缺點： 測量精確度相對較低，為測量精確度相對較低，為2 2% %左右，更適左右，更

10、適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。儀表測量受被測介質(zhì)的密度、粘度、溫測量。儀表測量受被測介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響；度、壓力、純凈度影響；差壓式流量計差壓式流量計Q 差壓式流量計差壓式流量計 原理：原理： 基于在流通管道上設(shè)置基于在流通管道上設(shè)置流動阻力件，流體通過阻流動阻力件，流體通過阻力件時將產(chǎn)生壓力差，此力件時將產(chǎn)生壓力差，此壓力差與流體流量之間有壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，通過測確定的數(shù)值關(guān)系，通過測量差壓值可以求得流體流量差壓值可以求得流體流量。如量。如孔板流量計、文丘孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計

11、里流量計、均速管流量計壓差式流量計壓差式流量計優(yōu)點優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；適應(yīng)性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的適應(yīng)性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計；裝置已標準化。管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計；裝置已標準化。缺點缺點： 安裝要求嚴格；流量計前后要求較長直管段；測量安裝要求嚴格；流量計前后要求較長直管段；測量范圍窄，一般范圍度為范圍窄，一般范圍度為 3 : 1 3 : 1 ；壓力損失較大；對于；壓力損失較大；對于較小直徑的管道測量比較困難較小直徑的管道測量比較

12、困難 ；精確度不夠高；精確度不夠高( (1% 1% 2%)2%)。孔板流量計孔板流量計Q 孔板流量計孔板流量計 原理：原理： 當充滿管道的流體流經(jīng)孔當充滿管道的流體流經(jīng)孔板時，將產(chǎn)生局部收縮，流束集板時，將產(chǎn)生局部收縮，流束集中，流速增加，靜壓力降低，于中，流速增加，靜壓力降低，于是是在孔板前后產(chǎn)生一個靜壓力差，在孔板前后產(chǎn)生一個靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系數(shù)關(guān)系，流量越大，壓力差就越，流量越大，壓力差就越大。通過導(dǎo)壓管將差壓信號傳遞大。通過導(dǎo)壓管將差壓信號傳遞給 差 壓 變 送 器 ， 轉(zhuǎn) 換 成給 差 壓 變 送 器 ， 轉(zhuǎn) 換 成 4 4 20

13、mA.DC20mA.DC標準信號，經(jīng)流量顯示標準信號，經(jīng)流量顯示儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時和累儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時和累積流量。積流量?？装辶髁坑嬁装辶髁坑?孔板流量計孔板流量計 文丘里管文丘里管渦輪流量計渦輪流量計Q 渦輪流量計渦輪流量計 原理：原理： 它采用多葉片的轉(zhuǎn)它采用多葉片的轉(zhuǎn)子子( (渦輪渦輪) )感受流體平均感受流體平均流速流速, ,將流速轉(zhuǎn)換為渦輪將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信成與流量成正比的電信號?？梢詼y量氣體、液號?？梢詼y量氣體、液體流量。體流量。渦輪流量計渦輪流量計優(yōu)點優(yōu)點： 高精度高精度, ,一般為一般為 0.5 0.5 級

14、，在小范圍內(nèi)誤差級，在小范圍內(nèi)誤差0.1%0.1%，在所有流量計中，在所有流量計中, ,屬于最精確的流量計屬于最精確的流量計; ;無無零點漂移零點漂移, ,抗干擾能力好，內(nèi)部清洗簡單。儀表有校寬抗干擾能力好，內(nèi)部清洗簡單。儀表有校寬的工作溫度范圍的工作溫度范圍(-200400 ) (-200400 ) ，可耐較高工作壓力，可耐較高工作壓力(10MPa)(10MPa)。缺點：缺點： 要求被測介質(zhì)潔凈；適用于粘度大的液體測量。要求被測介質(zhì)潔凈；適用于粘度大的液體測量。電磁流量計電磁流量計Q電磁流量計電磁流量計工作原理工作原理 電磁流量計是一種應(yīng)用法電磁流量計是一種應(yīng)用法拉第拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)

15、定律的流量計，的流量計，其傳感器主要由內(nèi)襯絕緣材其傳感器主要由內(nèi)襯絕緣材料的測量管，穿通測量管壁料的測量管，穿通測量管壁安裝的一對安裝的一對電極電極和用以產(chǎn)生和用以產(chǎn)生工作磁場的一對工作磁場的一對線圈線圈及及鐵芯鐵芯組成。當導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感組成。當導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感器測量管時，在電極上將感器測量管時，在電極上將感應(yīng)與流體平均流速成正比的應(yīng)與流體平均流速成正比的電壓信號。該信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器電壓信號。該信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器放大處理，直接顯示流量及放大處理，直接顯示流量及總量并可輸出模擬、數(shù)字信總量并可輸出模擬、數(shù)字信號號 。Q電磁流量計示意圖電磁流量計示意圖電磁流量計電磁流量計電磁流量計電磁流量計優(yōu)點：優(yōu)點：

16、測量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極小；其流速測量測量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極??；其流速測量范圍寬，為范圍寬，為0.510m/s0.510m/s；范圍度可達；范圍度可達10:110:1；流量計的口；流量計的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計的精度徑可從幾毫米到幾米以上；流量計的精度 0.5-1.50.5-1.5級；級；儀表反應(yīng)快，流動狀態(tài)對示值影響小儀表反應(yīng)快，流動狀態(tài)對示值影響小缺點：缺點： 對測量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測量氣體、對測量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。超聲波流量計超聲波流量計Q超聲流量計超聲流量計 超聲波流量計是通過檢

17、測流體流動對超聲束超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束( (或超聲脈沖或超聲脈沖) )的作用以測的作用以測量流量的儀表。量流量的儀表。 根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法傳播速度差法( (直接時差法、時差法、相位差法和頻差法直接時差法、時差法、相位差法和頻差法) )、波束偏移法、多普勒法、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等?；ハ嚓P(guān)法、空間濾法及噪聲法等。超聲波流量計超聲波流量計優(yōu)點：優(yōu)點： 不受電率、壓力、溫度以及粘度的影響；與介質(zhì)不不受電率、壓力、溫度以及粘度的影響；與介質(zhì)不接觸，尤其適用于腐蝕性介質(zhì)的測量接觸，尤其適用于腐

18、蝕性介質(zhì)的測量 ；安裝簡單，費；安裝簡單，費用低用低 ；可在現(xiàn)有管道上安裝，無需切斷工藝管道，管；可在現(xiàn)有管道上安裝，無需切斷工藝管道，管徑適用廣泛；無撓流件，不限流、無需縮徑；徑適用廣泛；無撓流件，不限流、無需縮徑；缺點：缺點： 超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜；需要超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜；需要滿管操作；滿管操作；渦街流量計渦街流量計Q渦街流量計的原理渦街流量計的原理： 在流量計管道中，設(shè)置一在流量計管道中，設(shè)置一阻流件阻流件，當流體流經(jīng)阻流件時，由于阻流，當流體流經(jīng)阻流件時，由于阻流件表面的阻流作用，流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交件表面的阻流作用，流體在

19、阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的錯排列的游渦游渦。這些旋渦在阻流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門這些旋渦在阻流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門 （KarmanKarman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。原理：原理：鈍體產(chǎn)生的鈍體產(chǎn)生的渦街脫落頻率與流速有一定的關(guān)系。渦街脫落頻率與流速有一定的關(guān)系。渦街流量計原理示意圖渦街流量計原理示意圖渦街流量計渦街流量計渦街流量計渦街流量計優(yōu)點：優(yōu)點： 渦街流量計適用于氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量測量，渦街流量計適用于氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量測量，其測量幾乎不受流體參數(shù)（溫度、壓力、密度、粘度）變化其測量

20、幾乎不受流體參數(shù)（溫度、壓力、密度、粘度）變化的影響。的影響。 渦街流量計在儀表內(nèi)部無可動部件，使用壽命長；壓力損失渦街流量計在儀表內(nèi)部無可動部件，使用壽命長；壓力損失??；輸出為頻率信號；有較寬的范圍度?。惠敵鰹轭l率信號；有較寬的范圍度 30:1 30:1 ；測量精度也；測量精度也比較高，為比較高，為0.5% 0.5% 1%1%。缺點：缺點： 流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準確度，旋渦發(fā)流體流速分布情況和脈動情況將影響測量準確度，旋渦發(fā)生體被沾污也會引起誤差。生體被沾污也會引起誤差。質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計Q科 里 奧 利 質(zhì) 量 流 量 計科 里 奧 利 質(zhì) 量 流 量 計 ( (目前使用

21、比較廣泛目前使用比較廣泛) ) 簡稱科氏力流量計，利簡稱科氏力流量計，利用流體在振動管中流動時，將產(chǎn)用流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測量原理。科氏力流量計由力的測量原理?？剖狭α髁坑嬘蓹z測科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換檢測科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成。器組成。質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計Q質(zhì)量流量計原理質(zhì)量流量計原理傳感器測量主體為一根傳感器測量主體為一根U U形管，形管，U U形管形管的兩個開口端固定，流體由的兩個開口端固定，流體由此流入和流出。在此流入和流出。在U U形管頂端裝有形管頂端裝有電磁裝置電磁裝置，用于激發(fā)，用于激發(fā)U U形管，使形管，

22、使其以其以O(shè)-OO-O為軸，按為軸，按固有的自振頻率振動固有的自振頻率振動，振動方向垂直于，振動方向垂直于U U形管所形管所在平面。在平面。U U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動，形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動，此時流體將產(chǎn)生一科里奧利加速度，并以科里奧利力此時流體將產(chǎn)生一科里奧利加速度，并以科里奧利力反作用于反作用于U U形形管管。由于流體在。由于流體在U U形管兩側(cè)的流動方向相反，所以作用于形管兩側(cè)的流動方向相反，所以作用于U U形管兩形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而形成一個作用側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而形成一個作用力矩力矩。U U形管在形管在

23、此力矩作用下將發(fā)生扭曲，此力矩作用下將發(fā)生扭曲，U U形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相關(guān)。關(guān)。U U形管兩側(cè)通過中心平面的時間差也與流體質(zhì)量流量相關(guān)。形管兩側(cè)通過中心平面的時間差也與流體質(zhì)量流量相關(guān)。質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計優(yōu)點：優(yōu)點：l具有準確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動部件；具有準確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動部件；l可直接測得質(zhì)量流量信號，不受被測介質(zhì)物理參數(shù)的影響，精度較高；可直接測得質(zhì)量流量信號，不受被測介質(zhì)物理參數(shù)的影響，精度較高；l可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量；可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量；l不受管內(nèi)流態(tài)影響，因此對流量計前后直管段要求不高；不受管內(nèi)流態(tài)影響，因此對流量計前后直管段要求不高；l其范圍度可達其范圍度可達100:1100:1。但是它的阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響。但是它的阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響其測量其測量缺點：缺點：n不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制會顯著著影響不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制會顯著著影響測量值。測量值。 n對外界振動干擾較為敏感