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測量不同(tong)的介質選擇不(bú)同的流量計
發(fa)布日期：2025-12-15 浏覽次(cì)數：5344
工控摘要：
爲(wèi)了保證流量儀(yí)表在生産現場(chǎng)過程中發揮、zui的(de)使用，流量計的(de)選擇，必須要根(gen)據生産現場需(xu)要計量🔴的介質(zhì)而定。一、氣體介(jiè)質，應選擇的流(liu)量計品種是：1、超(chao)聲波💜氣體流量(liàng)計。2、渦街流量♍計(ji)。如氣體溫度超(chāo)過🧑🏽🤝🧑🏻300℃,可選氣壓式(shì)流量計。二、石油(you)、柴☂️油等油品介(jie)質，應選⭐擇的流(liu)量計品種是：超(chao)聲波流量計。三(sān)、砂漿、電粉漿🐆等(děng)大濃度、固🐇體顆(kē)粒含量大的介(jiè)質，應選擇的流(liú)量計品種是：電(diàn)磁流量計。四、自(zi)來水大流量的(de)介質，應選😄擇的(de)流量計品種是(shi)：适用選型爲智(zhì)能電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。其他諸如渦街(jie)流量計、孔闆流(liú)量🌈計等也可以(yi)。五、污水、紙漿等(deng)渾濁液體介質(zhì)，應選擇的流量(liàng)計品種是：1、超聲(sheng)波流量計及智(zhi)能電磁流量🤞計(ji)。但在選用電磁(cí)流量計時要🔴考(kǎo)慮液體中不含(hán)較多空氣或📱氣(qì)泡。六、帶有較多(duō)氣泡的液體介(jiè)質，應選擇的流(liú)量計品種是💯：超(chāo)聲波流量計，使(shi)用該類型的流(liu)量計測量帶有(yǒu)氣泡的流體，效(xiao)果十分好。七、純(chun)淨💋水、除鹽水等(děng)電導率低的介(jiè)質，應選擇的☀️流(liú)量計品種是：超(chāo)聲波流量計非(fēi)常适合測量這(zhè)類流體。八、酸、堿(jian)液等強腐蝕性(xìng)介質，應選擇的(de)流量計品種是(shì)：1、抗💋酸堿内襯🙇🏻的(de)電磁流量計。2、外(wài)夾式超聲波流(liú)量計。
用以測量(liàng)管路中流體流(liu)量（單位時間内(nei)通過的流體體(ti)積）的儀表。有轉(zhuǎn)子流量計、節流(liú)式流量計、細縫(féng)流量計、容積流(liu)量計、電磁流量(liang)計、超聲波流量(liàng)計和堰等。
流量(liang)測量方法和儀(yi)表的種類繁多(duō),分類方法也很(hěn)多。至今爲止,可(ke)供工業用的流(liú)量儀表種類達(da)60種之多。品種如(ru)此之多的原因(yin)就在于至今還(hái)沒找到一☂️種對(dui)任何流體、任何(hé)量程、任何流動(dong)狀态以及任何(he)使用條件🏃🏻♂️都适(shi)用的流量儀表(biǎo)。
這60多種流量儀(yi)表,每種産品都(dou)有它特定的适(shì)用性💘,也都有它(ta)的局限性。按測(ce)量對象劃分就(jiù)有封閉管道和(he)明渠兩大類;按(an)測量目的又可(kě)分爲總量測量(liang)和流量測量,其(qí)👈儀表分别稱作(zuo)總量表和流量(liàng)計。
總量表測量(liàng)一段時間内流(liú)過管道的流量(liang),是以短暫時間(jiān)内流🈲過的總量(liang)除以該時間的(de)商來表示,實際(ji)上流量計通常(cháng)亦備有累積流(liú)量裝置,做總量(liang)表使用,而🌐總量(liàng)表亦備有流量(liang)發🌐訊裝置。因此(cǐ),以嚴格意義來(lái)分🙇🏻流量計和✉️總(zong)量表已無實際(jì)意義。
按測量原(yuan)理分有力學原(yuan)理、熱學原理、聲(shēng)學原理、電🈲學原(yuan)理、光學原理、原(yuán)子物理學原理(lǐ)等。
按照目前zui流(liú)行、zui廣泛的分類(lèi)法,即分爲:容積(jī)式流量計✊、差壓(yā)式流量計、浮子(zǐ)流量計、渦輪流(liu)量計、電磁流♈量(liàng)計✌️、流體♉振蕩流(liu)量計中的渦街(jie)流量計、質量流(liu)量計和插入式(shi)流量計、探針式(shi)流量計，來分别(bié)闡述各種流量(liàng)計🐉的原理、特點(dian)、應用概況及國(guo)内外的發展情(qíng)況。
差壓式流量(liang)計是根據安裝(zhuāng)于管道中流量(liang)檢測件産生的(de)差壓,已知的流(liú)體條件和檢測(ce)件與管道的幾(jǐ)何🔞尺寸來計算(suan)流量的儀表。
差(chà)壓式流量計由(you)一次裝置（檢測(cè)件）和二次裝置(zhi)（差壓轉換📱和流(liu)量顯示儀表）組(zǔ)成。通常以檢測(ce)件形式對差壓(ya)式🤞流量計分類(lei),如孔闆流量計(jì)、文丘裏流量計(jì)、均速管流量✌️計(ji)等。
二次裝置爲(wèi)各種機械、電子(zǐ)、機電一體式差(cha)壓計,差壓變🌈送(song)器✉️及🔞流量顯示(shi)儀表。它已發展(zhǎn)爲三化（系列化(hua)、通用化⁉️及标準(zhǔn)化）程度很高的(de)、種類規格龐雜(za)的一大類儀表(biao),它💛既可測量流(liu)量參數,也可測(ce)量其它參數（如(ru)壓力、物位、密度(du)等）。
差壓式流量(liang)計的檢測件按(an)其作用原理可(kě)分爲:節流裝置(zhì)、水力阻力式、離(lí)心式、動壓頭式(shi)、動壓頭增益式(shì)及🐕射流式幾大(dà)類。
檢測件又可(ke)按其标準化程(cheng)度分爲二大類(lèi):标準的和非标(biao)準的。
所謂标準(zhǔn)檢測件是隻要(yào)按照标準文件(jian)設計、制造、安裝(zhuang)和使用,無須經(jing)實流标定即可(kě)确定其流量值(zhí)和估算測量誤(wu)❤️差。
非标準檢測(cè)件是成熟程度(du)較差的,尚未列(lie)入标準中的檢(jian)測件。
差壓式流(liu)量計是一類應(yīng)用zui廣泛的流量(liàng)計,在各類🤞流量(liang)儀表中其使用(yong)量占居*。近年來(lái),由于各種新型(xing)流量計的問世(shì)☁️,它的使用量百(bai)分數逐漸下降(jiang),但目前仍是zui重(zhong)要的一類流量(liang)計。
優點:
（1）應用zui多(duo)的孔闆式流量(liàng)計結構牢固,性(xìng)能穩定可靠,使(shǐ)😘用壽命長✨;
（2）應用(yong)範圍廣泛,至今(jin)尚無任何一類(lei)流量計可與之(zhi)💞相比拟;
（3）檢測件(jiàn)與變送器、顯示(shì)儀表分别由不(bu)同廠家生産,便(bian)于規🙇♀️模經濟生(shēng)産。
缺點:
（1）測量精(jing)度普遍偏低;
（2）範(fàn)圍度窄,一般僅(jin)3:1~4:1;
（3）現場安裝條件(jiàn)要求高;
（4）壓損大(da)（指孔闆、噴嘴等(deng)）。
注：一種新型産(chǎn)品：引進美國*而(er)開發的平衡流(liu)量計，這種流🐆量(liang)計的測量精度(du)是傳統節流裝(zhuang)置的5-10倍，*壓✂️力損(sǔn)失1/3。壓力恢複快(kuài)2倍，zui小直管段可(ke)以小至1.5D，安裝和(hé)使用方便，大大(dà)減少流體運行(háng)☂️的能力消耗。
應(ying)用概況:
差壓式(shi)流量計應用範(fàn)圍特别廣泛,在(zài)封閉管道的流(liú)量測🛀量🔞中各種(zhong)對象都有應用(yòng),如流體方面:單(dān)相、混相、潔淨、髒(zāng)污✂️、粘性流等;工(gōng)作狀态方面:常(cháng)壓、高壓✔️、真空、常(chang)溫、高溫、低溫等(deng);管徑方👌面:從幾(jǐ)mm到幾m;流動條件(jian)方面:亞音速、音(yīn)速、脈動流等。它(ta)在各工業部門(men)的用量約占流(liú)♻️量計全部用量(liàng)的1/4~1/3。
[編輯本段]3.2浮(fú)子流量計
浮子(zi)流量計,又稱轉(zhuan)子流量計,是變(biàn)面積式流量計(jì)的一種,在🔱一根(gen)由下向上擴大(da)的垂直錐管中(zhong),圓形橫截面的(de)浮子的重力是(shi)由液體動力承(cheng)受的,從而使浮(fú)子🈲可以在錐管(guan)内自由地上升(shēng)和下降。
浮子流(liu)量計是僅次于(yú)差壓式流量計(jì)應用範圍zui寬廣(guang)的♋一類流量計(jì),特别在小、微流(liú)量方面有舉足(zú)輕重的🔴作用。
80年(nian)代中期,日本、西(xi)歐、美國的銷售(shòu)金額占流量儀(yi)表的15%~20%。中國産量(liàng)1990年估計在12~14萬台(tai),其中95%以上爲玻(bō)璃錐管浮子流(liú)量計。
特點:
（1）玻璃(lí)錐管浮子流量(liàng)計結構簡單,使(shi)用方便,缺點是(shi)耐壓🔞力低,有玻(bō)璃管易碎的較(jiào)大風險;
（2）适用于(yu)小管徑和低流(liu)速;
（3）壓力損失較(jiao)低。
[編輯本段]3.3容(róng)積式流量計
容(rong)積式流量計,又(you)稱定排量流量(liang)計,簡稱PD流量計(jì),在流量🥵儀表中(zhōng)🐇是精度zui高的一(yī)類。它利用機械(xie)測量元件把流(liú)體連續不斷♊地(di)分割成單個已(yǐ)知的體積部分(fen),根據測量室逐(zhu)次重複地充滿(man)和排放該體積(jī)部👅分流體的🐕次(cì)數來測量流體(ti)體積總量。
容積(ji)式流量計按其(qi)測量元件分類(lèi),可分爲橢圓齒(chǐ)輪流量計、刮㊙️闆(pǎn)流量計、雙轉子(zǐ)流量計、旋轉活(huo)塞流量計⭐、往複(fu)🐅活塞流量計、圓(yuán)盤流量計、液封(fēng)轉筒式流量計(jì)、濕式氣量計及(ji)膜式氣量計等(deng)。
優點:
（1）計量精度(du)高;
（2）安裝管道條(tiao)件對計量精度(du)沒有影響;
（3）可用(yòng)于高粘度液體(ti)的測量;
（4）範圍度(du)寬;
（5）直讀式儀表(biǎo)無需外部能源(yuan)可直接獲得累(lei)計,總量,清晰明(ming)了,操作簡便。
缺(quē)點:
（1）結果複雜,體(tǐ)積龐大;
（2）被測介(jie)質種類、口徑、介(jiè)質工作狀态局(ju)限性較大;
（3）不适(shi)用于高、低溫場(chǎng)合;
（4）大部分儀表(biao)隻适用于潔淨(jìng)單相流體;
（5）産生(sheng)噪聲及振動。
應(ying)用概況:
容積式(shì)流量計與差壓(ya)式流量計、浮子(zi)流量計并列爲(wèi)三類使用量zui大(da)的流量計,常應(yīng)用于昂貴介質(zhi)（油品、天然氣等(deng)）的總量😄測量。
工(gong)業發達國家近(jin)年PD流量計（不包(bāo)括家用煤氣表(biao)和家用水表）的(de)銷售金額占流(liú)量儀表的13%~23%;我國(guo)約占20%,1990年産量（不(bú)包括家用煤氣(qi)表）估計爲34萬台(tai),其中橢圓齒輪(lún)式和🆚腰輪式分(fèn)别約占70%和20%。
[編輯(ji)本段]3.4渦輪流量(liang)計
渦輪流量計(jì),是速度式流量(liàng)計中的主要種(zhong)類,它采用多葉(yè)㊙️片的轉子（渦輪(lún)）感受流體平均(jun1)流速,從而且推(tui)導出流量或總(zǒng)量👣的儀表。
一般(ban)它由傳感器和(he)顯示儀兩部分(fen)組成,也可做成(chéng)整體式。
渦輪流(liu)量計和容積式(shi)流量計、科裏奧(ao)利質量流量計(ji)稱爲流量計中(zhong)三類重複性、精(jīng)度*的産品,作爲(wei)類型流量計✨之(zhi)一🔱,其産🐆品已⁉️發(fa)展爲多品種、多(duo)系列批量生産(chan)♈的規模。
優點:
（1）高(gao)精度,在所有流(liú)量計中,屬于zui的(de)流量計;
（2）重複性(xing)好;
（3）元零點漂移(yi),抗幹擾能力好(hǎo);
（4）範圍度寬;
（5）結構(gòu)緊湊。
缺點:
（1）不能(neng)長期保持校準(zhǔn)特性;
（2）流體物性(xing)對流量特性有(yǒu)較大影響。
應用(yòng)概況:
渦輪流量(liang)計在以下一些(xiē)測量對象獲得(dé)廣泛應用:石油(you)、有機液體、無機(jī)液、液化氣、天然(ran)氣和低溫流體(tǐ)統在歐洲和美(mei)國,渦輪流量計(ji)在用量上是僅(jin)次于孔闆流量(liang)計的天然計量(liàng)儀表,僅荷蘭在(zai)天然氣管線上(shàng)就采用了2600多台(tái)🔅各種尺寸,壓力(lì)從0.8~6.5MPa的氣體渦輪(lun)流量計,它們已(yǐ)成爲優良的天(tiān)然氣計量儀表(biao)。
[編輯本段]3.5電磁(ci)流量計
電磁流(liu)量計是根據法(fǎ)拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一(yi)種測量導電性(xing)液體的儀表。
電(diàn)磁流量計有一(yī)系列優良特性(xing),可以解決其它(tā)流量計不易應(ying)用的問題,如髒(zāng)污流、腐蝕流的(de)測量。
70、80年代電磁(cí)流量在技術上(shàng)有重大突破,使(shǐ)它成爲應用廣(guang)泛的一類流量(liang)計,在流量儀表(biǎo)中其使用量百(bai)分數不斷上升(shēng)🏃♀️。
優點:
（1）測量通道(dào)是段光滑直管(guan),不會阻塞,适用(yòng)于測量含固體(tǐ)顆❓粒的液固二(er)相流體,如紙漿(jiāng)、泥漿、污水等;
（2）不(bu)産生流量檢測(cè)所造成的壓力(li)損失,節能效果(guǒ)好;
（3）所測得體積(ji)流量實際上不(bú)受流體密度、粘(zhan)度、溫度、壓力和(hé)電♌導📱率變化的(de)明顯影響;
（4）流量(liàng)範圍大,口徑範(fan)圍寬;
（5）可應用腐(fǔ)蝕性流體。
缺點(diǎn):
（1）不能測量電導(dǎo)率很低的液體(tǐ),如石油制品;
（2）不(bú)能測量氣體、蒸(zheng)汽和含有較大(dà)氣泡的液體;
（3）不(bú)能用于較高溫(wen)度。
應用概況:
電(dian)磁流量計應用(yong)領域廣泛,大口(kou)徑儀表較多應(yīng)用于❓給排水☁️工(gong)程;中小口徑常(chang)用于高要求或(huo)難測場合,如鋼(gang)鐵㊙️工業高爐風(feng)口冷卻水控制(zhì),造紙工業測量(liàng)紙漿液和黑液(yè),化學工業的強(qiáng)腐蝕液,有色冶(ye)金工業的礦漿(jiang);小口徑、微小口(kǒu)徑常用于醫藥(yao)工業、食品工業(yè)、生物🙇🏻化學等有(you)衛生要求的場(chǎng)所。
[編輯本段]3.6渦(wō)街流量計
渦街(jiē)流量計是在流(liu)體中安放一根(gēn)非流線型遊渦(wō)🌈發🍉生體,流體在(zai)發生體兩側交(jiao)替地分離釋放(fàng)出兩串規則地(dì)交錯排列的遊(you)渦的儀表。
渦街(jiē)流量計按頻率(lü)檢出方式可分(fèn)爲:應力式、應變(biàn)式🐆、電容式、熱敏(mǐn)式、振動體式、光(guang)電式及超聲式(shì)等。
渦街流量計(jì)是屬于zui年輕的(de)一類流量計,但(dàn)其發展迅速,目(mù)前💃已成爲通用(yong)的一類流量計(ji)。
優點:
（1）結構簡單(dān)牢固;
（2）适用流體(ti)種類多;
（3）精度較(jiào)高;
（4）範圍度寬;
（5）壓(yā)損小。
缺點:
（1）不适(shì)用于低雷諾數(shu)測量;
（2）需較長直(zhi)管段;
（3）儀表系數(shu)較低（與渦輪流(liu)量計相比）;
（4）儀表(biao)在脈動流、多相(xiang)流中尚缺乏應(ying)用經驗。
[編輯本(ben)段]3.7超聲波流量(liang)計
超聲波流量(liàng)計是通過檢測(cè)流體流動對超(chao)聲束（或超聲脈(mò)沖）的作用以測(ce)量流量的儀表(biao)。
根據對信号檢(jiǎn)測的原理超聲(sheng)流量計可分爲(wei)傳播速度差法(fǎ)（直接時差法、時(shí)差法、相位差法(fa)和頻差法）、波束(shù)偏移法、多⭐普勒(lè)法、互相關法、空(kōng)間濾法及噪聲(sheng)法等。
超聲流量(liàng)計和電磁流量(liang)計一樣,因儀表(biǎo)流通通道🔴未設(shè)💛置任何阻礙件(jiàn),均屬*流量計,是(shi)适于解決流量(liàng)💛測量困難問題(tí)的一類流量計(jì),特别在大口徑(jìng)流量測量方面(mian)有較突出的優(yōu)點,近年來它是(shì)發展迅速的一(yi)類流量計之一(yi)。
優點:
（1）可做非接(jiē)觸式測量;
（2）爲無(wu)流動阻撓測量(liang),無壓力損失;
（3）可(kě)測量非導電性(xìng)液體,對無阻撓(náo)測量的電磁流(liu)量🔞計是一種補(bu)充。
缺點:
（1）傳播時(shí)間法隻能用于(yu)清潔液體和氣(qi)體;而多普勒法(fa)隻能用于測量(liang)含有一定量懸(xuan)浮顆粒和氣泡(pao)的液體;
（2）多普勒(le)法測量精度不(bú)高。
應用概況:
（1）傳(chuan)播時間法應用(yòng)于清潔、單相液(ye)體和氣體。典型(xing)應用有工廠排(pai)放液、:怪液、液化(huà)天然氣等;
（2）氣體(tǐ)應用方面在高(gao)壓天然氣領域(yu)已有使用良好(hǎo)的🥰經驗;
（3）多普勒(lè)法适用于異相(xiàng)含量不太高的(de)雙相流體,例如(ru):未處理💋污水、工(gong)廠排放液、髒流(liú)程液;通常不适(shi)用于非常清潔(jié)的液體。
[編輯本(ben)段]3.8科裏奧利質(zhi)量流量計
科裏(li)奧利質量流量(liang)計（以下簡稱CMF）是(shi)利用流體在振(zhèn)動管中🔴流動時(shí),産生與質量流(liú)量成正比的科(ke)裏奧利力原理(li)制成的一種直(zhí)💚接式質量流量(liang)儀表。
我國CMF的應(ying)用起步較晚,近(jin)年已有幾家制(zhì)造廠（如太行儀(yí)表廠）自行開發(fa)供應市場;還有(you)幾家制造廠組(zu)建合✏️資企業或(huò)💁引用生産系列(liè)儀表。
熱式氣體(tǐ)質量流量計
熱(re)式流量計傳感(gan)器包含兩個傳(chuan)感元件，一個速(sù)度傳感器🏃🏻和一(yī)個溫度傳感器(qì)。它們自動地補(bu)償和校正氣體(ti)溫度變化。儀❤️表(biao)的🤟電加熱部分(fèn)将速度傳感器(qì)加熱到高于工(gong)況溫度的某一(yī)個定值，使速度(du)傳感器和測量(liàng)工況溫度的傳(chuan)感器之間形成(cheng)恒定溫🈲差。當保(bǎo)持溫差不變時(shí)，電加熱消耗的(de)能量，也可以說(shuō)熱消散值，與流(liu)過氣體的質量(liang)流量成正比。
熱(rè)式氣體質量流(liu)量計即MassFlowMeter（縮寫爲(wei)MFM），它是氣體流量(liang)計量中新型儀(yí)表，區别于其它(tā)氣體流量計不(bu)需要進行壓👅力(li)和溫度修正🌈，直(zhí)接測量氣體的(de)質量流量，一支(zhī)傳感器可以做(zuò)到量程從極低(dī)到高量程。它适(shi)合單一氣體和(he)固定比✍️例多組(zu)份氣體的測量(liang)。
熱式氣體質量(liang)流量計是用于(yu)測量和控制氣(qi)體質🛀量流⁉️量的(de)新型儀表。可用(yòng)于石油、化工、鋼(gāng)鐵、冶金、電力、輕(qing)工、醫⛹🏻♀️藥、環保等(děng)工業部門的空(kōng)氣、烴類氣體、可(ke)燃性氣體、煙道(dào)氣體的監測。
特(te)點
可靠性高重(zhòng)複性好測量精(jing)度高壓損小
無(wú)活動部件量程(chéng)比寬響應速度(du)快無須溫壓補(bǔ)償
應用
•工業管(guǎn)道中氣體質量(liang)流量測量•煙囪(cōng)排出的煙氣流(liú)👈速測量👨❤️👨
•煅燒爐(lu)煙道氣流量測(ce)量•燃氣過程中(zhong)空氣流量測量(liàng)
•壓縮空氣流量(liàng)測量•半道體芯(xin)片制造過程中(zhōng)氣體流量測🧡量(liàng)💛
•污水處理中氣(qì)體流量測量•加(jiā)熱通風和空調(diào)系統🌈中的氣體(ti)流⛹🏻♀️量測量
•熔劑(ji)回收系統氣體(ti)流量測量•燃燒(shāo)鍋爐中燃燒氣(qì)體流量測量
•天(tiān)然氣、火炬氣、氫(qing)氣等氣體流量(liàng)測量
•啤酒生産(chan)過程中二氧化(hua)碳氣體流量測(cè)量
•水泥、卷煙、玻(bo)璃廠生産過程(chéng)中氣體質量流(liu)量測量🥰
如：美國(guo)SIERRA
中國DSN
3.9明渠流量(liang)計
與前述幾種(zhǒng)不同,它是在非(fēi)滿管狀敞開渠(qu)道測量⚽自由🏃🏻♂️表(biǎo)面✌️自然流的流(liú)量儀表。
非滿管(guan)态流動的水路(lù)稱作明渠,測量(liàng)明渠中水流流(liú)量的稱作明渠(qu)流量計（openchannelflowmeter）。
明渠流(liu)量計除圓形外(wai),還有U字形、梯形(xíng)、矩形等多種形(xíng)狀。
明渠流量計(jì)應用場所有城(cheng)市供水引水渠(qu);火電廠引水和(hé)排水❤️渠、污水治(zhi)理流入和排放(fàng)渠;工礦企業水(shui)排👨❤️👨放以及水✊利(li)工程和農業灌(guàn)溉用渠道。有人(ren)估計1995台,約❄️占流(liu)量儀表整體的(de)1.6%,但是國内🌈應用(yong)尚無估計數據(jù)。
4,新工作原理流(liú)量儀表的研究(jiū)和開發
4.1靜電流(liú)量計
（electrostaticflowmeter）
日本東京(jīng)技術學院研制(zhì)适用于石油輸(shu)送管線低導電(diàn)液體✍️流量測量(liàng)的靜電流量計(jì)。
靜電流量計的(de)金屬測量管絕(jue)緣地與管系連(lián)接,測量電容器(qì)上‼️靜電荷便可(ke)知道測量管内(nèi)的電荷。他們分(fèn)别作了内徑4~8mm銅(tong)、不鏽鋼等金屬(shǔ)和塑料測量管(guan)儀表的實流試(shì)驗,試驗㊙️表明流(liu)💜量與電荷之間(jian)接近于線性。
4.2複(fú)合效應流量儀(yi)表
（combinedeffectsmeter）
該儀表的工(gong)作原理是基于(yú)流體的動量和(he)壓力作用于儀(yí)表腔✊體産生的(de)變形,測量複合(he)效應的變形求(qiú)取流量🈲。本儀表(biao)由美國GMI工程和(he)管理學院開發(fa),已申請兩項。
4.3轉(zhuan)速表式流量傳(chuán)感器
（tachmetricflowratesensor）
它是由俄(é)羅斯科學工程(cheng)中心工業儀表(biao)公司開發，是基(ji)于懸浮效應理(li)論研制的。該儀(yi)表已在若幹現(xiàn)場成功的應用(yong)（例如在核電站(zhan)安裝2000餘台測量(liang)熱水🙇♀️流量，連續(xù)使用8年）,且還在(zai)改進以擴大🈲應(ying)用領域。
5,幾種流(liu)量儀表應用和(he)發展動向
5.1科裏(lǐ)奧利質量流量(liàng)計（CMF）
國外CMF已發展(zhan)30餘系列，各系列(liè)開發在技術上(shang)着眼點🚩在于:流(liú)💃🏻量檢測測量管(guǎn)結構上設計創(chuàng)新;提高儀表🐆零(ling)點穩定性和度(dù)等性能;增加測(ce)量管撓度,提高(gāo)靈敏度;改善測(ce)量💛管應力分布(bu),降低疲勞損壞(huai),加強抗振動幹(gàn)擾能力等。
5.2電磁(ci)流量計（EMF）
EMF從50年代(dai)初進入工業應(yīng)用以來,使用領(lǐng)域日益擴展,80年(nian)代後期起在各(gè)國流量儀表銷(xiāo)售金額中已占(zhan)16%~20%。
我國近年發展(zhǎn)迅速,1994年銷售估(gu)計爲6500~7500台。國内已(yi)生産🔞zui大口徑⚽爲(wei)2~6m的ENF,并有實流校(xiào)驗口徑3m的設備(bèi)能力。
5.3渦街流量(liàng)計（USF）
USF在60年代後期(qī)進入工業應用(yòng),80年代後期起在(zài)各國流量儀表(biao)銷售🆚金額中已(yi)占4%~6%。1992年世界範圍(wei)估計銷售量爲(wei)3.54.8萬台,同期國内(nèi)産🐅品估計在8000~9000台(tai)。
5.4威力巴流量計(ji)
威立巴流量計(ji)計采用了*符合(hé)空氣動力學原(yuán)理的工程結構(gòu)設計，是一種在(zài)精度、功效及可(kě)靠方面達到了(le)無比程度的傳(chuán)感元件。
6,結論
由(yóu)上述可知,流量(liang)計發展到今天(tian)雖然已日趨成(chéng)熟,但其種類仍(réng)然極其繁多,至(zhì)今尚無一種對(duì)于任何場合都(dōu)适😘用的流量計(jì)。
每種流量計都(dōu)有其适用範圍(wéi),也都有局限性(xing)。這就要求我們(men):
（1）在選擇儀表時(shí),一定要熟悉儀(yi)表和被測對象(xiang)兩方面的情況(kuang),并要兼顧考慮(lü)其它因素,這樣(yang)測量才會準确(què)👅;
（2）努力研制新型(xing)儀表,使其在現(xian)有的基礎上更(geng)加完善。
差壓式(shì)流量計
差壓式(shì)流量計（以下簡(jian)稱DPF或流量計）是(shì)根據安裝于⛹🏻♀️管(guǎn)⭐道中🔞流量檢測(cè)件産生的差壓(yā)、已知的流體條(tiáo)件和檢測件☎️與(yu)管道的幾何尺(chi)寸來測量流量(liàng)的儀表。DPF由一次(cì)裝置（檢測件）和(he)✌️二次裝置（差壓(ya)🛀🏻轉換和流量顯(xiǎn)示儀表）組成。通(tōng)常以檢測件‼️的(de)型式對DPF分類，如(ru)孔扳流量計、文(wén)丘裏管流量🔴計(ji)及均速管流量(liang)計等。二次裝置(zhì)爲各種機械、電(dian)子、機電一體式(shì)差壓計，差壓變(biàn)送器和流量顯(xian)示及計算儀表(biǎo)，它已發展爲三(sān)化（系列化、通用(yong)化及标準化）程(cheng)度很高的📱種類(lèi)規格龐雜的一(yi)大類儀表。差壓(ya)計既可用于測(cè)量流量參數🧡，也(ye)可測量其他參(can)數（如壓力、物位(wei)、密度等）。
DPF按其檢(jian)測件的作用原(yuan)理可分爲節流(liu)式、動壓頭式、水(shuǐ)力阻力式、離心(xin)式、動壓增益式(shì)和射流式等幾(jǐ)大類，其中以節(jie)流式和動壓頭(tóu)式應用。
節流式(shi)DPF的檢測件按其(qi)标準化程度分(fèn)爲标準型和非(fei)🈚标準型兩大類(lei)。所謂标準節流(liu)裝置是指按照(zhào)标準文件設計(ji)、制造、安裝和✏️使(shǐ)用，無須經實流(liú)校準即可确定(ding)其流量值并估(gu)算流量♻️測量誤(wu)差，非标準節流(liú)裝置是成熟程(cheng)度較差，尚未🤟列(lie)入标準文件中(zhong)的檢測件。
标準(zhun)型節流式DPF的發(fā)展經過漫長的(de)過程，早在20世紀(ji)20年代，美🔴國和歐(ou)洲即開始進行(hang)大規模的節流(liu)裝置試驗研究(jiū)。用得♉zui普遍的節(jie)流裝置--孔闆和(he)噴嘴開始🐇标準(zhun)化。現在标準噴(pēn)嘴的一種⭐型式(shi)ISAl932噴嘴，其幾何形(xíng)狀就是30年🐕代标(biao)準化🏒的，而标準(zhun)孔闆亦曾稱爲(wei)ISAl932孔闆。節流裝置(zhi)結構形式的标(biao)準化有很深遠(yuan)的意義，因爲隻(zhī)有節流裝置結(jié)構形式标準化(huà)了，才有可🐪能把(ba)👅上衆多研💜究成(chéng)果彙集到一起(qǐ)，它促進檢測件(jian)的理論和實踐(jiàn)向深度和廣度(dù)拓展，這是其他(tā)流量計所不及(jí)的。1980年ISO（标準化組(zu)織）正式通🚶過标(biao)準ISO5167，至此流量測(ce)量節流裝置*個(ge)标準誕生了。ISO5167總(zǒng)結了幾十年來(lai)上對爲數有限(xiàn)的⚽幾種節流裝(zhuāng)置（孔闆、噴嘴和(hé)文丘裏管）的理(lǐ)💚論與試驗的研(yan)究成果，反㊙️映了(le)此類檢測件的(de)當代科學與生(shēng)産的技術水平(ping)。但是從ISO5167正式頒(ban)布之💃日起，它就(jiu)暴露出許多亟(ji)待解決的問題(tí)，這些問題主要(yao)有以下幾個方(fāng)面。
1）ISO5167試驗數據的(de)陳舊性ISO5167中采用(yong)的數據大多是(shi)30年代的試驗結(jie)果㊙️，今天無論節(jie)流裝置制造技(jì)術，流量試驗設(shè)備及實驗技術(shu)都有巨💯大的進(jìn)步，重新進行系(xì)統地試驗以獲(huo)得更高度及更(gèng)可靠的數🌈據是(shì)必要的。進入80年(nián)代⛷️美國和歐洲(zhou)都進行大規模(mó)的試驗，爲修💰訂(ding)ISO5167打下基礎。
2）ISO5167中關(guān)于直管段長度(dù)規定的問題在(zai)ISO投票通過ISO5167時，美(mei)國投了反對票(piào)，其主要原因是(shì)對直管段長度(dù)的規定有⚽不同(tóng)意見，這個問題(tí)應是ISO5167修訂的主(zhu)要問題之一。
3）ISO5167中(zhong)各項規定的科(kē)學性問題影響(xiang)節流裝置流出(chū)系數的✊因素特(te)别多，主要有孔(kǒng)徑與管徑的比(bǐ)值β、取壓🏒裝置、雷(lei)諾數、節流件安(an)裝偏心度、前後(hòu)阻流件類型及(ji)直管段長度、孔(kong)闆入口邊緣尖(jian)銳度、管壁粗糙(cāo)度、流體流動湍(tuan)流度等，衆多因(yin)素影響錯綜🏃🏻♂️複(fú)雜，有的參數難(nán)以直接測量，因(yīn)此标準中有些(xie)規定并非科學(xue)地确定，而是爲(wèi)了取得一緻，不(bu)得不人爲地确(què)定。流量專家🏃🏻♂️斯(si)賓塞（E．A．Spencer）提出一系(xì)列應重新檢讨(tǎo)的問題，如孔闆(pǎn)平直度、同心度(du)、直角邊緣尖銳(rui)度、管道粗糙度(dù)、上遊流速分布(bu)及流🐕動調整器(qi)的作用等。
4）關于(yú)節流式DPF測量度(du)提高的問題鑒(jian)于節流式DPF在流(liu)量🥰計中占有重(zhòng)要地位，提高其(qi)測量度意義重(zhòng)大。曆次學術會(huì)❗議認爲必須使(shi)流量測量工作(zuò)者、流體力學與(yu)計算機技術工(gong)作者緊密合作(zuò)共同攻關才能(néng)解決此問題。
20世(shi)紀80年代美國和(hé)歐洲開始進行(hang)大規模的孔闆(pǎn)流量計試驗研(yán)究，歐洲爲歐共(gong)體實驗計劃（EECExperimentalProgram），美(mei)國爲API實驗計劃(huà)（APIExperimentalProgram）。試驗的目的是(shi)用💜現代測試設(she)備及試驗數據(ju)的統💋計處理技(ji)術進行新一🙇🏻輪(lún)的範圍廣泛的(de)試驗研究，爲修(xiu)訂ISO5167打下技術基(ji)礎。1999年ISO發出ISO5167的修(xiū)訂稿（ISO／CD5167-1-4），該文件爲(wei)委員會草案，它(tā)在技術内容與(yǔ)編輯上都有💋很(hěn)大改動，是一份(fèn)全新的标準。本(ben)來預定于2025年12月(yue)在❤️美國丹佛舉(jǔ)行的ISO／TC30／SC2會議上♈審(shen)查通過爲DIS（标準(zhun)草案），但是🈲會議(yì)認爲尚有細🛀節(jie)問題應再商榷(què)而未能通過。新(xin)的ISO5167标準何時正(zheng)式頒⭐布尚不得(dé)而知。ISO5167新标準♋在(zai)标準的兩個核(he)心内容皆有🌈實(shi)質性變化，一是(shì)孔闆的流出系(xì)數公🙇♀️式，用Reader-Harris/Gallagher計算(suan)式（R-G式）代替Stolz計算(suàn)式，另一爲節流(liú)裝置上遊側直(zhí)管段長度的規(gui)定以及流動調(diao)整器的使用⚽等(deng)。
我們通常稱ISO5167（GB／T2624）中(zhong)所列節流裝置(zhi)爲标準節流裝(zhuang)置，其👣他的都🐉稱(chēng)爲🔴非标準節流(liu)裝置，應該指出(chū)，非标準節流裝(zhuang)🔴置不僅是指那(na)🤞些節流裝置結(jie)構與标難節流(liu)裝置相🌍異的，如(rú)果标準節流裝(zhuāng)置在偏離标準(zhun)條件下工作亦(yì)應稱爲非标準(zhǔn)節流裝置，例如(rú)，标準孔闆👨❤️👨在混(hun)相流或标準文(wen)丘裏✍️噴嘴在臨(lin)界流下工作的(de)都是。
目前非标(biāo)準節流裝置大(dà)緻有以下一些(xie)種類：
1）低雷諾數(shù)用1／4圓孔闆，錐形(xing)入口孔闆，雙重(zhòng)孔闆，雙斜孔闆(pan)，半圓孔✨闆等；
2）髒(zāng)污介質用圓缺(quē)孔闆，偏心孔闆(pan)，環狀孔闆，楔形(xing)孔闆，彎管節流(liu)件等；
3）低壓損用(yong)羅洛斯管，道爾(er)管，道爾孔闆，雙(shuang)重文丘裏噴✊嘴(zui)，通用文✌️丘裏管(guǎn)，Vasy管等；
4）小管徑用(yong)整體（内藏）孔闆(pǎn)；
5）端頭節流裝置(zhì)端頭孔闆，端頭(tou)噴嘴，Borda管等；
6）寬範(fàn)圍度節流裝置(zhì)彈性加載可變(biàn)面積可變壓頭(tóu)流✌️量計（線性孔(kong)闆）；
7）毛細管節流(liú)件層流流量計(ji)；
8）脈動流節流裝(zhuang)置；
9）臨界流節流(liu)裝置音速文丘(qiū)裏噴嘴；
10）混相流(liu)節流裝置。
節流(liu)式DPF現場應用的(de)不斷拓展必然(rán)提出發展非标(biāo)準節流裝置的(de)要求，十餘年來(lai)ISO亦在不斷制訂(ding)有關✂️非标🛀🏻準節(jie)🐪流裝置的技術(shù)文件，在它們不(bu)能成爲正式标(biao)準之前作爲技(jì)術報告發表。可(ke)以預見，今後有(yǒu)可能若幹較爲(wei)成熟的非标準(zhǔn)節流裝置會晉(jìn)升爲标準型的(de)。
20世紀90年代中後(hòu)期世界範圍内(nèi)各式DPF銷售量在(zài)流量儀表總量(liang)中台數占50％-60％（每年(nián)約百萬台），金額(e)占30％左右。我國銷(xiāo)售台數約占流(liu)量儀表總量（不(bú)包括*表和家用(yong)水表及🔅玻璃管(guǎn)浮子流量計）的(de)💋35％-42％（每年6萬-7萬台）。
2工(gong)作原理
2.1基本原(yuan)理
充滿管道的(de)流體，當它流經(jīng)管道内的節流(liu)件時，如圖🙇🏻4.1所示(shi)，流速将在節流(liú)件處形成局部(bù)收縮，因而流✊速(su)增加，靜壓力降(jiang)低🏃♂️，于是在節流(liú)件前後便産生(sheng)了壓差。流體流(liú)量愈大，産生的(de)壓✂️差愈大，這樣(yàng)可依據壓差來(lái)衡量流量的大(da)小。這種測量方(fang)法是以流動連(lián)續性方程（質量(liàng)守恒定律）和伯(bó)努利方程（能量(liàng)守恒定律）爲基(ji)礎的。壓差的大(da)小不僅與流量(liàng)還💁與其他許多(duo)因素有關，例如(rú)當節流裝置形(xing)式或管道内流(liú)體的物理性質(zhì)（密度、粘度）不同(tóng)時，在同樣大小(xiǎo)的流量下産生(sheng)的壓差也是不(bú)同的。
圖4.1孔闆附(fù)近的流速和壓(yā)力分布
2.2流量方(fang)程
式中qm--質量流(liú)量，kg/s;
qv--體積流量，m3/s;
C--流(liú)出系數；
ε--可膨脹(zhang)性系數；
β--直徑比(bǐ)，β=d/D;
d--工作條件下節(jie)流件的孔徑，m；
D--工(gong)作條件下上遊(you)管道内徑，m；
P--差壓(yā)，Pa；
ρl--上遊流體密度(du)，kg/m3。
由上式可見，流(liú)量爲C、ε、d、ρ、P、β（D）6個參數的(de)函數，此6個參數(shù)可分爲實🏃測量(liang)[d，ρ，P，β（D）]和統計量（C、ε）兩類(lei)。
（1）實測量
1）d、D式（4．1）中d與(yǔ)流量爲平方關(guān)系，其度對流量(liàng)總精度影響較(jiào)大，誤🌐差值一般(ban)應控制在±0．05％左右(you)，還應計及工作(zuo)溫📞度對😘材料熱(rè)膨脹的影響。标(biāo)準規定管道内(nèi)徑D必須實測，需(xu)在上遊管段的(de)幾個截面上進(jin)行多次測量求(qiú)其平均值，誤差(chà)不應大于±0．3％。除對(duì)數值測✨量精度(du)要求較高外，還(hai)🌏應考慮内徑偏(pian)差會對節♻️流件(jian)上遊通道造成(chéng)不正常節流現(xian)象所帶來的嚴(yán)重影響。因此，當(dang)不是成套供應(yīng)節流裝置時，在(zai)現場配管應充(chōng)分注意這個問(wèn)題。
2）ρρ在流量方程(chéng)中與P是處于同(tong)等位置，亦就是(shì)說，當追求差壓(yā)🔴變送器高精度(dù)等級時，絕不要(yào)忘記ρ的測量精(jing)度🥵亦應與之相(xiang)匹配。否則P的提(ti)高将會被ρ的降(jiang)低所抵消🚩。
3）P差壓(yā)P的測量不應隻(zhī)限于選用一台(tai)高精度差壓變(biàn)送器⛹🏻♀️。實際⭕上差(chà)壓變送器能否(fou)接受到真實的(de)差壓值還決定(ding)🔱于一系列因素(su)，其中正确的取(qǔ)壓孔及引壓管(guan)線的制造、安裝(zhuang)及使用是保證(zheng)獲得真實差壓(yā)值的關鍵，這些(xiē)影響因素很多(duo)是難以定量或(huo)定性✂️确定的，隻(zhi)有加強制造及(jí)安裝的規範化(hua)工作才能‼️達到(dào)目的。
（2）統計量
1）C統(tong)計量C是無法實(shí)測的量（指按标(biāo)準設計制造安(an)裝，不經校準使(shi)用），在現場使用(yòng)時zui複雜的情況(kuàng)出現在實際的(de)C值與标準确定(ding)的C值不相符合(hé)。它們的偏離是(shi)由設計、制造、安(ān)裝及使用一系(xi)列因素造成的(de)。應該明确，上述(shù)各環節🏃♀️全部嚴(yan)格遵循标準的(de)規定，其🏃♀️實際值(zhi)才會⁉️與标準确(què)定的值相符合(hé)‼️，現場是難以🐪*這(zhè)種要求的。
應該(gai)指出，與标準條(tiao)件的偏離，有的(de)可定量估算（可(ke)進🔆行修正），有的(de)隻能定性估計(ji)（不确定度的幅(fú)值與方向）。但是(shì)在現⭕實中，有時(shi)不僅是一個條(tiáo)件偏離，這就帶(dai)來非常複💃🏻雜的(de)情況，因爲一般(bān)資料中隻介紹(shào)某一條件偏離(lí)引起的誤差。如(ru)果許多條件同(tóng)時偏離，則缺少(shǎo)相關的資料可(ke)查。
2）ε可膨脹性系(xì)數ε是對流體通(tōng)過節流件時密(mi)度發生變化而(er)引起的流出系(xi)數變化的修正(zhèng)，它的誤差由兩(liǎng)部👈分組成：其一(yī)爲🔴常用流量下(xià)ε的誤差，即标準(zhun)确定值的誤差(cha)；其二爲由👣于流(liú)量變化ε值💜将随(suí)之波動帶來的(de)誤差。一般在低(dī)靜壓高🐪差壓情(qing)況💯，ε值有不可⭕忽(hu)略的誤差📐。當P／P≤0.04時(shí)，ε的誤差可忽略(luè)不計。
3分類
差壓(ya)式流量計分類(lei)如表4.1所示。
表4.1差(chà)壓式流量計分(fen)類表
分類原則(ze)分類類型
按産(chan)生差壓的作用(yòng)原理分類1）節流(liu)式；2）動壓頭式；3）水(shui)力阻力式；4）離心(xīn)式；5）動壓增益式(shì)；6）射流式
按結構(gòu)形式分類1）标準(zhǔn)孔闆；2）标準噴嘴(zui)；3）經典文丘裏管(guǎn)；4）文丘裏噴嘴；5）錐(zhui)形入口孔闆；6）1/4圓(yuan)孔闆；7）圓缺孔闆(pǎn)；8）偏心孔闆；9）楔☎️形(xíng)孔闆；10）整體（内藏(cáng)）孔闆；11）線性孔闆(pǎn)；12）環形孔闆；13）道爾(ěr)管；14）羅洛斯管；15）彎(wan)管；16）可換孔闆節(jiē)流裝置；17）臨界流(liu)節流裝置
按用(yòng)途分類1）标準節(jiē)流裝置；2）低雷諾(nuo)數節流裝置；3）髒(zāng)🤞污流節流裝置(zhì)；4）低壓損節流裝(zhuāng)置；5）小管徑節流(liu)裝置；6）寬範🙇🏻圍度(du)節流☔裝置；7）臨界(jie)流節流裝置；
3.1按(àn)産生差壓的作(zuò)用原理分類
1）節(jiē)流式依據流體(tǐ)通過節流件使(shi)部分壓力能轉(zhuan)變爲動能以産(chan)生差壓的原理(lǐ)工作，其檢測件(jiàn)稱
之爲節流裝(zhuāng)置，是DPF的主要品(pǐn)種。
2）動壓頭式依(yī)據動壓轉變爲(wèi)靜壓的原理工(gōng)作，如均速管流(liú)🍉量計。
3）水力阻力(li)式依據流體阻(zu)力産生的壓差(chà)原理工作，檢測(cè)件爲毛細管束(shu)，又稱層流流量(liàng)計，一
般用于微(wei)小流量測量。
4）離(li)心式依據彎曲(qǔ)管或環狀管産(chan)生離心力原理(lǐ)形成的壓⛱️差工(gong)作，如彎管流量(liàng)計，環形管流量(liàng)
計等。
5）動壓增益(yì)式依據動壓放(fàng)大原理工作，如(rú)皮托-文丘裏管(guǎn)。
6）射流式依據流(liu)體射流撞擊産(chan)生原理工作，如(rú)射流式差壓流(liú)量計。
3.2按結構形(xing)式分類
1）标準孔(kong)闆又稱同心直(zhi)角邊緣孔闆，其(qí)軸向截面如圖(tu)4.2所示。孔闆是一(yi)塊加工成圓形(xíng)同心的具有銳(ruì)利直角邊緣📱的(de)薄闆。孔闆開孔(kǒng)的上遊側邊緣(yuan)應是銳利的直(zhí)角。标準孔闆有(you)三種取壓方式(shi)：角接、法蘭及D-D/2取(qu)壓；如圖4.3所示。爲(wei)從🧡兩個方向的(de)任一個方向測(ce)量流量，可采用(yòng)對稱孔闆，節流(liu)孔的兩個邊緣(yuán)均符合直角邊(bian)緣孔闆上遊邊(bian)緣的特性，且孔(kong)闆全部厚度不(bu)超過節流孔的(de)厚度。
圖4.2标準孔(kong)闆
圖4.3孔闆的三(san)種取壓方式
2）标(biao)準噴嘴有兩種(zhong)結構形式：ISA1932噴嘴(zuǐ)和長徑噴嘴。
a.ISA1932噴(pēn)嘴（圖4.4）上遊面由(you)垂直于軸的平(ping)面、廓形爲圓周(zhou)的兩🈲段弧線🔞所(suǒ)确定的收縮段(duan)、圓筒形喉部和(hé)凹槽組成的噴(pēn)嘴。ISA1932噴嘴📞的取壓(ya)方式僅角接取(qu)壓一種。
圖4.4ISA1932噴嘴(zuǐ)
b.長徑噴嘴（圖4.5）上(shang)遊面由垂直于(yú)軸的平面、廓形(xíng)爲1/4橢圓的收縮(suō)段、圓筒形喉部(bù)和可能有的凹(ao)槽或斜角組成(cheng)的噴嘴。長徑噴(pen)嘴的✏️取壓方式(shì)僅D-D/2取壓一種。
3）經(jing)典文丘裏管由(you)入口圓筒段A、圓(yuán)錐收縮段B、圓筒(tǒng)形喉部C和圓錐(zhui)🌈擴散段E組成，如(ru)圖4.6所示。根據不(bú)同的加工方😄法(fa)，有以下結構形(xing)式：①具有粗鑄收(shou)縮段的；②具有機(ji)械加工收縮段(duàn)的；③具❗有鐵闆焊(hàn)接收縮段的。不(bú)同結構形式的(de)L1、L2、R1、R2與D、d的關系如表(biao)4.2所示。
4）文丘裏噴(pen)嘴由進口噴嘴(zuǐ)、圓筒形喉部及(ji)擴散段組成，如(ru)圖4.7所☀️示。
5）錐形入(rù)口孔闆錐形入(ru)口孔闆與标準(zhǔn)孔闆相似，相當(dāng)🤟于一⭐塊倒裝的(de)标準孔闆，其結(jie)構如圖4.8所示，取(qu)壓方式爲角接(jiē)取😘壓。表4.2L1、L2、R1、R2與D、d關系(xì)
注粗鑄入口機(jī)械加工的入口(kou)粗焊的鐵闆入(ru)口
1±0.25D（100mm＜D＜150mm）
L1=0.5D±0.05DL1=0.5D±0.05D
2L2=1D或0.25D+250mm兩個量中(zhōng)的小者L2≥D（入口直(zhi)徑）L2≥D（入口直徑）
3R1=1.375D+20%R1＜0.25DR1=0,焊(han)縫除外
4R2=3.625d至3.8dR2＜0.25DR2=0,焊縫(feng)除外
圖4.6經典文(wén)丘裏管
圖4.7文丘(qiu)裏噴嘴
圖4.8錐形(xing)入口孔闆
1一環(huan)隙；2-夾持環；3一上(shàng)遊端面A；4-下遊端(duan)面B；
5-軸線；6-流向；7-取(qǔ)壓口；8-孔闆；
X-帶環(huán)隙的夾持環；Y-單(dān)獨取壓口
超聲(shēng)波流量計的基(ji)本原理及類型(xíng)
超聲波在流動(dòng)的流體中傳播(bō)時就載上流體(tǐ)流速🍉的信♍息。因(yin)此通過接收到(dao)的超聲波就可(ke)以檢測出流體(tǐ)的流速，從而換(huan)算成流量。根據(ju)檢測的方式，可(kě)分爲傳播速度(dù)差法、多普勒法(fǎ)、波束偏移法、噪(zào)聲法及相關法(fa)等不同類型的(de)超聲波流量計(ji)。起聲波流😄量計(ji)是近十幾年來(lai)随着集成電路(lu)技術迅速發展(zhǎn)📐才開始應用的(de)一種
非接觸式(shi)儀表，适于測量(liang)不易接觸和觀(guan)察的流體以及(ji)🔆大管徑流量。它(ta)與水位計聯動(dong)可進行敞開水(shui)流的流量測量(liàng)。使用超聲波流(liú)量比不用在流(liú)體中安裝測量(liàng)元件故不會改(gǎi)變流體的流動(dong)狀态，不産生附(fu)加阻力，儀表的(de)安裝及檢修均(jun1)可不影響生産(chan)✨管線運行因🎯而(er)是一種理想的(de)節能型流量計(ji)。
*，目前的工業流(liu)量測量普遍存(cun)在着大管徑、大(da)流量測量困難(nan)的問題，這是因(yin)爲一般流量計(ji)随着測量管徑(jing)的增大會帶來(lái)制造和運輸上(shang)的困難，造價提(tí)✂️高、能損⚽加大、安(ān)裝不僅這些缺(que)🚩點，超聲波流量(liang)計均可避免。因(yīn)爲各類超聲波(bō)流量♉計均可管(guǎn)外安裝、非接觸(chù)測流，儀📞表造價(jià)基本上與被測(cè)管💔道口徑大小(xiao)無關，而其它類(lèi)型的流量計随(suí)着口徑增加，造(zào)價大幅度增加(jia)，故口徑越大超(chao)聲波流量計比(bǐ)相同功能其😄它(tā)類型流量計的(de)🌏功能價格比越(yue)*。被認爲是較好(hǎo)的大管徑流量(liang)測量儀表，多普(pǔ)勒法超聲波流(liú)量計可測雙相(xiang)介質的流量，故(gu)可用于下水道(dào)及排污水等髒(zāng)污流的測量。在(zài)發電廠中，用便(bian)攜式超聲波流(liu)量計🌏測量水輪(lún)機進水量、汽輪(lun)❓機🌈循環水量等(deng)大管徑流量，比(bǐ)過去的皮脫管(guǎn)流速計方便📱得(de)多。超聲被流量(liang)汁也可用于氣(qi)體測量。管徑的(de)适用範圍從2cm到(dao)😄5m，從幾米寬的明(ming)渠、暗渠到500m寬的(de)河流都可适用(yong)。
另外，超聲測量(liang)儀表的流量測(cè)量準确度幾乎(hu)不受被測流體(ti)溫度、壓力、粘度(dù)、密度等參數的(de)影響，又可制成(cheng)非接觸及便攜(xié)💃🏻式測量儀表，故(gù)可解決其它類(lèi)型儀表所難以(yi)測量的強腐蝕(shí)性、非導電性、放(fang)射性及易燃易(yì)爆介質的流量(liàng)測量問題。另外(wài)🚶♀️，鑒于非接觸測(cè)量特點，再配以(yǐ)合理的電子線(xian)路，一台儀表可(kě)适應多種管徑(jìng)測量和多種流(liu)量範圍測量。超(chāo)聲波流量計的(de)适應能力也是(shì)其它儀表不可(ke)比拟的。超聲波(bō)流量計具有上(shang)🏃🏻述一些優點因(yīn)此它越來越受(shou)到重視并👈且向(xiang)産品系列化、通(tōng)用化發展，現已(yi)⭐制成🔆不同聲道(dao)的标準型、高溫(wēn)⭕型、防爆型、濕式(shi)型儀表以适應(yīng)不同介質，不同(tóng)場合和🔴不同管(guǎn)道條件的流量(liang)⭕測量。
超聲波流(liu)量計目前所存(cún)在的缺點主要(yào)是可測流體的(de)❌溫❌度範圍受超(chao)聲波換能鋁及(ji)換能器與管道(dao)之間的耦合材(cai)料耐溫程🌈度的(de)限制，以及高溫(wēn)下被測流體㊙️傳(chuán)聲速度的原始(shi)數據不全。目前(qian)我國隻能用于(yú)測量200℃以下的流(liú)體。另外，超聲波(bō)流量計的測量(liàng)線路比一般流(liu)量計複雜。這是(shi)因爲，一般工業(ye)計量中液體的(de)流速常常是每(měi)秒幾米，而聲波(bō)在液🤞體中的傳(chuan)播速♉度約爲1500m／s左(zuǒ)右，被測流體流(liu)🧑🏾🤝🧑🏼速（流量）變化帶(dài)📞給聲速的變化(huà)量zui大🌈也是10－3數量(liang)級．若要求測量(liàng)流速🏒的準确度(du)爲1％，則對聲速的(de)測量準确度需(xū)爲10-5～10-6數量級😘，因此(ci)必須有完善的(de)測量線路才能(neng)實現，這也正是(shì)超聲波流量♌計(ji)隻有在集成電(diàn)路技術迅速發(fā)展的前題下才(cai)能得到實際應(ying)用的原因。
超聲(sheng)波流量計由超(chao)聲波換能器、電(dian)子線路及流量(liàng)顯示💃🏻和累❌積系(xì)統三部分組成(chéng)。超聲波發射換(huàn)能器将電能轉(zhuǎn)換爲超聲波能(neng)量，并将其發射(shè)到被測流體中(zhōng)，接收器接收到(dào)的超聲波信号(hào)，經電子線路放(fàng)大并轉換爲代(dài)表流🍉量的電信(xin)🔆号供給顯示和(hé)積算☎️儀表進行(háng)顯示和積算。這(zhè)樣就實現了流(liú)量的檢測和顯(xiǎn)示。
超聲波流量(liang)計常用壓電換(huan)能器。它利用壓(ya)電材料♌的壓電(diàn)效應，采用适出(chu)的發射電路把(bǎ)電能加到發射(she)換能器的壓🐪電(diàn)元件上，使其産(chan)生超聲波振勸(quan)。超聲波以某一(yi)角度射入流體(ti)中傳播，然後由(yóu)接收換能器接(jiē)收，并經壓電元(yuán)件變爲電能，以(yi)便檢測。發射換(huàn)能器利用壓電(dian)元件的逆壓電(dian)效應，而接收換(huàn)能器則是利用(yòng)壓電效應。
超聲(sheng)波流量計換能(neng)器的壓電元件(jian)常做成圓形薄(bao)片，沿厚度振動(dong)。薄片直徑超過(guo)厚度的10倍，以保(bao)證振💞動的方向(xiang)性。壓電元件材(cai)👌料多采用锆钛(tai)酸鉛。爲固定壓(ya)電元件，使超聲(shēng)波以合适的角(jiao)度射入到流體(tǐ)♻️中，需把元件故(gu)人聲楔中，構成(cheng)換能器整體（又(you)稱探頭）。聲楔的(de)材料不僅要求(qiu)強度高、耐老📱化(hua)，而且要求超聲(shēng)波經聲🐆楔後能(néng)量損失小即透(tòu)射系數接近1。常(cháng)用的聲楔材料(liào)是💃🏻有機玻璃，因(yin)爲它透明，可以(yǐ)觀察到聲楔中(zhong)壓電元件的組(zu)裝情況。另外，某(mǒu)✏️些橡膠、塑💋料及(ji)膠木也可作聲(shēng)楔材料。
超聲波(bō)流量計的電子(zǐ)線路包括發射(shè)、接收、信号處理(li)和顯示電路。測(cè)得的瞬時流量(liang)和累積流量值(zhí)用數字量或模(mó)拟🐇量顯示。
根據(jù)對信号檢測的(de)原理，目前超聲(sheng)波流量計大緻(zhi)可分傳播速👅度(dù)差法（包括：直接(jiē)時差法、時差法(fǎ)、相位差法💔、頻差(chà)法）波束偏移法(fǎ)、多普勒法、相關(guan)法、空間濾波法(fǎ)及噪聲法等類(lèi)型✔️，如圖所示。其(qi)中以噪聲法原(yuán)理及結構zui簡單(dān)，便于測量和攜(xie)帶，價格便宜但(dan)準确🏒度較低，适(shì)于在流量測量(liàng)準确度要求💘不(bú)高的場合🈚使用(yòng)。由于直接時差(chà)法、時差法、頻差(chà)法和相位差法(fǎ)的基本原理都(dōu)是🔅通過測量超(chao)聲波脈沖順流(liu)和逆流傳報時(shí)速度之差來反(fǎn)映流體的流速(sù)的，故又統稱爲(wei)傳播速度差法(fa)。其中頻差法和(he)時差法克服了(le)聲速随流體溫(wēn)度變化帶來的(de)誤差，準确❤️度較(jiao)高，所以被廣泛(fan)采用。按照換能(néng)⭕器的配置方法(fǎ)不同，傳播速度(dù)差撥又分爲：Z法(fa)（透過法）、V法（反🐪射(shè)法）、X法（交叉法）等(děng)。波束偏移法是(shi)利用超聲波束(shu)在👣流體中的傳(chuán)播方向随流體(ti)流速變化而産(chan)生偏移來反映(yìng)流體流✍️速的，低(dī)流速時，靈敏度(du)📐很低适用性不(bú)大．多普勒法是(shì)利用聲學多普(pu)勒原理，通過測(cè)量不均勻流體(tǐ)中散射體散射(shè)的超聲波多普(pu)
勒頻移來确定(dìng)流體流量的，适(shì)用于含懸浮顆(ke)粒、氣泡等👉流體(ti)流量測量。相關(guān)法是利用相關(guān)技術測量流量(liàng)，原理上，此法的(de)☀️測量準确度與(yǔ)流體中的聲速(su)🈚無關，因而與流(liu)🌈體溫度，濃度等(děng)無關，因而測量(liang)準确度高，适用(yòng)範圍廣。但相關(guān)器價格貴，線路(lu)比較複雜。在微(wei)處理機普及應(ying)用後，這個缺點(diǎn)可以克服。噪聲(shēng)🆚法（聽音法）是利(lì)用管道内流體(tǐ)流動時産生的(de)噪聲與流體的(de)流速有關的原(yuan)🚶理，通過檢測噪(zào)聲表示流速🥰或(huò)流量值。其方法(fa)簡單，設備價格(ge)便宜，但準确度(du)低。
以上幾種方(fang)法各有特點，應(ying)根據被測流體(ti)性質．流速分布(bù)♈情況、管路安裝(zhuāng)地點以及對測(cè)量準确度的要(yao)求等因素進行(hang)選擇。一👣般說來(lai)由于工業生産(chan)中工質的🏒溫度(du)常不能保持恒(heng)定，故多采用頻(pin)差法及時差法(fa)。隻有在管徑很(hěn)大時才🌍采用直(zhí)接👣時差法。對換(huàn)能器安裝方法(fǎ)的選擇✊原則一(yi)般是：當流體沿(yan)管⭐軸平行流動(dong)時，選用Z法；當流(liú)動方向與管鈾(yóu)不平行或管路(lu)安裝地點使換(huàn)能器安裝間隔(ge)受到限制時，采(cǎi)用V法或X法。當流(liu)場分布不均勻(yun)而表前直管段(duan)又⁉️較短時，也可(kě)采用多聲⚽道（例(lì)如雙聲道或四(sì)聲道）來🚶克服流(liú)速擾動帶來的(de)流量測量誤差(cha)。多普勒法适于(yú)測量兩相流，可(kě)避免常規儀表(biao)由懸浮粒或氣(qì)泡造成的堵塞(sai)、磨損、附着而不(bu)能運行的弊病(bing)，因而得以迅速(sù)發展。随着工業(yè)的發展及節能(néng)工作的開展，煤(mei)油混合（COM）、煤水泥(ní)合（CWM）燃料的輸送(sòng)和應用以及燃(ran)料油加水助燃(rán)等節能方法的(de)發展，都爲多普(pu)勒超聲波流量(liang)計應用開辟廣(guang)闊前景。
流量計(ji)的種類很多，一(yi)般市場上用得(de)比較廣泛的有(you)：電磁流量📱計、渦(wō)街流量計、渦輪(lún)流量計、孔闆流(liú)量計、V錐流量計(ji)、金屬轉子流量(liàng)計、玻璃轉子流(liu)量計、旋進旋渦(wo)流量計、橢圓齒(chǐ)輪流量計、均速(sù)管流量計、超聲(sheng)波流量計等。它(ta)們的安裝條⭐件(jian)對直管段的要(yào)求V錐流量計是(shi)zui低，而電磁、渦街(jie)、孔闆等對直管(guǎn)段要求就較高(gāo)，一般💯是✂️前5D後3D,對(duì)于流量計前端(duan)有彎頭、閥門電(dian)磁流量計等的(de)直管段☁️要求就(jiu)更高，zui高要求直(zhi)管段📞是前50D後5D,因(yin)此在選購流量(liang)計時一定要考(kǎo)慮流量計現場(chang)安裝的環境、位(wèi)置等因素，從而(ér)選擇更加适合(he)現場工礦的流(liu)量計。
現在流量(liàng)計所需要的參(cān)數：
1、被測量的介(jiè)質
2、被測量介質(zhi)的溫度
3、被測量(liang)介質的壓力
4、被(bei)測量介質的流(liú)量
5、要求的測量(liàng)精度
6、現場工礦(kuàng)情況
