多種流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)

上海上自儀公司流量計(jì)用來測(cè)量管道或明渠中流體流量的一種儀表。根據(jù)檢測(cè)量的不同：體積流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)；根據(jù)檢測(cè)原理的不同：速度式流量計(jì)、容積式流量計(jì)、質(zhì)量式流量計(jì)。

工作原理：

流體充滿管道，流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，流束會(huì)出現(xiàn)局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計(jì)可以通過測(cè)量壓差來衡量流體流量的大小。這種測(cè)量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。

工作特點(diǎn)：

①節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉;

②應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測(cè)量，部分混相流亦可應(yīng)用;

③標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無(wú)須實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用;

④ 一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單，無(wú)須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

工作原理：

基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁常當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠，特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。

工作特點(diǎn)：

①具有雙向測(cè)量系統(tǒng);

② 傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑；

③ 壓力損失小；

④測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；

⑤主要應(yīng)用于污水處理方面。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——渦輪流量計(jì)

工作原理：

在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。流體流動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖，用二次表顯示出數(shù)據(jù)，反應(yīng)流體流速。

工作特點(diǎn)：

①抗雜質(zhì)能力強(qiáng);

②抗電磁干擾和抗振能力強(qiáng);

③其結(jié)構(gòu)與原理簡(jiǎn)單，便于維修;

④幾乎無(wú)壓力損失，節(jié)省動(dòng)力消耗。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——文丘里流量計(jì)

工作原理：

當(dāng)流體流經(jīng)文丘里流量計(jì)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速在文丘里節(jié)流件初形成局部收縮，導(dǎo)致流速增加，靜壓差下降，文丘里流量計(jì)前后便產(chǎn)生了靜壓差，流體流量越大，靜壓差就越大，根據(jù)壓差來衡量流量。

工作特點(diǎn)：

無(wú)磨蝕與積污的問題，同時(shí)可以有一定的整流的作用，測(cè)量精度和穩(wěn)定性高。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——容積式流量計(jì)

工作原理：

流體通過流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差.流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子)在這個(gè)壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口.在這個(gè)過程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口。在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù).就可以得到通過流量計(jì)的流體體積的累積值。

工作特點(diǎn)：

①計(jì)量精度高;②安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響;③可用于高粘度液體的測(cè)量;④范圍度寬;⑤直讀式儀表無(wú)需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量，清晰明了，操作簡(jiǎn)便;⑥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大⑦不適用于高、低溫場(chǎng)合;⑧大部分儀表只適用于潔凈單相流體;⑨噪聲和振動(dòng)較大。

工作原理：

當(dāng)被測(cè)液體經(jīng)管道進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，由于進(jìn)出口處產(chǎn)生的壓力差推動(dòng)一對(duì)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計(jì)量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測(cè)液體流量的總量。

工作特點(diǎn)：

流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān);粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測(cè)介質(zhì)的粘度愈大，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利;橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無(wú)法測(cè)量流量)。如果被測(cè)液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí)，也會(huì)引起測(cè)量誤差。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——轉(zhuǎn)子流量計(jì)

工作原理：

當(dāng)測(cè)量流體的流量時(shí)，被測(cè)流體從錐形管下端流入，流體的流動(dòng)沖擊著轉(zhuǎn)子，并對(duì)它產(chǎn)生一個(gè)作用力，當(dāng)流量足夠大時(shí)，產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起。同時(shí)，被測(cè)流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時(shí)作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個(gè):流體對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計(jì)垂直安裝時(shí)，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會(huì)相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個(gè)力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對(duì)于給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對(duì)浮子的動(dòng)壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時(shí)，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動(dòng)，相應(yīng)位置的流動(dòng)截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的速度，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對(duì)于一臺(tái)給定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

工作特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn);轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測(cè)量通過管道直徑。

工作原理：

根據(jù)流體振蕩原理來測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，在旋渦發(fā)生體（常見的形狀有圓柱形、T柱形、三角形等）后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦（即卡門旋渦），根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)證明，漩渦發(fā)聲體單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率f、流速v、直徑d之間有如下關(guān)系：f=Sr×v/d，其中Sr為斯特勞哈爾數(shù)。由于Sr是雷諾數(shù)的函數(shù)，因此流量Qv與單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率f成正比關(guān)系。通過檢測(cè)元件測(cè)出漩渦的頻率，就可以計(jì)算出流體的流量。

工作特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠;

②安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便;

③量程范圍大，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。

④渦街流量計(jì)重量輕，價(jià)格便宜，是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的流量計(jì)。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——腰輪流量計(jì)

工作原理：

腰輪流量計(jì)的工作原理基于容積式測(cè)量原理，通過腰輪（或稱為轉(zhuǎn)子）的旋轉(zhuǎn)來測(cè)量流體通過管道的體積。當(dāng)有流體通過流量計(jì)時(shí)，在流量計(jì)進(jìn)出口流體差壓的作用下.兩腰輪將按同方向旋轉(zhuǎn)。計(jì)量室內(nèi)液體不斷流進(jìn)流出，只需要知道計(jì)量室體積和腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)就可以計(jì)算出流體流量。

工作特點(diǎn)：

① 在測(cè)量工況體積流量時(shí)，腰輪流量計(jì)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。適用于多種流體介質(zhì)。

② 腰輪流量計(jì)能夠提供高精度的流量測(cè)量，特別是在低流量和中小流量范圍內(nèi)，其測(cè)量準(zhǔn)確度比較高。

③腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。在正常使用情況下，幾乎不需要進(jìn)行維護(hù)。

④腰輪流量計(jì)可以水平或垂直安裝，適用于不同的安裝環(huán)境。

⑤與其他類型的流量計(jì)相比，腰輪流量計(jì)在流體通過時(shí)產(chǎn)生的壓力損失較小，有助于節(jié)省能源和降低成本。

不同流量計(jì)測(cè)量原理——雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)

工作原理：

進(jìn)、出口處較小的壓差推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同一時(shí)刻，每一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個(gè)轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無(wú)脈動(dòng)。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出 8 倍空腔的容積，因此，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)速與流體的瞬時(shí)流量成正比。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性聯(lián)軸器傳到表頭計(jì)數(shù)器，顯示出流過流量計(jì)(流過管道)的流量。

工作特點(diǎn)：

① 適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測(cè)量液體的粘度范圍大;

② 流量計(jì)通過的液體流量大;

③使用壽命長(zhǎng)，準(zhǔn)確度高，可靠性強(qiáng);

④壓內(nèi)損失極小;

⑤可直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

工作原理：

當(dāng)流體流動(dòng)，對(duì)靶板產(chǎn)生一個(gè)作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，位移大小與流速有關(guān)，根據(jù)位移與流速的關(guān)系計(jì)算出流量。

工作特點(diǎn)：

①整臺(tái)儀表結(jié)構(gòu)堅(jiān)固無(wú)可動(dòng)部件，插入式結(jié)構(gòu),拆卸方便;

②可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)(如哈氏合金，鈦等);

③整機(jī)可做成全密封無(wú)死角(焊接形式)，無(wú)任何泄漏點(diǎn)，可耐42MPa 高壓;

④儀表內(nèi)設(shè)自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然;

⑤傳感器不與被測(cè)介質(zhì)接觸，不存在零部件磨損，使用安全可靠；

⑥能準(zhǔn)確測(cè)量各種常溫、高溫500 度、低溫-200 度工況下的氣體、液體流量等。

工作原理：

超聲波流量計(jì)通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲波產(chǎn)生的影響來對(duì)液體流量進(jìn)行測(cè)量，其利用的是“時(shí)差法”。首先，使用探頭1發(fā)射信號(hào)，信號(hào)穿過管壁1、流體、管壁2后被另一側(cè)的探頭2接收到;在探頭1發(fā)射信號(hào)的同時(shí)探頭2也發(fā)出同樣的信號(hào)，經(jīng)過管壁2、流體、管壁1后被探頭1接收到;由于流速的存在使得兩時(shí)間不等，存在時(shí)間差，因此根據(jù)時(shí)間差便可求得流速，進(jìn)而得到流量值。

工作特點(diǎn)：

可以測(cè)量常規(guī)管道流量，還可以測(cè)量不易觀察、不易接觸的管道的流量；其不僅可以測(cè)量常規(guī)流體流量，還可對(duì)具有強(qiáng)腐蝕性、放射性、易燃、易爆等特點(diǎn)的流體進(jìn)行流量的測(cè)量。但是超聲波流量計(jì)對(duì)所測(cè)流體的溫度范圍有所限制，目前我國(guó)的超聲波流量計(jì)僅可用于200℃以下流體的測(cè)量;而且，超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)測(cè)量線路要求較高。

工作原理：

噴嘴的測(cè)量原理是依據(jù)流體力學(xué)的節(jié)流原理，充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的噴嘴時(shí)，流速將在噴嘴形成局部收縮，從而使流速加快，靜壓力降低，于是在噴嘴前后便產(chǎn)生了壓力降或叫壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量愈大，在噴嘴前后產(chǎn)生的壓差也就愈大，所以可通過測(cè)量壓差來測(cè)量流體流量的大小。

工作特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便;

② 噴嘴比孔板的壓力損失小，要求直管段長(zhǎng)度也短;

③無(wú)需實(shí)流校驗(yàn)，性能穩(wěn)定;

④可耐高溫高壓、耐沖擊;

⑤耐腐蝕性能比孔板好，壽命長(zhǎng);

⑥精度高、重復(fù)性好、流出系數(shù)穩(wěn)定;

⑦圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可測(cè)量各種液體、氣體、蒸汽以及各種臟污介質(zhì);

⑧ 整體鍛造加工技術(shù)，造價(jià)較高。

工作原理：

當(dāng)一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)系內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)作朝向或者離開旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力，通過直接或者間接地測(cè)量出在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)的流體作用于管道上的科里奧利力，就可以測(cè)得流體通過管道的質(zhì)量流量。

工作特點(diǎn)：

高精度：科氏質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量，有很高的測(cè)量精度。

寬測(cè)量范圍：適用于多種流體介質(zhì)的測(cè)量，可以覆蓋較大的測(cè)量范圍。

無(wú)阻流件：測(cè)量管的振動(dòng)幅度小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無(wú)阻礙件和活動(dòng)件。

多功能：可同步測(cè)出流體的密度，從而可以解算出體積流量；也可解算出雙組分液體各自所占的比例，包括體積流量、質(zhì)量流量以及它們的累計(jì)量。

抗震差：對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流量傳感器安裝固定要求較高等。

可雙向流量測(cè)量：適用于需要雙向流量測(cè)量的場(chǎng)合。

工作原理：

熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理基于熱傳遞原理。它通常包含兩個(gè)主要部分：一個(gè)加熱元件和一個(gè)溫度傳感元件。加熱元件通過電流加熱，而溫度傳感元件則用于檢測(cè)流體溫度。當(dāng)流體流經(jīng)加熱元件時(shí)，會(huì)帶走一部分熱量，導(dǎo)致加熱元件的溫度下降。通過測(cè)量加熱元件溫度的變化或保持其溫度與被測(cè)氣體溫度之間恒定溫差的電流變化，可以計(jì)算出流體的質(zhì)量流量。

工作特點(diǎn)：

寬量程比：該流量計(jì)具有較寬的測(cè)量范圍，能夠覆蓋從極低到較高的氣體流量。

壓損低：由于無(wú)活動(dòng)部件和無(wú)阻流件的設(shè)計(jì)，熱式質(zhì)量流量計(jì)的壓力損失較小，對(duì)流體系統(tǒng)的影響也較小。

抗震性能好：傳感器無(wú)活動(dòng)部件和壓力傳感部件，不易受震動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響

工作原理：

流量計(jì)由沖擊流量變送器和智能流量積算儀兩部分組成。變送器部分由檢測(cè)板、水平位移機(jī)構(gòu)、位移傳感器和前置放大器組成，流量積算儀為一智能化儀表，具有多種功能。

變送器把物料流以檢測(cè)板的沖擊力分解成一個(gè)水平分力和Fm和一個(gè)垂直分力Fp。垂直分力由變送器的機(jī)械結(jié)構(gòu)吸收而消失，水平分力經(jīng)檢測(cè)板作用在沖板軸上，通過測(cè)量彈簧平衡，并且?guī)?dòng)差動(dòng)變壓器線圈中的磁芯移動(dòng)，把位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出給積算儀進(jìn)行運(yùn)算和顯示。

上海上自儀公司工作特點(diǎn)：

①儀表本身沒有易損件，安裝方便，維護(hù)量小。

②檢測(cè)板上粘附物料不會(huì)影響儀表零點(diǎn)和精度，不會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。

③占地空間小，落差高度大于0.5米以上既可安裝。

④流量?jī)x具有線性修正能力。