一、 国内市场 ：据统计，2005年在国内自动化仪表市场中，年销售流量仪表达23亿元人民币；压力变送器约18亿元（其中约5亿元左右的差压变送器是与差压流量计配套的）；温度仪表12亿元；物位、液位仪表10亿元。从流量仪表的类型来看，由于节流装置较为笨重，技术含量相对较低，国外厂商基本未涉足这类产品的中国市场，我国工程中选用这类仪表也主要立足于国内产品，年销售量不少于20万台，约6亿元人民币以上。  我国研制、开发流量仪表的力度与国外有较大差距，多满足于仿制，这个问题可以从仪器仪表知名展会MICONEX2006，略见端倪。参加这次展会中外厂商共展出10余种原理的流量仪表共297台次，按展出的频率数列于表2。从表2可知，在所分类的16项中，展出前6项展品的厂家共204家占总数69%，说明它们是当前中外仪表厂家所关注的热点，而其中科氏流量计，国外参展有17家占总数68%，国内仅8家，是否说明对这种准确计量质量流量的仪表，国内是否重视不足；而内锥流量计，国内参展达30家占总数91%；国外仅3家，国内市场又是否过热？  
      二、 国外市场 ： 据Flowresearch的网络调查，近5年国际经济普遍不太景气的形势下，流量仪表世界市场年均增长率（CAGR）仍达到了2.6%，销售额从2002年的31亿美元增长到2007年的35亿美元，其中传统仪表（节流、容积、涡轮、转子流量计等）为负增长，CAGR为-2.2%，从2002年的16.43亿美元（占总量53%）降至2007年的15.05亿美元（占43%）；而新型仪表（电磁、超声、科氏流量计等）年增长率平均达6.2%，自2002年的14.57亿美元增至2007年的20.19亿美元，其中，电磁、超声、科氏流量计的年增长率及销售额见表1。电磁流量计的CAGR不到2%，因其基数已较大，而且技术也较成熟。  该调查认为，涡轮流量计在国际上许多国家常用于测气体或粘度较小的液体，由于仪表中有转动件，维护工作量大，近5年的CAGR为-3.2%，销售额从2002年的4.1亿美元下滑至2007年的3.48亿美元。专家认为，超声近年来增长势头虽咄咄逼人，但涡轮较超声便宜得多，有价格优势；与节流装置相比，量程比可达10：1，且较准确，在贸易结算上，仍为中小客户乐于选用。容积式流量仪表为非速度型仪表，安装无直管段要求，准确度一般可达到±0.5%，但较笨重。口径一般小于0.2m。近5年销售额自2002年的5.2亿美元降至2007年的4.52亿美元，CAGR为-2.7%。专家认为新型仪表在不少领域中取代传统仪表，是一个总的发展趋势，但过程将是漫长的。

       电磁流量计的主要特点是：

       ①电磁流量计的变送器结构简单，没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件，所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失，同时它不会引起诸如磨损，堵塞等问题，特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆，污水等液固两相流体，以及各种粘性较大的浆液等．同样，由于它结构上无运动部件，故可通过附上耐腐蚀绝缘衬里和选择耐腐材料制成电极，起到很好的耐腐蚀性能，使之可用于各种腐蚀性介质的测量．

      ②电磁流量计是—种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度．粘度、密度以及电导率(在一定范围内)的影响．因此，电磁流量计只需经水标定以后，就可以用来测量其它导电性液体的流量，而不需要附加其它修正．

      ③电磁流量计的量程范围极宽，同一台电磁流量计的量程比可达1：100．此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称分布下的流动状态（层流或紊流）无关．

     ④电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好．因此，可将测置信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出，可就地指示，也可远距离传送．

    电磁流量计虽具有上述优良特性，但目前它还有一些不足之处，以致在使用上受到一定限制．主要有如下几点：

    ①电磁流量计不能用于测量气体、蒸气以及含有大量气体的液体．

    ②电磁流量计目前还不能用来测量电导率很低的液体介质，被测液体介质的电导率不能低于10－5（S／cm），相当于蒸馏水的电导率．对石油制品或者有机溶剂等还无能为力。

   ③由于测量管绝缘衬里材料受温度的限制，目前工业电磁流量计还不能测量高温高压流体。

   ④电磁流量计受流速分布影响，在轴对称分布的条件下，流量信号与平均流速成正比．所以，电磁流量计前后也必须有一定长度的前后直管段．

    ⑤电磁流量计易受外界电磁干扰的影响，涡轮转动角速度与流量呈线性关系。

       通过旋转的发讯盘上的磁体周期性的改变传感器磁阻，从而在传感器两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输给流量积算仪处理，直接显示流体的瞬时和累积体积流量。通过上级计量部门溯源仪表系数与被检流量计给出的仪表系数比较，得出被检流量计的相对示值误差。智能气体涡轮流量计由壳体、涡轮、前导流体、后导流体、信号检测器、智能流量积算仪、选择按钮开关及加油系统组成。其工作原理是，当气体进入流量计时，首先经过特殊结构的前导流体并加速，在流体的作用下由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩和摩擦力矩后开始转动。当各力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮转动角速度与流量呈线性关系。

    节流式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流装置及测量差压并显示流量的差压计组成．安装在流通管道中的节流装置也称“一次装置”，它包括节流件、取压装置和前后直管段．显示装置也称“二次装置”，它包括差压信号管路利测量中所需的仪表．

    不少国家对节流装置做了很多研究工作．AGA(美国气体协会)和ASME(美国机械工程师协会)从本世纪初就开始进行节流装置的实验，研究结果分别在1969年和1971年的报告中发表．DIN(德国工业标准)中，早就对节流装置进行了规定，到1969年已经过六次修订国际标难化组织(ISO)在汇总了各国的研究成果的基础上，分别于1967年和1968年出版了ISO／R541和ISO／R781，作为节流装置的国际标准．1980年又对前面的两个文件进行了修订，出版了适合于孔板、喷嘴和文丘里管的国际标准ISO 5167．我国也于1981年出版了流量测量节流装置的国家标准GB 2624，对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴做了具体规定．

    使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：

    ①流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道．

    ②流体必须是牛顿流体，即在物理上和热力学上是均匀的、单相的，或者可以认为是单相的，包括混合气体，溶液和分散性粒子小于o．1  m的胶体．在气体中有不大于2％(质量成分)均匀分散的固体微粒，或液体中有不大于5％(体积成分)均匀分散的气泡，也可认为是单相流体．但其密度应取平均密度．

    ③流体流经节流件时不发生相交．

    ④流体流量不随时间变化或变化非常缓慢．

⑤流体在流经节流件以前，流束是平行于管道轴线的无旋流。

标准节流装置不适用于动流和临界流的流量测量。

节流式流量计是一种典型的差压式流量计．是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表．据调查统计，在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有(70—80)％左右是节流式流量计．在整个工业生产领域中，节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上．节流式流量计所以得到如此广泛的应用，主要是因为它具有以下两个非常突出的优点：

    ①结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，又具有一定准确度．能满足工程测量的需要．

    ②有很长的使用历史，有丰富的、可靠的实验数据，设计加工已经标准化．只要按标准设计加工的节流式流量计，不需要进行实际标定，也能在已知的不确定度范围内进行流量

测量．

    尤其是第二个优点，使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便．因为对一个流量计，特别是大流量测量用的流量汁，在检定时将会遇到各种各样的困难．

一、转子流量计的工作原理：
转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，从上端流出。当被测流 体流动时对转子的作用力，正好等于转子在流体中的重量时（称为显示重量），转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。分析表明；转子在锥形管中的位置高度，与所通过的流量有着相互对应的关系。因此，观测转子在锥形管中的位置高度，就可以求得相应的流量值。

二、转子流量计流量测量方法和仪表的选用
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种 , 在一根由下向上扩大的垂直锥管中 , 圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的 , 浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计

三、转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直 径D<150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。

为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：一种是在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动，另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。

　　 电磁流量计(EMF)

　　EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。
　　我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。

　　 涡街流量计(USF)

　　USF在60年代后期进入工业应用,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为3.54.8万台,同期国内产品估计在8000~9000台。

　　科里奥利质量流量计(CMF)

　　国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。

　　涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。
　　一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。
　　涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。

　　优点:
　　　(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
　　　(2)重复性好;
　　　(3)元零点漂移,抗干扰能力好;
　　　(4)范围度宽;
　　　(5)结构紧凑。

　　缺点:
　　　(1)不能长期保持校准特性;
　　　(2)流体物性对流量特性有较大影响。

　　应用概况:
　　涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

　　电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
　　电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。
　　70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。

　　优点:
　　(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
　　(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;
　　(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;
　　(4)流量范围大,口径范围宽;
　　(5)可应用腐蚀性流体。

　　缺点:
　　(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;
　　(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;
　　(3)不能用于较高温度。

　　应用概况:
　　电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

　　超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
　　根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
　　超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

　　优点:
　　(1)可做非接触式测量;
　　(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;
　　(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

　　缺点:
　　(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;
　　(2)多普勒法测量精度不高。

　　应用概况:
　　(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;
　　(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
　　(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。

　　涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
　　涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
　　涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。

　　优点:
　　(1)结构简单牢固;
　　(2)适用流体种类多;
　　(3)精度较高;
　　(4)范围度宽;
　　(5)压损小。

　　缺点:
　　(1)不适用于低雷诺数测量;
　　(2)需较长直管段;
　　(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);
　　(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其值如下式式中 E-----感应电动势，即流量信号，V;
k-----系数；
B-----磁感应强度，T；
D----测量管内径，m；
--- 平均流速，m/s。 
设液体的体积流量为，则公式中 K 为仪表常数，K= 4 KB/πD 。

  电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器典型结构示意如图2，测量管上下装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。

  
  电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，如纸浆、煤水浆、矿浆、泥浆和污水等。

  电磁流量计不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。

  电磁流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。

  与其他大部分流量仪表相比，前置直管段要求较低。
  电磁流量计测量范围度大，通常为20：1～50：1，可选流量范围宽。满度值液体流速可在0.5～10m/s内选定。有些型号仪表可在现场根据需要扩大和缩小流量（例如设有4位数电位器设定仪表常数）不必取下作离线实流标定。

电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽，从几毫米到3m。可测正反双向流量，也可测脉动流量，只要脉动频率低于激磁频率很多。仪表输出本质上是线性的。

  易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流体。

  市场上通用型产品和特殊型仪表可以从不同角度分类。

  如按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。几种激磁方式的波形见图3。

  按输出信号连线和激磁（或电源）连线的制式分类，有四线制和二线制。
  按转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型。

  按流量传感器与管道连接方法分类，有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。

  按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类，有短管型和插入型。

  电磁流量计按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等。
 

    电磁流量计应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程。中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所，如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏，长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。
精度等级和功能

    市场上通用型电磁流量计的性能有较大差别，有些精度高、功能多，有些精度低、功能简单。精度高的仪表基本误差为（±0.5%～±1%）R，精度低的仪表则为（±1.5%～±2.5%）FS，两者价格相差1～2倍。因此测量精度要求不很高的场所（例如非贸易核算仅以控制为目的，只要求高可靠性和优良重复性的场所）选用高精度仪表在经济上是不合算的。
    有些型号仪表声称有更高的精确度，基本误差仅（±0.2%～±0.3%）R，但有严格的安装要求和参比条件，例如环境温度20～22℃，前后置直管段长度要求分别大于10D,3D（通常为5D,2D）甚至提出流量传感器要与前后置直管组成一体在流量标准装置上作实流校准，以减少夹装不善的影响。因此在多种型号选择比较时不要单纯只看高指标，要详细阅读制造厂样本或说明书做综合分析。
    市场上电磁流量计的功能差别也很大，简单的就只是测量单向流量，只输出模拟信号带动后位仪表；多功能仪表有测双向流、量程切换、上下限流量报警、空管和电源切断报警、小信号切除、流量显示和总量计算、自动核对和故障自诊断、与上位机通信和运动组态等。有些型号仪表的串行数字通信功能可选多种通信接口和专用芯片（ASIC），以连接HART协议系统、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF现场总线等。

    选定仪表口径不一定与管径相同，应视流量而定。流程工业输送水等粘度不同的液体，管道流速一般是经济流速1.5～3m/s。电磁流量计用在这样的管道上，传感器口径与管径相同即可。
    电磁流量计满度流量时液体流速可在1～10m/s范围内选用，范围是比较宽的。上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建议不超过5m/s，除非衬里材料能承受液流冲刷，实际应用很少超过7m/s，超过10m/s则更为罕见。满度流量的流速下限一般为1m/s，有些型号仪表则为0.5m/s。有些新建工程运行初期流量偏低或在流速偏低的管系，从测量精度角度考虑，仪表口径应改用小于管径，以异径管连接之。
用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体，选用流速不低于2m/s，最好提高到3～4m/s或以上，起到自清扫、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体，常用流速应低于2～3m/s ，以降低对衬里和电极的磨损。
    在测量接近阈值的低电导液体，尽可能选定较低流速（小于0.5～1m/s），因流速提高流动噪声会增加，而出现输出晃动现象。
    电磁流量计的范围度是比较大的，通常不低于20，带有量程自动切换功能的仪表，可超过50～100。
国内可以提供的定型产品的口径从10mm到3000mm，随然实际应用还是以中小口径居多，但与大部分其他原理流量仪表（如容积式、涡轮式、涡街式或科里奥利质量式等）相比，大口径仪表占有较大比重。某企业近万台仪表中，50mm以下小口径、65～250mm中口径、300～900mm大口径、1000mm以上超大口径分别占37%、45%、15%和3%。

     使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的，不能低于阈值（即下限值）。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用，超过阈值即使变化也可以测量，示值误差变化不大，通用型电磁流量计的阈值在10-4～（5×10-6）S/cm之间，视型号而异。使用时还取决于传感器和转换器间流量信号线长度及其分布电容，制造厂使用说明书中通常规定电导率相对应的信号线长度。非接触电容耦合大面积电极的仪表则可测电导率低至5×10-8S/cm的液体。
    工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm，酸、碱、盐液的电导率在10-4～10-1S/cm之间，使用不存在问题，低度蒸馏水为10-5S/cm也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。表1列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低，认为不能使用，然而实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例，这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液，资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的，实际使用的水溶液可能用工业用水配比，电导率将比查得的要高，也有利于流量测量。

若干液体在20℃时的电导率
液体名称 电导率 液体名称 电导率 液体名称 电导率
石油 （3～5）×10-13
丙酮 （2～6）×10-8
纯水，高度蒸馏水4×10-8
苯 7.6×10-8
液氨 1.3×10-7
甲醇 (4.4～7.2)×10-7
饮用水 ≈10-4
海水 ≈4×10-2
硫酸（5%～99.4%）（2.1×10-1）～（8.5×10-3）
氨水（4%～30%） （1×10-3）～（2×10-4）
氢氧化钠（4%～50%）（1.6×10-1）～（8×10-2）
食盐水（2.5%） 2×10-1
    根据使用经验，实际应用的液体电导率最好要比仪表制造厂规定的阈值至少大一个数量级。因为制造厂仪表规范规定的下限值是在各种使用条件较好状态下可测量的最低值。是受到一些使用条件限制，如电导率均匀性、连接信号线、外界噪声等，否则会出现输出晃动现象等。我们就多次遇到测量低度蒸馏水或去离子水，其电导率接近阈值5×10-6S/cm，使用时出现输出晃动。