流量仪表的类型及特性
一. 流量仪表的分类方法很多，简单介绍以下几种：
1 1 差压型
差压测量技术是目前应用最广泛的一种流量测量方法，几乎能测量各种工况下单相流体和高温高压下流体
的流量。70年代，这种技术曾占到市场份额的80%。今天，随着新技术的应用，这个比例已降至40%左右，
仍占了近“半壁江山”。差压型流量计一般由节流装置、变送器两部份组成。节流装置常见的有孔板、喷
嘴、毕托管、均速管等。节流装置的作用是使流经的流体收缩且在其上、下游产生差压。根据伯努利能量
守恒定律和连续性方程可以得出：
它与节流件的几何形状、直径比以
及流体的温度、压力、粘度、密度等因素有关。
由于是平方根关系，所以差压型流量仪表的测量范围一般不大，只有3∶1～5∶1。在此范围内，孔板的读
数精度约为2%～3%，文丘里管的读数精度约为3%～4%。各种节流装置中，孔板由于其结构简单，安装方便
，所以最为常用。但是它对加工尺寸要求严格。只要按规范要求加工、安装，经检验合格后就可以在不确
定度范围内进行流量测量，而不需要用实液检定。所有节流装置都有一个不可恢复的压力损失，压损最大
的是锐边孔板，为仪表最大差压的25%～40%。毕托管的压损则很小，可以忽略不计，但它对流体形面的变
化非常敏感。
1.3 振荡型
涡街流量计是振荡型流量仪表的典型代表。它是在流体前进方向上放置一非流线形物体，流体在该物体后
方形成两列规则的非对称漩涡列。漩涡列的频率与流速成一定比例。这种测量方法的特点是管道内无可动
部件，读数重复性、可*性好，使用寿命长，线性测量范围宽(气体约为30∶1，液体约为10∶1)，几乎不
受温度、压力、密度、粘度等变化的影响，压力损失小，精度高(约0 5%～1%)。其工作温度可达300℃以
上，工作压力可达30ｍPａ以上。但流体流速分布情况和脉动流会影响测量精度。不同的介质可采用不同
的漩涡感测技术，对于蒸汽可用振动盘式或压电晶体式，对于空气可采用热力式或超声波式，而对于水，
几乎所有感测技术都适用。和孔板一样，涡街流量计的流量系数也是由一组尺寸来决定的。
1.4 电磁型
这类流量计是利用导电的流体流经磁场时产生感应电压的大小来检测流量的。因此它只适用于导电介质(
目前已有适用于导电率低至0 008μｓ ｃｍ介质的产品)。从理论上讲，这种方法不受流体的温度、压力
、密度和粘度的影响，量程比可达100∶1，精度约为0 5%。适用管径从2ｍｍ到3ｍ。广泛应用于水、泥浆
、纸浆或腐蚀性介质的流量。电磁型流量计由于信号微弱，满量程时，通常只有2 5～8ｍＶ，流量很小时
仅有几毫伏，易受外界干扰。因此，要求变送器的外壳、屏蔽线、测量导管、变送器两端的管道都要接地
并单独设置接地点，绝对不要连接在电机、电器等的公用地线上。
1.5 超声波型
这类流量计最常见的是多普勒流量计和时差流量计。多普勒流量计是根据被测流体中移动目标所反射的声
波频率的变化来检测流量的。此法适用于测量高速流体，不宜测量低速流体，且准确度较低，对管道内壁
的光滑度要求较高，但它的电路简单。
时差流量计是通过超声波在注流体中顺流和逆流传播的时间差来测量流量的。由于时差的数量级很小(一
般为10-6ｓ)，因此，为保证测量准确度，对电子线路的要求较高，从而仪表的成本相应增加。时差流量
计一般适用于纯净且流速场均匀的层流液体。对于紊流液体，可采用多声束时差流量计。
1.6 动量矩型
这类流量计是根据动量矩守恒原理，通过流体冲击旋转部件(叶轮、螺旋器等)，使之旋转，而旋转部件的
转速与流速成比例关系。再利用磁学、光学、机械计数等方法将转速转换成电信号，从而计算出流量。
涡轮流量计是这类仪表中应用最广泛且准确度较高的一种。它适用于气体、液体介质，但在结构上略有不
同。用于气体的，其叶轮角度较小，而且叶片数量多。涡轮流量计的准确度可达0 2%～0 5%，在狭小范围
内可达0 1%。量程比为10∶1，压损小，耐压高。但它对流体的洁净度有一定要求，且易受流体密度和粘
度的影响，口径越小，影响越大。和孔板一样，要保证安装点前后有足够的直管段，以避免流体旋转而改
变对叶片的作用角度。
1.7 正位移型
这类仪表的工作原理是根据旋转体每旋转一周，流体精确移动一个固定量来测量的。仪表的设计方式各异
，如椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计和刮板流量计等。椭圆齿轮流量计的量程比较大，可以达到20∶1
，且准确度高。但运动齿轮易被流体中的杂质卡死。旋转活塞流量计单位流通量大，但由于结构上的原因
，泄漏量较大，准确度不高。正位移型的流量计基本与流体粘度无关，适用于油脂类、水等介质，但不适
用于蒸汽、空气等介质。
上述每一种流量计各有其优、缺点，但是，即使是同一种型式的表，不同厂家提供的产品，其结构、性能
也不尽相同。
2 流量计的选择
面对庞大的流量计家族，要想选择一款经济实用的仪表，确非易事。其中要考虑的因素很多：准确度、可
*性、费用、流体特性及其它种种因素。根据笔者多年仪表选型的实践，大致可参考以下四个方面：
(1)仪表的工作性能。
(2)流体的物理、化学特性。
(3)现场安装条件及环境。
(4)成本费用。
表2给出了上述四个方面各包含的具体内容。用户在选择时，不可能面面都照顾到，要权衡利弊。不过，
最后的抉择往往是在成本费用和仪表性能之间。
流量仪表的选型因素
3 小结
随着生产工艺复杂程度和自动化程度的提高，会对流量测量及控制提出更新、更高和更多的要求，如5～7
ｍ特大口径、特大流量测量；超微小流量测量；钢水等高温介质的流量测量；液氮等超低温介质的流量测
量等等。近年来，核磁共振流量计、放射性同位素流量计等新仪表已日臻完善，流量测量准确度在不断提
高。
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