流量計(jì)類型及原理

　 一、按測(cè)量原理分類

　   （1）力學(xué)原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式；利用動(dòng)量定理的沖量式、可動(dòng)管式,；利用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式；利用流體動(dòng)量原理的靶式；利用角動(dòng)量定理的渦輪式,；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式,；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰,、槽式等等。

       （2）電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式,、差動(dòng)電容式,、電感式、應(yīng)變電阻式等,。

       （3）聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測(cè)量的有超聲波式.聲學(xué)式（沖擊波式）等,。

       （4）熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式,、間接量熱式等

       （5）光學(xué)原理：激光式,、光電式等是屬于此類原理的儀表。

       （6）原于物理原理：核磁共振式,、核幅射式等是屬于此類原理的儀表.

       （7）其它原理：有標(biāo)記原理（示蹤原理,、核磁共振原理）、相關(guān)原理等。

二,、按流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理分類

 按當(dāng)前流量計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際情況,，根據(jù)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理，大致上可歸納為以下幾種類型：

1.容積式流量計(jì)

 容積式流量計(jì)相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容積的容器,，它接連不斷地對(duì)流動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行度量,。流量越大，度量的次數(shù)越多,，輸出的頻率越高,。容積式流量計(jì)的原理比較簡單，適于測(cè)量高粘度,、低雷諾數(shù)的流體,。根據(jù)回轉(zhuǎn)體形狀不同，目前生產(chǎn)的產(chǎn)品分：適于測(cè)量液體流量的橢圓齒輪流量計(jì),、腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）,、旋轉(zhuǎn)活塞和刮板式流量計(jì)；適于測(cè)量氣體流量的伺服式容積流量計(jì),、皮膜式和轉(zhuǎn)簡流量計(jì)等.

2.葉輪式流量計(jì)

 葉輪式流量計(jì)的工作原理是將葉輪置于被測(cè)流體中,，受流體流動(dòng)的沖擊而旋轉(zhuǎn)，以葉輪旋轉(zhuǎn)的快慢來反映流量的大小,。典型的葉輪式流量計(jì)是水表和渦輪流量計(jì),，其結(jié)構(gòu)可以是機(jī)械傳動(dòng)輸出式或電脈沖輸出式。一般機(jī)械式傳動(dòng)輸出的水表準(zhǔn)確度較低,，誤差約±2%,，但結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低,，國內(nèi)已批量生產(chǎn),，并標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化,。電脈沖信號(hào)輸出的渦輪流量計(jì)的準(zhǔn)確度較高,，一般誤差為±0.2%一0.5%。

3.差壓式流量計(jì)（變壓降式流量計(jì)）

差壓式流量計(jì)由一次裝置和二次裝置組成.一次裝置稱流量測(cè)量元件,，它安裝在被測(cè)流體的管道中,，產(chǎn)生與流量（流速）成比例的壓力差，供二次裝置進(jìn)行流量顯示,。二次裝置稱顯示儀表,。它接收測(cè)量元件產(chǎn)生的差壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流量進(jìn)行顯示.差壓流量計(jì)的一次裝置常為節(jié)流裝置或動(dòng)壓測(cè)定裝置（皮托管,、均速管等）,。二次裝置為各種機(jī)械式,、電子式、組合式差壓計(jì)配以流量顯示儀表.差壓計(jì)的差壓敏感元件多為彈性元件,。由于差壓和流量呈平方根關(guān)系,，故流量顯示儀表都配有開平方裝置，以使流量刻度線性化,。多數(shù)儀表還設(shè)有流量積算裝置,，以顯示累積流量，以便經(jīng)濟(jì)核算,。這種利用差壓測(cè)量流量的方法歷史悠久,，比較成熟，世界各國一般都用在比較重要的場(chǎng)合,，約占各種流量測(cè)量方式的70%,。發(fā)電廠主蒸汽、給水,、凝結(jié)水等的流量測(cè)量都采用這種表計(jì),。目前生產(chǎn)的產(chǎn)品分：孔板流量計(jì)、楔形流量計(jì),、文丘里管流量計(jì),、平均皮托管

4.變面積式流量計(jì)（等壓降式流量計(jì)）

放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動(dòng)的流體的作用力而移動(dòng)。當(dāng)此作用力與浮子的“顯示重量”（浮子本身的重量減去它所受流體的浮力）相平衡時(shí),，俘子即靜止,。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由于流量計(jì)的通流截面積隨浮子高度不同而異,，而浮子穩(wěn)定不動(dòng)時(shí)上下部分的壓力差相等,，因此該型流量計(jì)稱變面積式流量計(jì)或等壓降式流量計(jì)。該式流量計(jì)的典型儀表是轉(zhuǎn)子（浮子）流量計(jì),。

5.動(dòng)量式流量計(jì)

利用測(cè)量流體的動(dòng)量來反映流量大小的流量計(jì)稱動(dòng)量式流量計(jì).由于流動(dòng)流體的動(dòng)量P與流體的密度及流速v的平方成正比，即p v2,，當(dāng)通流截面確定時(shí),，v與容積流量Q成正比，故p Q2,。設(shè)比例系數(shù)為A,，則Q＝A因此，測(cè)得P,，即可反映流量Q.這種型式的流量計(jì),，大多利用檢測(cè)元件把動(dòng)量轉(zhuǎn)換為壓力、位移或力等,，然后測(cè)量流量,。這種流量計(jì)的典型儀表是靶式和轉(zhuǎn)動(dòng)翼板式流量計(jì),。

6.沖量式流量計(jì)

利用沖量定理測(cè)量流量的流量計(jì)稱沖量式流量計(jì)，多用于測(cè)量顆粒狀固體介質(zhì)的流量,，還用來測(cè)泥漿,、結(jié)晶型液體和研磨料等的流量。流量測(cè)量范圍從每小時(shí)幾公斤到近萬噸,。典型的儀表是水平分力式?jīng)_量流量計(jì),，其測(cè)量原理是當(dāng)被測(cè)介質(zhì)從一定高度h自由下落到有傾斜角的檢測(cè)板上產(chǎn)生一個(gè)沖力，沖力的水平分力馬質(zhì)量流量成正比,，故測(cè)量這個(gè)水平分力即可反映質(zhì)量流量的大小,。按信號(hào)（九）的檢測(cè)方式，該型流量計(jì)分位移檢測(cè)型和直接測(cè)力型,。

7.電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)是應(yīng)用導(dǎo)電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又和流量大小成正比，通過測(cè)電動(dòng)勢(shì)來反映管道流量的原理而制成的,。其測(cè)量精度和靈敏度都較高,。工業(yè)上多用以測(cè)量水、礦漿等介質(zhì)的流量,?？蓽y(cè)zui大管徑達(dá)2m，而且壓損極小,。但導(dǎo)電率低的介質(zhì),，如氣體、蒸汽等則不能應(yīng)用,。電磁流量計(jì)造價(jià)較高,，且信號(hào)易受外磁場(chǎng)干擾，影響了在工業(yè)管流測(cè)量中的廣泛應(yīng)用,。為此,，產(chǎn)品在不斷改進(jìn)更新，向微機(jī)化發(fā)展.

8.超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)是基于超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的速度等于被測(cè)介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設(shè)計(jì)的,。它也是由測(cè)流速來反映流量大小的,。超聲波流量計(jì)雖然在70年代才出現(xiàn)，但由于它可以制成非接觸型式,，并可與超聲波水位計(jì)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行開口流量測(cè)量,，對(duì)流體又不產(chǎn)生擾動(dòng)和阻力，所以很受歡迎,，是一種很有發(fā)展前途的流量計(jì),。

超聲波流量計(jì)的分類：1多譜勒式超聲波流量計(jì)：換能器1發(fā)射頻率為f1的超聲波信號(hào)，經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆?；驓馀莺?，頻率發(fā)生偏移,，以f2的頻率反射到換能器2，這就是多譜勒將就,，f2與f1之差即為多譜勒頻差fd,。設(shè)流體流速為v，超聲波聲速為c,，多譜勒頻移fd正比于流體流速v,。當(dāng)管道條件、換能器安裝位置,、發(fā)射頻率,、聲速確定以后，c,、f1,、θ即為常數(shù)，流體流速和多譜勒頻移成正比,，通過測(cè)量頻移就可得到流體流速,，進(jìn)而求得流體流量。2時(shí)差式超聲波流量計(jì)：時(shí)差式超聲波流量計(jì)是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差與流體流速成正比這一原理來測(cè)量流體流量的,。

9.流體振蕩式流量計(jì)

流體振蕩式流量計(jì)是利用流體在特定流道條件下流動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生振蕩,，且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設(shè)計(jì)的.當(dāng)通流截面一定時(shí)，流速與導(dǎo)容積流量成正比,。因此,，測(cè)量振蕩頻率即可測(cè)得流量.這種流量計(jì)是70年代開發(fā)和發(fā)展起來的.由于它兼有無轉(zhuǎn)動(dòng)部件和脈沖數(shù)字輸出的優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途,。目前典型的產(chǎn)品有渦街流量計(jì),、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)。

10.質(zhì)量流量計(jì)

由于流體的容積受溫度,、壓力等參數(shù)的影響,，用容積流量表示流量大小時(shí)需給出介質(zhì)的參數(shù)。在介質(zhì)參數(shù)不斷變化的情況下,，往往難以達(dá)到這一要求,，而造成儀表顯示值失真。因此,，質(zhì)量流量計(jì)就得到廣泛的應(yīng)用和重視。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種,。直接式質(zhì)量流量計(jì)利用與質(zhì)量流量直接有關(guān)的原理進(jìn)行測(cè)量,，目前常用的有量熱式、角動(dòng)量式,、振動(dòng)陀螺式,、馬格努斯效應(yīng)式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計(jì),。間接式質(zhì)量流量計(jì)是用密度計(jì)與容積流量直接相乘求得質(zhì)量流量的。還有適用于明渠測(cè)流的各種堰式流量計(jì),、槽式流量計(jì),；適于大口徑測(cè)流的插入式流量計(jì)；測(cè)量層流流量的層流流量計(jì),；適于二相流測(cè)量的相關(guān)法流量計(jì),；以及激光法、核磁共振法流量計(jì)和多種示蹤法,、稀釋法測(cè)流等,。