工業常用流量計的應用初探

本文對工業用途的流量儀表進行了分類介紹，詳細闡述常見流量計的原理、結構、使用要求及特點，旨在探討工業用流量計選型、使用范圍等，為工藝流程中選擇適宜的流量計、滿足不同使用功能進行相關解析。

一、差壓式流量計

差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。差壓式流量計是工業上使用***多的流量計之一，其測量精度是由其測量原理、結構、制造工藝水平、被測流體的性質和使用條件等決定的差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、V 錐流量計等。

二、渦街流量計

渦街流量計主要用于工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，重復性好，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長期穩定。

渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量等優點。缺點是安裝管道一般要求是直管道，要求前后直管段要滿足渦街流量計的要求，所配管道內徑也必須和渦街流量變送器內徑一致，并且遠離振動源和電磁干擾較強的地方。

三、渦輪流量計

渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉，渦輪的轉速隨流量的變化而變化，再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖，經前置放大器放大后，送入顯示儀表進行計數和顯示，根據單位時間內的脈沖數和累計脈沖數即可求瞬時流量和累積流量。

渦輪流量計具有精度高、重復性好、無零點漂移、高量程比等優點。渦輪流量計擁有高質量軸承、特別設計的導流片，因此極大降低了磨損，對峰值不敏感，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測量變量。缺點：測量氣、液混相或粘度較大的流體會產生很大的誤差；測量的含有顆粒的流體需要提前過濾以免渦輪被卡。

四、浮子流量計

浮子流量計又稱轉子流量計，是變面積式流量的一種。浮子流量計是利用流體的動力作用，使浮子在垂直安裝的錐形管中隨著流量變化而自由升降，浮子的位移量與流量的大小成比例，因此，浮子的實際位置指示著一定的流量。

 浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍***寬廣的一類流量計，使用于復雜、惡劣環境及各種介質條件的工藝流程或測量過程。特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。分為玻璃轉子流量計和金屬轉子流量計。玻璃錐管浮子流量計的特點是結構簡單、使用方便、價格便宜，但是它耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險。金屬轉子流量計的特點是性能穩定、使用壽命長，但安裝條件受到限制，只能垂直安裝。

五、數字靶式流量計

靶式流量計于 20 世紀 60 年代開始應用于工業流量測量，主要用于解決高粘度、低雷諾數流體的流量測量，先后經歷了氣動表和電動表兩大發展階段。

數字靶式流量計結構組成及工作原理：其主要由測量管、受力元件（靶片）、感應元件（電容式力傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器）、傳遞部件、積算器及其顯示和輸出部分組成。當介質在測量管中流動時，因其自身的動能和因阻流件而產生的壓差，產生一個對阻流件的作用力，其作用的大小與介質流速的平方成正比。優點有：整臺儀表結構堅固無可動部件，插入式結構，拆卸方便；儀表內設自檢程序，精度高、重復性好、耐高溫等；缺點有：對流體的要求較高，例如：所測流體必須充滿流量計的測量管等。

六、電磁流量計

電磁流量計有一體型和分體型兩種組合形式，輸出級皆采取電隔離，可方便地與后位儀表配套，實現對流量的記錄、控制和調節等功能。同時，流量計配 RS-485 通訊接口，可與計算機互聯。

電磁流量計的優點有：首先，可測含有固體顆粒、懸浮物或酸、堿、鹽溶液等具有一定電導率的液體體積流量；也可進行雙向測量。其次，測量導管內沒有可動部件和阻流體，因而無壓損，無機械慣性，反應十分靈敏。再次，測量范圍度大。***后，電磁，流量計所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。缺點有：首先，電磁流量計不能測量電導率很低的液體。其次，不能測量氣體、蒸氣和含有較多較大氣泡的液體。再次，不能用于較高溫度的液體。

七、超聲流量計

超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時顯影差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

超聲流量計的特點是可做非接觸式測量，為無流動阻撓測量，無壓力損失，可測量非導電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。但是它的播時間法只能用于清潔液體和氣體，而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體，多普勒法測量精度不高。

超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通能道未設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點，近年來它是發展迅速的一類流量計之一。

傳播時間法應用于清潔單相液體和氣體，典型應用有工廠排放液：液化天然氣等。氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗。多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，例如：未處理的污水、工廠排放液、臟流程液；通常不適用于非常清潔的液體。

每種流量計都有其適用范圍，也都有局限性。因此，在選擇儀表時，要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況，并要兼顧考慮環境等其它因素。