淺談流量計量表的發(fā)展及現(xiàn)狀

摘要：淺談流量計量表的發(fā)展及現(xiàn)狀資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。流量測量方法和儀表 的種類繁多，分類方法也很多。至今為止，可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢，下面是淺談流量計量表的發(fā)展及現(xiàn)狀文章詳情。

流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。至今為止，可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表。這60多種流量儀表，每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計?？偭勘頊y量一段時間內(nèi)流過管道的流量，是以短暫時間內(nèi)流過的總量除以該時間的商來表示，實際上流量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表亦備有流量發(fā)訊裝置。因此，以嚴格意義來分流量計和總量表已無實際意義。

按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。

本文按照目前zui流行、zui廣泛的分類法，即分為：容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質(zhì)量流量計和插入式流量計來分別闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內(nèi)外的發(fā)展情況。

〔1〕差壓式流量計

差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)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。

差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)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、文丘里流量計、均速管流量計等。

二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數(shù)，也可測量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。

差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。非標準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標準中的檢測件。

差壓式流量計是一類應用zui廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數(shù)逐漸下降，但目前仍是zui重要的一類流量計。

優(yōu)點：

(1)應用zui多的孔板式流量計結構牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；

(2)應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；

(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。

缺點：

(1)測量精度普遍偏低；

(2)范圍度窄，一般僅3：1~4：1；

(3)現(xiàn)場安裝條件要求高；

(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。

應用概況：

差壓式流量計應用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。

〔2〕浮子流量計

浮子流量計，又稱轉(zhuǎn)子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。

浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍zui寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國產(chǎn)量1990年估計在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。

特點：

(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險；

(2)適用于小管徑和低流速；

(3)壓力損失較低。

〔3〕容積式流量計

容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度zui高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。

容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉(zhuǎn)筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

優(yōu)點：

(1)計量精度高；

(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響；

(3)可用于高粘度液體的測量；

(4)范圍度寬；

(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便。

缺點：

(1)結果復雜，體積龐大；

(2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；

(3)不適用于高、低溫場合；

(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體；

(5)產(chǎn)生噪聲及振動。

應用概況：

容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量zui大的流量計，常應用于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測量。

工業(yè)發(fā)達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%；我國約占20%，1990年產(chǎn)量(不包括家用煤氣表)估計為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。

〔4〕渦輪流量計

渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速，從而且推導出流量或總量的儀表。一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計稱為流量計中三類重復性、精度優(yōu)秀的產(chǎn)品，作為十大類型流量計之一，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。

優(yōu)點：

(1)高精度，在所有流量計中，屬于zui精確的流量計；

(2)重復性好；

(3)元零點漂移，抗干擾能力好；

(4)范圍度寬；

(5)結構緊湊。

缺點：

(1)不能長期保持校準特性；

(2)流體物性對流量特性有較大影響。

應用概況：

渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國，渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計，它們已成為優(yōu)良的天然氣計量儀表。

〔5〕電磁流量計

電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。電磁流量計有一系列優(yōu)良特性，可以解決其它流量計不易應用的問題，如臟污流、腐蝕流的測量。70、80年代電磁流量在技術上有重大突破，使它成為應用廣泛的一類流量計，在流量儀表中其使用量百分數(shù)不斷上升。

優(yōu)點：

(1)測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等；

(2)不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失，節(jié)能效果好；

(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響；

(4)流量范圍大，口徑范圍寬；

(5)可應用腐蝕性流體。

缺點：

(1)不能測量電導率很低的液體，如石油制品；

(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；

(3)不能用于較高溫度。

應用概況：

電磁流量計應用領域廣泛，大口徑儀表較多應用于給排水工程；中小口徑常用于高要求或難測場合，如鋼鐵工業(yè)高爐風口冷卻水控制，造紙工業(yè)測量紙漿液和黑液，化學工業(yè)的強腐蝕液，有色冶金工業(yè)的礦漿；小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化學等有衛(wèi)生要求的場所。

〔6〕渦街流量計

渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，流體在發(fā)生體兩側交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。渦街流量計按頻率檢出方式可分為：應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。

渦街流量計是屬于zui年輕的一類流量計，但其發(fā)展迅速，目前已成為通用的一類流量計。

優(yōu)點：

(1)結構簡單牢固；

(2)適用流體種類多；

(3)精度較高；

(4)范圍度寬；

(5)壓損小。

缺點：

(1)不適用于低雷諾數(shù)測量；

(2)需較長直管段；

(3)儀表系數(shù)較低(與渦輪流量計相比)；

(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經(jīng)驗。

〔7〕 超聲流量計

超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、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。

超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通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(yōu)點，近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。

優(yōu)點：

(1)可做非接觸式測量；

(2)為無流動阻撓測量，無壓力損失；

(3)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。

缺點：

(1)傳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；

(2)多普勒法測量精度不高。

應用概況：

(1)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、：怪液、液化天然氣等；

(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經(jīng)驗；

(3)多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，例如：未處理污水、工廠排放液、臟流程液；通常不適用于非常清潔的液體。

〔8〕 科里奧利質(zhì)量流量計

科里奧利質(zhì)量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量儀表。我國CMF的應用起步較晚，近年已有幾家制造廠(如太行儀表廠)自行開發(fā)供應市場；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國外技術生產(chǎn)系列儀表。

〔9〕明渠流量計

與前述幾種不同，它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。

非滿管態(tài)流動的水路稱作明渠，測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。明渠流量計除圓形外，還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。明渠流量計應用場所有城市供水引水渠；火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工礦企業(yè)水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。有人估計1995臺，約占流量儀表整體的1.6%，但是國內(nèi)應用尚無估計數(shù)據(jù)。

〔10〕 電磁流量計(EMF)

EMF從50年代初進入工業(yè)應用以來，使用領域日益擴展，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占16%~20%。

我國近年發(fā)展迅速，1994年銷售估計為6500~7500臺。國內(nèi)已生產(chǎn)zui大口徑為2~6m的ENF，并有實流校驗口徑3m的設備能力。

〔11〕渦街流量計(USF)

USF在60年代后期進入工業(yè)應用，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占4%~6%。1992年世界范圍估計銷售量為3.54.8萬臺，同期國內(nèi)產(chǎn)品估計在8000~9000臺。

結論

由上述可知，流量計發(fā)展到今天雖然已日趨成熟，但其種類仍然極其繁多，至今尚無一種對于任何場合都適用的流量計。

每種流量計都有其適用范圍，也都有局限性。這就要求我們：

(1)在選擇儀表時，一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況，并要兼顧考慮其它因素，這樣測量才會準確；

(2)努力研制新型儀表，使其在現(xiàn)有的基礎上更加完善。

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