塔玛萨崎电子（苏州）有限公司：一文看懂各种流量计工作原理及优缺点 1

塔玛萨崎电子（苏州）有限公司：一文看懂各种流量计工作原理及优缺点

日本TOFCO东富科流量计

测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。流量计是工业测量中重要的仪表之一。随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求越来越高。流量测量技术日新月异，为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世，目前已投入使用的流量计已超过 100 种。

流量计

每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。按测量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的结构原理进行分类，有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。
按测量对象划分，就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。总量表测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用，而总量表亦备有流量发讯装置。因此, 以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
按流量计结构原理分类
按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型：
1差压式流量计
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计、差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。
所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。
非标准检测件是成熟程度较差的、尚未列入国际标准中的检测件。
差压式流量计是一类应用*广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是*重要的一类流量计。
优点:
(1)应用*多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长;
(2)应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;
(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。
缺点:
(1)测量精度普遍偏低;
(2)范围度窄，一般仅3:1~4:1;
(3)现场安装条件要求高；
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
应用概况:
差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面:从几mm到几m；流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。
2孔板流量计

优点：

标准节流件是全世界通用的，并得到了国际标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量计中亦是**的结构易于复制的仪表，简单、牢固、性能稳定可靠且价格低廉；
应用范围广，包括全部单相流体（液、气、蒸汽）、部分混相流，一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。
检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产，方便专业化规模生产；
缺点：
测量的重复性、**度在流量计中属于中等水平，由于众多因素的影响错综复杂，**度难于提高。
范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关，一般范围度仅3∶1 ～4∶1。有较长的直管段长度要求，一般难于满足。尤其对较大管径，问题更加突出；
压力损失大，通常为维持一台孔板流量计正常运行，水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由压力损失和流量计算确定，一年约需多耗电数万度，折合人民币数万元。
孔板以内孔锐角线来保证精度，因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次。采用法兰连接，易产生跑、冒、滴、漏问题，大大增加了维护工作量。
3浮子流量计

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，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。
浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围*宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。
80年代中期，日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国1990年产量估计在12~14万台，其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。
特点:
(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险;
(2)适用于小管径和低流速;
(3)压力损失较低。
4容积式流量计

容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度*高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。
容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。
优点:
(1)计量精度高;
(2)安装管道条件对计量精度没有影响;
(3)可用于高粘度液体的测量;
(4)范围度宽;
(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量清晰明了，操作简便。
缺点:
(1)结果复杂，体积庞大;
(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;
(3)不适用于高、低温场合;
(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;
(5)产生噪声及振动。
应用概况:
容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量*大的流量计，常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%；我国约占20%，1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。