塔瑪薩崎電子（蘇州）有限公司：一文看懂各種流量計工作原理及優(yōu)缺點

日本TOFCO東富科流量計

測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表。流量計是工業(yè)測量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高。流量測量技術日新月異，為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世，目前已投入使用的流量計已超過 100 種。

流量計

每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量原理分為力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。
按流量計的結(jié)構原理進行分類，有容積式流量計、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。
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。
按流量計結(jié)構原理分類
按當前流量計產(chǎn)品的實際情況，根據(jù)流量計的結(jié)構原理，大致上可歸納為以下幾種類型：
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*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*重要的一類流量計。
優(yōu)點:
(1)應用*多的孔板式流量計結(jié)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孔板流量計

優(yōu)點：

標準節(jié)流件是全世界通用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是**的結(jié)構易于復制的儀表，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠且價格低廉；
應用范圍廣，包括全部單相流體（液、氣、蒸汽）、部分混相流，一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。
檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn)，方便專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；
缺點：
測量的重復性、**度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，**度難于提高。
范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關，一般范圍度僅3∶1 ～4∶1。有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對較大管徑，問題更加突出；
壓力損失大，通常為維持一臺孔板流量計正常運行，水泵需要附加動力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計算確定，一年約需多耗電數(shù)萬度，折合人民幣數(shù)萬元。
孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度，因此對腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長期使用精度難以保證，需每年拆下強檢一次。采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護工作量。
3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*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1990年產(chǎn)量估計在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(jié)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。
4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*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(jié)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*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%。