【收藏】流量計的分類和工作原理

2021-02-08 中自聯CAIC

一．流量計的分類

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。

按流量計的結構原理進行分類，即分為：容積式流量計、壓差式流量計、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、質量流量計和插入式流量計、探針式流量計。

二．常用流量計的工作原理及應用

1.壓差式流量計

        差壓式流量計是根據安裝於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集合尺寸來計算流量的儀表。

        應用：差壓式流量計應用範圍特別廣泛,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、潔淨、髒汙、粘性流等；工作方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾毫米到幾米；流動方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約佔流量計全部用量的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式由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。

        應用：浮子流量計是僅次於差壓式流量計應用範圍最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用

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最高的一類，它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次重複地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。

        應用：容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計並列為三類使用量最大的流量計，常應用於昂貴介質（油品、天然氣等）的總量測量。

4.渦輪流量計

        渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類，它採用多葉片的轉子（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器兩部分組成，也可做成整體式。

        應用：渦輪流量計在測量石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體獲得廣泛應用。

5.電磁流量計

        電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律製成的一種測量導電性液體的儀表。

        應用：電磁流量計有一系列優良特性，可以解決其它流量計不易應用的問題，如髒汙流、腐蝕流的測量。電磁流量計應用領域廣泛，大口徑儀表較多應用於給排水工程；中小口徑常用於高要求或難測場合，如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制，造紙工業測量紙漿和黑液，化學工業的強腐蝕液，有色冶金工業的礦漿；小口徑、微小口徑常用於醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。

6.渦街流量計

        渦街流量計是在流體中安放一根非流線型遊渦發生體，流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的遊渦的儀表。當通過流截面一定時，流速與導容積流量成正比。因此，測量振蕩頻率即可測得流量。

        應用：渦街流量計發展迅速，目前已成為通用的一類流量計。

7.超聲波流量計

        超聲波流量計是基於超聲波在流動介質中傳播的速度等於被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計按測量原理可分為時差式和都卜勒式。

        應用：傳播時間法應用於清潔、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；氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗；都卜勒法適用於異相含量不太高的雙相流體，如未處理汙水、工廠排放液、髒流程液，通常不適用於非常清潔的液體。

8.質量流量計

        質量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質量流量計利用與質量流量直接有關的原理進行測量；間接式質量流量計是用密度計與體積流量間接相乘求得質量流量的。

        應用：在現代工業生產中在高溫高壓的情況下，由於材質和結構等方面的原因，直接式質量流量計的應用遇到困難；而間接式質量流量計由於密度受溼度和壓力適用範圍的限制，也不好實際應用。

9.插入式流量計

        插入式流量計工作原理是基於法拉第電磁感應定律。在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當於法拉第試驗中的導電金屬杆，上下兩端的兩個電磁線圈產生恆定磁場。當有導電介質流過時，則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。

        應用：發電及熱電聯產、供熱行業；航空、航天、造船、核能及兵器行業；機械、冶金、煤礦及汽車製造行業；石油、化工行業；醫藥、食品及煙灑製造行業；森工、農墾及輕工行業等。

10.探針式流量計

探針流量計基本原理是將總、靜壓力通過探針孔和導壓管傳導至差壓、壓力傳感器內，只要探針孔不堵塞，即使有雜物、掛垢，仍能準確傳導壓力而不影響精度。因導壓管內介質不流動，雜物不易進去堵塞，所以能保持長時間的高精度。

應用：適用範圍廣。一是適用介質範圍廣：可測水蒸汽（飽和、過熱）、空氣、煤氣、天然氣、各種化工物料氣、液、水、各種溶液、油等；介質溫度最高充許650攝氏度、壓力最高允許25Mpa。二是適用流量範圍廣：介質流量最小可測量0.1噸/時，最大可測量5000噸/時。三是適用介質管道截面形狀範圍廣：該流量計對介質管道截面的幾何形狀無要求，如圓形、橢圓形、方形、長方形、菱形等均適用。

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