塔瑪薩崎電子（蘇州）有限公司：一文看懂各種流量計(jì)工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

日本TOFCO東富科流量計(jì)

測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表。流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來(lái)越高。流量測(cè)量技術(shù)日新月異，為了適應(yīng)各種用途，各種類型的流量計(jì)相繼問(wèn)世，目前已投入使用的流量計(jì)已超過(guò) 100 種。

流量計(jì)

每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測(cè)量原理分為力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。
按流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分類，有容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、流體振蕩流量計(jì)中的渦街流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)和插入式流量計(jì)。
按測(cè)量對(duì)象劃分，就有封閉管道和明渠兩大類；按測(cè)量目的又可分為總量測(cè)量和流量測(cè)量，其儀表分別稱作總量表和流量計(jì)?？偭勘頊y(cè)量一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道的流量，是以短暫時(shí)間內(nèi)流過(guò)的總量除以該時(shí)間的商來(lái)表示，實(shí)際上流量計(jì)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(yán)格意義來(lái)分流量計(jì)和總量表已無(wú)實(shí)際意義。
按流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理分類
按當(dāng)前流量計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際情況，根據(jù)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理，大致上可歸納為以下幾種類型：
1差壓式流量計(jì)
差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測(cè)件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺寸來(lái)計(jì)算流量的儀表。
差壓式流量計(jì)由一次裝置(檢測(cè)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(cè)件形式對(duì)差壓式流量計(jì)分類，如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)等。
二次裝置為各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式差壓計(jì)、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(biāo)準(zhǔn)化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測(cè)量流量參數(shù)，也可測(cè)量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計(jì)的檢測(cè)件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓頭式、動(dòng)壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測(cè)件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類：標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。
所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無(wú)須經(jīng)實(shí)流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測(cè)量誤差。
非標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)件是成熟程度較差的、尚未列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測(cè)件。
差壓式流量計(jì)是一類應(yīng)用*廣泛的流量計(jì)，在各類流量?jī)x表中其使用量占居首位。近年來(lái)，由于各種新型流量計(jì)的問(wèn)世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是*重要的一類流量計(jì)。
優(yōu)點(diǎn):
(1)應(yīng)用*多的孔板式流量計(jì)結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng);
(2)應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無(wú)任何一類流量計(jì)可與之相比擬;
(3)檢測(cè)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(jì)生產(chǎn)。
缺點(diǎn):
(1)測(cè)量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄，一般僅3:1~4:1;
(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高；
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應(yīng)用概況:
差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測(cè)量中各種對(duì)象都有應(yīng)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(dòng)條件方面:亞音速、音速、脈動(dòng)流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計(jì)全部用量的1/4~1/3。
2孔板流量計(jì)

優(yōu)點(diǎn)：

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量計(jì)中亦是**的結(jié)構(gòu)易于復(fù)制的儀表，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠且價(jià)格低廉；
應(yīng)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(guò)程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。
檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠家生產(chǎn)，方便專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；
缺點(diǎn)：
測(cè)量的重復(fù)性、**度在流量計(jì)中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，**度難于提高。
范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān)，一般范圍度僅3∶1 ～4∶1。有較長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度要求，一般難于滿足。尤其對(duì)較大管徑，問(wèn)題更加突出；
壓力損失大，通常為維持一臺(tái)孔板流量計(jì)正常運(yùn)行，水泵需要附加動(dòng)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(jì)算確定，一年約需多耗電數(shù)萬(wàn)度，折合人民幣數(shù)萬(wàn)元。
孔板以內(nèi)孔銳角線來(lái)保證精度，因此對(duì)腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長(zhǎng)期使用精度難以保證，需每年拆下強(qiáng)檢一次。采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問(wèn)題，大大增加了維護(hù)工作量。
3浮子流量計(jì)

浮子流量計(jì)，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，是變面積式流量計(jì)的一種，在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)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(jì)是僅次于差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍*寬廣的一類流量計(jì)，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(guó)的銷售金額占流量?jī)x表的15%~20%。我國(guó)1990年產(chǎn)量估計(jì)在12~14萬(wàn)臺(tái)，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計(jì)。
特點(diǎn):
(1)玻璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，缺點(diǎn)是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風(fēng)險(xiǎn);
(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(jì)

容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度*高的一類。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體體積總量。
容積式流量計(jì)按其測(cè)量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。
優(yōu)點(diǎn):
(1)計(jì)量精度高;
(2)安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒(méi)有影響;
(3)可用于高粘度液體的測(cè)量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無(wú)需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量清晰明了，操作簡(jiǎn)便。
缺點(diǎn):
(1)結(jié)果復(fù)雜，體積龐大;
(2)被測(cè)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(chǎng)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(dòng)。
應(yīng)用概況:
容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量*大的流量計(jì)，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測(cè)量。
工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家近年P(guān)D流量計(jì)(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量?jī)x表的13%~23%；我國(guó)約占20%，1990年產(chǎn)量(不包括家用煤氣表)估計(jì)為34萬(wàn)臺(tái)，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。