測量不同的介質(zhi)選擇不同的流量(liang)計
廣州迪川儀器(qì)儀表有限公司爲(wèi)了保證流量儀表(biǎo)在生産現場過程(chéng)中發揮好、精确的(de)使用，流量計的選(xuǎn)擇，必須要根據生(shēng)産現場需要計量(liàng)的介質而定。
一、氣(qì)體介質，應選擇的(de)流量計品種是：1、超(chāo)聲波氣體流量計(ji)。2、渦街流量計。如氣(qi)體溫度超過300℃,可選(xuan)氣壓式流量計。
二(èr)、石油、柴油等油品(pin)介質，應選擇的流(liú)量計品種是：超聲(sheng)波👈流量📞計。
三、砂漿(jiāng)、電粉漿等大濃度(dù)、固體顆粒含量大(da)的介質，應選⁉️擇的(de)流量計品種是：電(dian)磁流量計。 四、自來(lai)水大🚶流量的介質(zhì)，應選擇的流量計(ji)品種是：适用選型(xíng)爲💛智能電磁流量(liàng)計、超聲波流量計(jì)。其他諸如渦街流(liu)⛷️量計、孔闆流量計(ji)等也可以。
五、污水(shuǐ)、紙漿等渾濁液體(ti)介質，應選擇的流(liú)量計品😘種是🔴：1、超聲(shēng)波🔅流量計及智能(neng)電磁流量計。但在(zai)選用電磁流量計(jì)時📱要考☁️慮液體中(zhōng)不含較多空氣或(huo)氣泡。 六、帶有較多(duo)㊙️氣泡的♉液體介質(zhì)，應選擇的流量計(jì)🥵品種是：超聲波流(liú)量⛹🏻♀️計，使用該類型(xíng)的流📱量計測量帶(dài)有氣泡的流體，效(xiào)果十分好。 七、純淨(jìng)水、除鹽水等🏒電導(dao)率低的介質，應選(xuan)擇的流量計品種(zhong)是：超聲波💔流量計(ji)非常适合測量這(zhè)類流體。 八❓、酸、堿液(ye)等強腐蝕性介質(zhì)，應選擇的♋流量計(jì)品種是：1、抗酸堿内(nèi)襯的電磁流量計(ji)。2、外夾式超聲波流(liu)量計。
用以測量管(guan)路中流體流量(單(dan)位時間内通過的(de)流體🏒體積🙇♀️)的⚽儀表(biao)。有轉子流量計、節(jie)流式流量計、細縫(feng)流量計、容積流量(liàng)計🤟、電磁流量計、超(chāo)聲波流量計和堰(yàn)等。
流量測量方法(fǎ)和儀表的種類繁(fan)多,分類方法也很(hěn)多。至今爲💞止,可供(gong)工業用的流量儀(yi)表種類達60種之多(duō)。品❄️種如此之🌏多的(de)原因✂️就在于至今(jin)還沒找到一👨❤️👨種對(dui)任何流體、任何量(liàng)程、任何流動狀态(tài)以及任何使用條(tiao)件都适用的流量(liàng)儀表。
這60多種流量(liang)儀表,每種産品都(dōu)有它特定的适用(yòng)性,也都有它的局(ju)限性。按測量對象(xiang)劃分就有封閉管(guǎn)🔞道和明渠兩大類(lei);按測量目的又可(ke)分爲總量測量和(hé)流量測量,其儀表(biǎo)分别稱作總量表(biao)♻️和流量計。
總量表(biǎo)測量一段時間内(nei)流過管道的流量(liàng),是以短暫時間内(nei)💜流過的總量除以(yi)該時間的商來表(biǎo)示,實際上流量計(jì)通常亦備有累積(ji)流量裝置,做總量(liang)表使用,而總量表(biao)亦備有流量發訊(xun)裝置🔞。因此,以嚴格(ge)意義來分流量計(ji)和總量表已⛹🏻♀️無實(shí)際意義。
按測量原(yuán)理分有力學原理(li)、熱學原理、聲學原(yuán)理、電學原理、光學(xué)原理、原子物理學(xue)原理等。
按照目前(qián)流行、廣泛的分類(lei)法,即分爲:容積式(shi)流量計、差壓式🚶♀️流(liu)量計、浮子流量計(jì)、渦輪流量計、電磁(cí)流量計、流體♍振蕩(dàng)流量計中的渦街(jie)流量計、質量流量(liang)計和插入式流量(liang)計、探♌針式流量計(ji)，來分别闡述各種(zhong)流量計🌈的原理、特(tè)點、應用概況及國(guó)内👨❤️👨外的發展情況(kuang)。
差壓式流量計是(shì)根據安裝于管道(dào)中流量檢測件❗産(chǎn)⛷️生的差👣壓,已知的(de)流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何(hé)尺寸來計🤩算流量(liang)的💯儀表。
差壓式流(liu)量計由一次裝置(zhì)(檢測件)和二次裝(zhuang)置(差壓💁轉換和流(liu)量顯示儀表)組成(cheng)。通常以檢測件形(xing)式對差壓式流量(liàng)‼️計分類,如孔闆流(liu)量計、文丘裏流量(liang)計、均速管流量計(jì)等。
二次裝置爲各(ge)種機械、電子、機電(diàn)一體式差壓計,差(cha)壓變送器🌈及流量(liàng)顯示儀表。它已發(fa)展爲三化(系列化(huà)、通用化及标✉️準化(huà)☎️)程度🌈很高的、種類(lèi)規格龐雜的一大(da)類儀表,它既可測(cè)🚶♀️量流量參數,也可(ke)測量其它參數(如(ru)壓力、物位、密度等(deng))。
差壓式流量計的(de)檢測件按其作用(yòng)原理可分爲:節流(liu)裝🏃♂️置、水力阻力式(shi)、離心式、動壓頭式(shì)、動壓頭增益式及(jí)射流式幾大類。
檢(jian)測件又可按其标(biāo)準化程度分爲二(er)大類:标準的和非(fēi)⛹🏻♀️标準的。
所謂标準(zhun)檢測件是隻要按(àn)照标準文件設計(ji)、制造💋、安裝和🏃🏻♂️使用(yong),無須經實流标定(ding)即可确定其流量(liàng)值和估算測量誤(wù)差。
非标準檢測件(jiàn)是成熟程度較差(chà)的,尚未列入标準(zhun)🥰中的檢測件。
差壓(yā)式流量計是一類(lèi)應用廣泛的流量(liàng)計,在各類流量儀(yí)表中其使用量占(zhàn)居*。近年來,由于各(gè)種新型流量計的(de)問世,它的😘使用量(liang)百分數逐漸下降(jiàng),但目前仍是重要(yào)的一類流量計。
優(you)點:
(1)應用多的孔闆(pan)式流量計結構牢(lao)固,性能穩定可靠(kào),使用壽命長🛀;
(2)應用(yong)範圍廣泛,至今尚(shàng)無任何一類流量(liang)計可與之相🚶♀️比拟(nǐ);
(3)檢測件與變送器(qì)、顯示儀表分别由(yóu)不同廠家生産,便(bian)于規👉模經濟生産(chan)。
缺點:
(1)測量精度普(pu)遍偏低;
(2)範圍度窄(zhai),一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuang)條件要求高;
(4)壓損(sun)大(指孔闆、噴嘴等(děng))。
注：一種新型産品(pin)：引進美國航天*而(er)開發的平衡流📱量(liang)計，這種🐉流量計的(de)測量精度是傳統(tǒng)節流裝置的5-10倍，永(yǒng)9壓力損失🧑🏾🤝🧑🏼1/3。壓力恢(hui)複🐆快2倍，小直管段(duàn)可以小至🐅1.5D，安裝和(hé)使用方便，大大減(jiǎn)少流體運行的能(néng)力消耗。
應用概況(kuang):
差壓式流量計應(yīng)用範圍特别廣泛(fàn),在封閉管道的流(liú)🚩量🔞測量中各種對(duì)象都有應用,如流(liú)體方面:單相、混相(xiàng)、潔淨、髒污、粘性😄流(liú)等🆚;工作狀态方面(miàn):常壓、高壓、真空、常(chang)溫、高溫、低溫等;管(guan)徑方面:從幾mm到幾(ji)m;流動條件方面:亞(yà)音速、音速、脈動流(liú)等。它在各工業部(bù)門的用量約占流(liú)量計全部用量的(de)1/4~1/3。
3.2 浮子流量計
浮子(zi)流量計,又稱轉子(zǐ)流量計,是變面積(ji)式流量計的一✏️種(zhong),在一根由下向上(shàng)擴大的垂直錐管(guǎn)中,圓形橫截面的(de)浮子的重力是由(yóu)液體動力承受的(de),從而使浮子可以(yǐ)在💃🏻錐管内自由地(di)上升和下降。
浮子(zi)流量計是僅次于(yú)差壓式流量計應(yīng)用範圍寬廣的一(yī)類流量計,特别在(zai)小、微流量方面有(you)舉足輕✊重的作用(yong)。
80年代中期,日本、西(xī)歐、美國的銷售金(jin)額占流量儀表的(de)15%~20%。中國産🏒量1990年估計(jì)在12~14萬台,其中95%以上(shang)爲玻璃錐管浮子(zi)流量計。
特點:
(1)玻璃(lí)錐管浮子流量計(jì)結構簡單,使用方(fang)便,缺點是耐壓力(lì)低,有❌玻璃管易碎(sui)的較大風險;
(2)适用(yong)于小管徑和低流(liú)速;
(3)壓力損失較低(dī)。
3.3容積式流量計
容(róng)積式流量計,又稱(cheng)定排量流量計,簡(jiǎn)稱PD流量計,在流量(liàng)儀表中是精度高(gao)的一類。它利用機(jī)械測量元♋件把流(liu)體🈲連續不斷地分(fèn)割成單個已知的(de)體積部分,根據測(ce)量室逐次重複地(dì)充滿和排放該體(ti)積部🏃♀️分流體的次(ci)數來測量流體體(tǐ)積總量。
容積式流(liú)量計按其測量元(yuan)件分類,可分爲橢(tuo)圓齒輪🔴流量計、刮(gua)闆流量計、雙轉子(zǐ)流量計、旋轉活塞(sai)流量計、往複活塞(sāi)🚩流量計、圓盤流量(liang)計、液封轉筒式流(liu)量計、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計等(děng)。
優點:
(1)計量精度高(gāo);
(2)安裝管道條件對(duì)計量精度沒有影(yǐng)響;
(3)可用于高粘度(du)液體的測量;
(4)範圍(wéi)度寬;
(5)直讀式儀表(biao)無需外部能源可(kě)直接獲得累計,總(zǒng)量,清☎️晰明☂️了,操㊙️作(zuo)簡便。
缺點:
(1)結果複(fu)雜,體積龐大;
(2)被測(cè)介質種類、口徑、介(jie)質工作狀态局限(xian)性較大;
(3)不适用于(yú)高、低溫場合;
(4)大部(bu)分儀表隻适用于(yú)潔淨單相流體;
(5)産(chan)生噪聲及振動。
應(ying)用概況:
容積式流(liú)量計與差壓式流(liú)量計、浮子流量計(ji)并列爲三類使用(yong)量大的流量計,常(cháng)應用于昂貴介質(zhi)(油品、天然氣等)的(de)總量測量💃。
工業發(fā)達國家近年PD流量(liàng)計(不包括家用煤(mei)氣表和家用🛀🏻水表(biao))的銷售金額占流(liu)量儀表的13%~23%;我國約(yuē)占20%,1990年産量(不包括(kuo)家🏃🏻♂️用煤氣表)估計(ji)爲34萬台,其中橢圓(yuán)齒輪式和㊙️腰輪式(shi)🎯分别約占70%和20%。
3.4 渦輪(lún)流量計
渦輪流量(liàng)計,是速度式流量(liàng)計中的主要種類(lei),它采🧑🏽🤝🧑🏻用多☔葉📐片⛷️的(de)轉子(渦輪)感受流(liú)體平均流速,從而(er)且♈推導💋出流量或(huo)總量的儀表。
一般(ban)它由傳感器和顯(xiǎn)示儀兩部分組成(chéng),也可做成整♍體⁉️式(shi)。
渦輪流量計和容(róng)積式流量計、科裏(li)奧利質量流量🐪計(ji)稱爲流量計中三(sān)類重複性、精度佳(jiā)的産品,作爲類型(xíng)流量計之一,其産(chǎn)品已發展爲多品(pǐn)種、多系列批量生(shēng)産的規模。
優點:
(1)高(gao)精度,在所有流量(liàng)計中,屬于精确的(de)流量計;
(2)重複性好(hǎo);
(3)元零點漂移,抗幹(gàn)擾能力好;
(4)範圍度(dù)寬;
(5)結構緊湊。
缺點(diǎn):
(1)不能長期保持校(xiao)準特性;
(2)流體物性(xìng)對流量特性有較(jiào)大影響。
應用概況(kuàng):
渦輪流量計在以(yi)下一些測量對象(xiàng)獲得廣泛應用:石(shí)⛱️油、有機液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣(qi)和低溫流體統在(zai)歐洲和美國,渦輪(lun)流♋量計在用量上(shàng)是僅次于孔闆流(liú)量計的天然計量(liang)儀表,僅荷蘭在天(tian)然氣管線上就采(cai)用了2600多台⭐各種尺(chǐ)寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體(ti)渦輪流量計,它們(men)已成爲優良☎️的天(tian)然氣計量儀表。
3.5電(diàn)磁流量計
電磁流(liú)量計是根據法拉(la)弟電磁感應定律(lǜ)制成的一💁種💃🏻測❌量(liàng)導電性液體的儀(yí)表。
電磁流量計有(yǒu)一系列優良特性(xing),可以解決其它流(liu)量計不易📱應用的(de)問題,如髒污流、腐(fǔ)蝕流的測量。
70、80年代(dài)電磁流量在技術(shù)上有重大突破,使(shǐ)它成爲應用廣💚泛(fan)的一類流量計,在(zai)流量儀表中其使(shǐ)用量百分數不斷(duan)⛹🏻♀️上升。
優點:
(1)測量通(tong)道是段光滑直管(guan),不會阻塞,适用于(yu)測量含固體顆粒(li)的㊙️液固二相流體(ti),如紙漿、泥漿、污水(shui)等;
(2)不産生流量檢(jiǎn)測所造成的壓力(lì)損失,節能效果好(hǎo);
(3)所測得體積流量(liang)實際上不受流體(tǐ)密度、粘度、溫度、壓(yā)力和電導率變化(huà)的明顯影響;
(4)流量(liang)範圍大,口徑範圍(wéi)寬;
(5)可應用腐蝕性(xing)流體。
缺點:
(1)不能測(cè)量電導率很低的(de)液體,如石油制品(pǐn);
(2)不能測量氣體、蒸(zheng)汽和含有較大氣(qì)泡的液體;
(3)不能用(yong)于較高溫度。
應用(yòng)概況:
電磁流量計(ji)應用領域廣泛,大(dà)口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程(cheng);中小口徑常用于(yú)高要求或難測場(chǎng)合,如鋼鐵工業高(gāo)爐風口冷卻水控(kong)制,造紙工業測量(liang)紙漿液和黑液,化(huà)學💛工業的強腐蝕(shi)液,有色冶金🎯工業(ye)的礦💃漿;小口徑、微(wei)小口徑常用于醫(yī)藥工業、食品工業(yè)、生物化學等有衛(wei)生要求的場所。
3.6 渦(wō)街流量計
渦街流(liú)量計是在流體中(zhōng)安放一根非流線(xian)型遊渦發生體,流(liú)體在發生體兩側(cè)交替地分離釋放(fàng)出兩💰串規😄則地⁉️交(jiao)錯排列✔️的遊渦的(de)儀表。
渦街流量計(jì)按頻率檢出方式(shi)可分爲:應力式、應(ying)變♍式、電容🔆式、熱敏(mǐn)式、振動體式、光電(diàn)式及超聲式等。
渦(wō)街流量計是屬于(yu)年輕的一類流量(liang)計,但其發展迅速(sù),目前已🍉成爲通用(yong)的一類流量計。
優(you)點:
(1)結構簡單牢固(gu);
(2)适用流體種類多(duō);
(3)精度較高;
(4)範圍度(dù)寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不(bú)适用于低雷諾數(shù)測量;
(2)需較長直管(guan)段;
(3)儀表系數較低(dī)(與渦輪流量計相(xiang)比);
(4)儀表在脈動流(liú)、多相流中尚缺乏(fá)應用經驗。
3.7 超聲波(bō)流量計
超聲波流(liu)量計是通過檢測(cè)流體流動對超聲(sheng)束(或超✉️聲脈👣沖)的(de)作用以測量流量(liàng)的儀表。
根據對信(xìn)号檢測的原理超(chao)聲流量計可分爲(wèi)傳播🐆速度差法✂️(直(zhí)接時差法、時差法(fǎ)、相位差法和頻差(cha)法)、波束偏移法、多(duo)✌️普勒法、互相關法(fa)、空間濾法及噪聲(sheng)法等。
超聲流量計(ji)和電磁流量計一(yi)樣,因儀表流通通(tong)道未設置任何阻(zu)礙件,均屬*流量計(jì),是适于解決流量(liang)測量困難問題📱的(de)一類流量計,特别(bié)在大口徑流量測(cè)量方📧面有較突出(chu)的🤟優點,近✌️年來它(ta)是發展迅速的一(yī)類流量計之一。
優(you)點:
(1)可做非接觸式(shi)測量;
(2)爲無流動阻(zǔ)撓測量,無壓力損(sun)失;
(3)可測量非導電(diàn)性液體,對無阻撓(nao)測量的電磁流量(liang)計是一種補充。
缺(quē)點:
(1)傳播時間法隻(zhi)能用于清潔液體(ti)和氣體;而多普勒(le)法💰隻🌐能用于測量(liàng)含有一定量懸浮(fú)顆粒和氣泡的💃🏻液(ye)體;
(2)多普勒法測量(liàng)精度不高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時間法應(ying)用于清潔、單相液(ye)體和氣體。典型應(ying)用有工廠排放液(ye)、:怪液、液化天然氣(qi)等;
(2)氣體應用方面(mian)在高壓天然氣領(ling)域已有使用良好(hao)的經驗;
(3)多普勒法(fa)适用于異相含量(liang)不太高的雙相流(liu)體,例如:未處㊙️理🐆污(wu)水、工廠排放液、髒(zāng)流程液;通常不适(shi)用🎯于非常清🈲潔的(de)液體。
[編輯本段]3.8 科(ke)裏奧利質量流量(liàng)計
科裏奧利質量(liàng)流量計(以下簡稱(cheng)CMF)是利用流體在振(zhen)動管中🌈流動時,産(chǎn)生與質量流量成(chéng)正比的科裏奧利(li)力🔴原理制成的一(yī)種直接式質量流(liú)量儀表。
我國CMF的應(yīng)用起步較晚,近年(nian)已有幾家制造廠(chǎng)(如太行💜儀表廠)自(zi)行開發供應市場(chang);還有幾家制造廠(chǎng)組建合資企業或(huo)引用🌍生産系列儀(yí)表。
熱式氣體質量(liàng)流量計
熱式流量(liang)計傳感器包含兩(liǎng)個傳感元件，一個(ge)速度傳感器和一(yī)個溫度傳感器。它(ta)們自動地補償和(hé)校正氣體溫度變(biàn)化。儀👌表的電加熱(re)部分将速度傳感(gan)⛷️器加熱到高于😄工(gōng)況溫度的某一個(gè)定值，使速度傳感(gǎn)器和測量工況溫(wen)度的傳感🛀器之間(jian)形成恒定溫差。當(dang)保持溫差不變時(shi)，電🧑🏾🤝🧑🏼加熱消耗的能(néng)量，也可以說熱消(xiao)散值，與🧡流過氣體(ti)的質量流量成正(zhèng)比。
熱式氣體質量(liang)流量計即Mass Flow Meter(縮寫爲(wèi)MFM)，它是氣體流量計(jì)量中🧡新型儀表，區(qū)别于其它氣體流(liu)量計不需要進💯行(háng)壓力和溫度修正(zheng)，直接測量氣體的(de)質量流量，一支傳(chuan)感器可以做到量(liang)程從極低到高量(liang)程。它适合單一氣(qi)體和固定比例多(duō)組份氣體的測量(liang)。
熱式氣體質量流(liú)量計是用于測量(liàng)和控制氣體質量(liàng)流量的新型儀表(biao)。可用于石油、化工(gong)、鋼鐵、冶金、電力、輕(qing)🔱工、醫‼️藥、環保等工(gōng)業部門的空氣、烴(tīng)類氣體、可燃性氣(qì)體、煙道氣體的👅監(jian)測。
特 點
可靠性高(gāo) 重複性好 測量精(jing)度高 壓損小
無活(huó)動部件 量程比寬(kuan) 響應速度快 無須(xū)溫壓補償
應 用
•工(gong)業管道中氣體質(zhi)量流量測量 •煙囪(cong)排出的煙氣流速(sù)測量
•煅燒爐煙道(dao)氣流量測量 •燃氣(qi)過程中空氣流量(liàng)測量
•壓縮空氣流(liu)量測量 •半道體芯(xin)片制造過程中氣(qì)體流🏃🏻量測量
•污水(shuǐ)處理中氣體流量(liàng)測量 •加熱通風和(hé)空調系統中的氣(qì)體流量測量
•熔劑(jì)回收系統氣體流(liú)量測量 •燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣體流量(liàng)測量
•天然氣、火炬(jù)氣、氫氣等氣體流(liú)量測量
•啤酒生産(chan)過程中二氧化碳(tàn)氣體流量測量
•水(shuǐ)泥、卷煙、玻璃廠生(shēng)産過程中氣體質(zhi)量流量測量
如：美(měi)國SIERRA
中國DSN
3.9 明渠流量(liàng)計
與前述幾種不(bú)同,它是在非滿管(guǎn)狀敞開渠道測量(liang)自✏️由🌐表面自然流(liú)的流量儀表。
非滿(man)管态流動的水路(lu)稱作明渠,測量明(ming)渠中水流流量的(de)稱作🌈明渠流量計(jì)(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓(yuán)形外,還有U字形、梯(ti)形、矩形等多種形(xíng)狀♉。
明渠流量計應(yīng)用場所有城市供(gong)水引水渠;火電廠(chǎng)引水和排水渠、污(wū)水治理流入和排(pai)放渠;工礦企業水(shui)排放以‼️及水利工(gōng)程和農業灌溉用(yòng)渠道。有人估計1995台(tái),約占流量‼️儀表整(zheng)♌體的1.6%,但是國内應(yīng)用尚無估㊙️計數據(jù)。
4, 新工作原理流量(liang)儀表的研究和開(kāi)發
4.1 靜電流量計
(electrostatic flowmeter)
日(ri)本東京技術學院(yuan)研制适用于石油(yóu)輸送管線低導電(dian)液體流量測量的(de)靜電流量計。
靜電(diàn)流量計的金屬測(ce)量管絕緣地與管(guan)系連接,測量電容(rong)器👈上靜電荷便可(kě)知道測量管内的(de)電荷。他們分别作(zuo)了内徑4~8mm銅、不鏽鋼(gāng)等金屬和塑料測(cè)量管儀表的實流(liú)試驗,試驗🔆表明流(liú)量與電荷之間接(jiē)近于線性。
4.2 複合效(xiào)應流量儀表
(combined effects meter)
該儀(yí)表的工作原理是(shi)基于流體的動量(liang)和壓力作用于💜儀(yí)表腔體産生的變(bian)形,測量複合效應(ying)的變形求取流量(liang)。本儀表由美國㊙️GMI工(gong)程和管理學院開(kai)發,已申請兩項專(zhuān)力。
4.3 轉速表式流量(liàng)傳感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄(e)羅斯科學工程中(zhong)心工業儀表公司(si)開發，是基☀️于懸浮(fú)效應理論研制的(de)。該儀表已在若幹(gan)現場成功的應用(yong)(例如在核☎️電站安(an)裝2000餘台測量熱水(shuǐ)流量，連續使用8年(nián)),且還在改進以擴(kuò)大🔴應用領域。
5, 幾種(zhǒng)流量儀表應用和(hé)發展動向
5.1 科裏奧(ao)利質量流量計(CMF)
5.2 電磁流(liú)量計(EMF)
EMF從50年代初進(jìn)入工業應用以來(lái),使用領域日益擴(kuò)展,80年代後期起在(zài)各國流量儀表銷(xiao)售金額中已占16%~20%。
我(wǒ)國近年發展迅速(sù),1994年銷售估計爲6500~7500台(tai)。國内已生産大口(kǒu)徑爲2~6m的ENF,并有實流(liu)校驗口徑3m的設備(bei)能力。
5.3 渦街流量計(jì)(USF)
USF在60年代後期進入(rù)工業應用,80年代後(hòu)期起在各國流量(liang)儀表銷💜售金額中(zhong)已占4%~6%。1992年世界範圍(wei)估計銷售量爲3.54.8萬(wan)台,同期國♉内産品(pin)估計在8000~9000台。
5.4威力巴(ba)流量計
威立巴流(liu)量計計采用了*符(fú)合空氣動力學原(yuan)理的🧡工程結構設(she)♉計，是一種在精度(du)、功效及可靠方面(mian)達✔️到了無比卓yue程(cheng)度的傳感元件。
6, 結(jié)論
由上述可知,流(liu)量計發展到今天(tiān)雖然已日趨成熟(shú),但其🌏種類✍️仍然極(jí)其繁多,至今尚無(wú)一種對于任何場(chǎng)合都适♻️用的流量(liàng)♻️計。
每種流量計都(dou)有其适用範圍,也(yě)都有局限性。這就(jiù)要求我們:
(1)在選擇(zé)儀表時,一定要熟(shú)悉儀表和被測對(dui)象兩方面的💘情況(kuang),并要兼顧考慮其(qi)它因素,這樣測量(liàng)才會準确;
(2)努力研(yan)制新型儀表,使其(qi)在現有的基礎上(shang)更加完善㊙️。
差壓式(shi)流量計
差壓式流(liú)量計(以下簡稱DPF或(huo)流量計)是根據安(ān)裝于🐪管道中流量(liang)檢測件産生的差(cha)壓、已知的流體條(tiáo)件和檢測件☀️與管(guan)♈道的幾何尺寸來(lái)測量流量的儀表(biǎo)。DPF由一次裝置(檢測(ce)件)和🌈二次裝置(差(chà)壓轉換和流量顯(xiǎn)示儀表)組成。通常(chang)以檢測件的型式(shi)對DPF分類，如孔扳流(liu)量計、文丘裏管流(liú)量計及均速管流(liú)量計等。二次裝置(zhì)爲各種機械、電子(zi)、機電一體式差壓(yā)計，差壓變送器和(he)流量顯🌐示及計算(suàn)儀表，它已發展爲(wei)三化(系列化、通用(yòng)化及标準化)程度(dù)很高的種類規格(gé)龐🌐雜的一大類儀(yí)表。差壓💚計既可用(yong)于測量流量參數(shu)，也可測量其他參(can)數(如壓力、物位、密(mi)度等)。
DPF按其檢測件(jian)的作用原理可分(fen)爲節流式、動壓頭(tóu)式、水力阻🈲力式、離(li)心式、動壓增益式(shì)和射流式等幾大(dà)類，其中以㊙️節流式(shi)和🐆動壓🙇♀️頭式應用(yòng)爲廣泛。
節流式DPF的(de)檢測件按其标準(zhun)化程度分爲标準(zhǔn)型和非标🐉準☎️型兩(liang)大類。所謂标準節(jie)流裝置是指按照(zhào)标準文件設🚶計、制(zhi)造、安裝和使用，無(wu)須經實流校準即(ji)可确定其流量值(zhi)并估算流量測量(liang)誤差，非标準節流(liu)裝置是成熟程度(dù)🐕較差，尚未列入标(biāo)準文件中的🧡檢測(cè)件。
标準型節流式(shì)DPF的發展經過漫長(zhang)的過程，早在20世紀(ji)20年代，美國和歐洲(zhōu)即開始進行大規(guī)模的節流裝置試(shì)驗研究。用得普遍(biàn)的節流裝置--孔闆(pan)和噴嘴開始㊙️标準(zhun)化⛷️。現在标準噴嘴(zuǐ)的一種型式ISA l932噴嘴(zui)，其幾何形狀就是(shì)30年代标準化的，而(er)标準孔闆亦曾稱(chēng)爲ISA l932孔闆。節流裝置(zhi)結構形式的标準(zhun)化有很深遠的意(yì)義，因爲隻有節流(liu)裝置結構形式标(biao)準化了，才有可🍓能(neng)把上衆多研🤟究成(cheng)果彙集到🐅一起，它(ta)促進檢測件的理(lǐ)論和實踐向深度(dù)和🧑🏾🤝🧑🏼廣度拓展，這是(shì)其他流量計所不(bu)及的。1980年ISO(标準化組(zǔ)織)正式通過标準(zhǔn)ISO 5167，至此流量測量節(jiē)流裝置*個标準誕(dan)生了。ISO 5167總結了幾十(shí)年來上對爲數有(you)限的幾種節流裝(zhuang)置(孔闆、噴嘴和文(wen)丘裏管🎯)的理論與(yǔ)試驗的研究成果(guo)，反映了此類檢測(ce)件的✍️當代科學與(yǔ)生産的技術水平(ping)。但🈲是從🤩ISO 5167正式頒布(bu)之⚽日起，它就暴露(lu)出許多亟待解決(jue)的問題，這些問題(ti)主要有以下幾個(ge)方面。
1)ISO 5167試驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中采用的(de)數據大多是30年代(dai)的試驗結果，今天(tiān)無論節流裝置制(zhi)造技術，流量試驗(yan)🔴設備及實驗技術(shu)都有巨大的進步(bù)，重新進行系統🧑🏽🤝🧑🏻地(di)試驗以獲得更高(gāo)精🐅确度及⭐更可靠(kào)的數據是必要的(de)。進入80年代美國和(he)歐洲都進行大規(guī)㊙️模的試驗，爲修訂(ding)ISO 5167打下基礎。
2) ISO 5167中關于(yú)直管段長度規定(ding)的問題 在ISO投票通(tōng)過ISO 5167時，美國投了反(fan)💃🏻對票，其主要原因(yīn)是對直管段長度(du)的規定有不同意(yi)見，這個問題應是(shi)ISO 5167修訂的主要問題(ti)之一。
3) ISO 5167中各項規定(dìng)的科學性問題 影(yǐng)響節流裝置流出(chu)系數的因🤟素特别(bie)多，主要有孔徑與(yǔ)管徑的比值β、取壓(ya)裝置、雷諾數、節流(liú)件安裝偏心度、前(qian)後阻流件類型及(ji)直管段長度、孔闆(pǎn)入口邊緣尖銳度(dù)、管壁粗糙度🏃♂️、流體(tǐ)流動湍流度等，衆(zhong)多因素影響錯綜(zōng)複雜，有的參數難(nán)以直接測量，因此(ci)标準中有些規定(dìng)并非科🥰學地确定(ding)，而是爲了取得一(yī)緻，不得不人爲地(dì)确定📧。*流量專家斯(sī)賓塞🌈(E.A.Spencer)提出一系列(lie)應重🙇♀️新檢讨的問(wèn)題🔞，如孔闆平直度(dù)、同心🈲度、直角邊緣(yuan)尖銳度、管道粗糙(cao)♋度、上遊流🐪速分布(bu)及流動調整💔器的(de)作用等。
4)關于節流(liú)式DPF測量精确度提(ti)高的問題 鑒于節(jie)流式DPF在🌈流量計⭐中(zhong)占有重要地位，提(ti)高其測量精确度(dù)意🌐義重🌐大。曆🏃♂️次學(xué)術會議認爲必須(xū)使流量測量工作(zuo)者、流體力學與計(ji)算機技術工作者(zhě)緊密合作共同攻(gōng)關才能解決此問(wèn)題。
20世紀80年代美國(guo)和歐洲開始進行(háng)大規模的孔闆流(liú)量計試驗研究，歐(ōu)洲爲歐共體實驗(yan)計劃(EEC Experimental Program)，美國爲API實驗(yàn)計劃(API Experimental Program)。試驗的目的(de)☁️是用🔞現代新測試(shì)設備及試驗數據(jù)的統計處理技術(shù)進行新一輪的範(fàn)圍廣泛的試驗研(yán)究，爲修訂ISO 5167打下技(ji)術基礎。1999年ISO發出ISO 5167的(de)修訂稿(ISO/CD 5167-1-4)，該文件爲(wei)委員會草案，它在(zài)技術内容與編輯(jí)上都有很大改動(dòng)，是一份全新的标(biāo)準。本來預定于2025年(nian)12月在美國丹佛舉(ju)行的ISO/TC30/SC2會議上審查(chá)通過爲DIS(标準草案(àn))，但是會議認爲尚(shang)有⛷️細節問題應再(zai)商榷而未能通過(guò)。新的ISO 5167标準何時正(zhèng)式頒布尚不得而(er)知。ISO 5167新标準在💃🏻标準(zhun)的兩個核心内容(rong)皆有實質性變化(hua)，一是孔闆🔱的流出(chu)系數公式，用Reader-Harris/Gallagher計算(suàn)式(R-G式)代替Stolz計算式(shì)，另一爲節流裝置(zhi)上遊側直管段長(zhǎng)度的👅規定以及流(liu)動調整器的使🌈用(yong)等。
我們通常稱ISO 5167(GB/T2624)中(zhōng)所列節流裝置爲(wèi)标準節流裝置，其(qí)他的都稱爲非标(biāo)準節流裝置，應該(gai)指出，非标準節流(liú)裝置不🔅僅是💞指那(nà)些節流裝置結構(gòu)與标難節流裝置(zhì)相異的，如果标準(zhǔn)節流裝置在偏離(li)标準條件下工作(zuò)亦應稱爲非标準(zhǔn)節流🌏裝置，例如，标(biao)準孔闆在混相流(liú)或标準文丘裏👈噴(pēn)嘴在臨界♍流下工(gōng)作的都是。
目前非(fei)标準節流裝置大(da)緻有以下一些種(zhong)類：
1)低雷諾數用 1/4圓(yuan)孔闆，錐形入口孔(kong)闆，雙重孔闆，雙斜(xié)孔🚩闆，半圓孔闆等(děng)；
2)髒污介質用 圓缺(que)孔闆，偏心孔闆，環(huán)狀孔闆，楔形孔闆(pǎn)，彎管✂️節流🍓件等；
3)低(dī)壓損用 羅洛斯管(guǎn)，道爾管，道爾孔闆(pǎn)，雙重文丘裏噴嘴(zuǐ)，通💋用文🌂丘裏管，Vasy管(guǎn)等；
4)小管徑用 整體(tǐ)(内藏)孔闆；
5)端頭節(jie)流裝置 端頭孔闆(pǎn)，端頭噴嘴，Borda管等；
6)寬(kuan)範圍度節流裝置(zhi) 彈性加載可變面(mian)積可變壓頭流量(liang)🏃計✔️(線性孔闆)；
7)毛細(xì)管節流件 層流流(liú)量計；
8)脈動流節流(liú)裝置；
9)臨界流節流(liu)裝置 音速文丘裏(li)噴嘴；
10)混相流節流(liu)裝置。
節流式DPF現場(chang)應用的不斷拓展(zhǎn)必然提出發展非(fei)标準節流裝置🌏的(de)要求，十餘年來ISO亦(yì)在不斷制訂有關(guan)💚非标準節流裝置(zhì)的🏃🏻技術🈲文件，在它(ta)們不能成爲正式(shì)标準之前作爲技(ji)術報告發表。可以(yǐ)預見，今後有可能(neng)若幹較爲成熟的(de)非标準節流裝置(zhì)會晉升爲标準型(xing)的。
20世紀90年代中後(hòu)期世界範圍内各(gè)式DPF銷售量在流量(liang)儀🔞表總量中台數(shù)占50%-60%(每年約百萬台(tai))，金額占30%左右。我國(guó)銷售台數約占流(liú)量儀表總量(不包(bāo)括*表和家用水表(biǎo)及🐉玻璃管浮子流(liú)量計)的35%-42%(每年6萬-7萬(wan)台)。
2 工作原理
2.1 基本(ben)原理
充滿管道的(de)流體，當它流經管(guǎn)道内的節流件時(shí)，如圖🛀4.1所示，流速将(jiang)在節流件處形成(chéng)局部收縮，因而流(liú)速增💔加，靜🍓壓力降(jiang)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了壓(yā)差。流體流量愈大(dà)，産生的壓差愈大(dà)，這樣可依據壓差(cha)來衡量流量的大(dà)小。這種測量方法(fǎ)是以流動連續性(xing)方程(質量守恒定(ding)律)和伯努利方程(cheng)(能量守恒定律)爲(wèi)基礎的。壓差的大(dà)小不僅與流量還(hai)與其他許多因素(su)有關，例如當節流(liú)裝置形式或管道(dao)内流體的物理性(xing)質(密👣度、粘度)不同(tong)時，在㊙️同樣大小的(de)流量下産🧑🏽🤝🧑🏻生的壓(yā)差也是不同的。
圖(tu)4.1 孔闆附近的流速(su)和壓力分布
2.2 流量(liang)方程
式中 qm--質量流(liú)量，kg/s;
qv--體積流量，m3/s;
C--流出(chū)系數；
ε--可膨脹性系(xì)數；
β--直徑比，β=d/D;
d--工作條(tiao)件下節流件的孔(kong)徑，m；
D--工作條件下上(shàng)遊管道内徑，m；
P--差壓(ya)，Pa；
ρl--上遊流體密度，kg/m3。
由(yóu)上式可見，流量爲(wei)C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參數的函數，此(ci)6個參數可分爲實(shí)測🏃♀️量😘[d，ρ，P，β(D)]和統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量
1)d、D 式(4.1)中d與(yǔ)流量爲平方關系(xì)，其精确度對流量(liang)總精度影響較大(da)，誤🛀🏻差值一般應控(kòng)制在±0.05%左右，還應計(ji)及工作溫度對材(cai)料熱膨脹的影響(xiǎng)。标準規定管道内(nei)徑D必須實測，需在(zài)上遊管段的幾個(gè)截面上進行多次(cì)測量求其平均值(zhi)，誤差不應大于±0.3%。除(chú)對數值測量精☔度(du)要求較高外，還應(yīng)考慮内徑偏差會(huì)對節流件上遊通(tōng)道造成不正常節(jiē)流現象所帶來的(de)嚴重影響。因此，當(dang)不是成套供應節(jie)流裝置時，在現場(chǎng)配管應充分注意(yì)這個問題。
2)ρ ρ在流量(liàng)方程中與P是處于(yú)同等位置，亦就是(shì)說，當追求差壓變(biàn)送器高精度等級(ji)時，絕不要忘記ρ的(de)測量✨精度亦應與(yǔ)之相匹配。否則P的(de)提高将會被ρ的降(jiang)低所抵消。
3)P 差壓P的(de)精确測量不應隻(zhi)限于選用一台高(gāo)精度差壓⭕變送器(qì)。實際上差壓變送(sòng)器能否接受到真(zhen)實的差壓值還🏒決(jué)定于一系列📞因素(sù)，其中正确的取壓(ya)孔及引壓管線的(de)制造、安裝及使用(yòng)是保🈚證獲得真實(shí)差壓值的關鍵，這(zhè)些影響因素♋很多(duo)是難✨以定量或定(dìng)性确定的，隻有加(jia)強制造及安裝的(de)規範化工作才能(neng)達到目的。
(2)統計量(liang)
1)C 統計量C是無法實(shí)測的量(指按标準(zhǔn)設計制造安裝⭕，不(bú)經校準💜使用)，在現(xian)場使用時複雜的(de)情況出現在實際(ji)🤩的C值與标準确定(ding)的😄C值不相符合。它(tā)們的偏離🈲是由設(shè)計、制造、安裝及使(shi)用一系列因素造(zào)成的。應🌈該明确，上(shang)述各環節全部嚴(yán)格遵循标準的規(guī)定，其❗實際值才會(hui)與标準确定🥰的值(zhi)相符合，現場是難(nan)以*這種要求的。
應(yīng)該指出，與标準條(tiao)件的偏離，有的可(ke)定量估算(可進👄行(hang)修正🈲)，有的隻能定(ding)性估計(不确定度(du)的幅值與方向)。但(dàn)是🧑🏾🤝🧑🏼在現實中，有時(shí)不僅是一個條件(jiàn)偏離，這⛹🏻♀️就帶來非(fei)常複💘雜的情況，因(yīn)爲😄一般資👨❤️👨料中隻(zhī)介紹某一條件偏(piān)離引起的誤差。如(ru)果許多條件同時(shí)偏💋離，則缺少相💛關(guan)的資料可💘查。
2)ε 可膨(peng)脹性系數ε是對流(liú)體通過節流件時(shi)密度發生變🔞化💞而(er)引起的流出系數(shu)變化的修正，它的(de)誤差由兩部分組(zǔ)成：其一爲常用流(liu)量下ε的誤差，即标(biao)準确定值的誤差(chà)；其二爲由于流量(liang)變化ε值🧑🏽🤝🧑🏻将随之波(bo)動㊙️帶來的誤差。一(yi)般在低靜壓高🌈差(chà)壓情況，ε值有不可(kě)忽略的誤差。當P/P≤0.04時(shí)，ε的誤差可忽略不(bu)計。
3 分 類
差壓式流(liú)量計分類如表4.1所(suǒ)示。
表4.1 差壓式流量(liang)計分類表
分類原(yuan)則 分 類 類 型
按産(chǎn)生差壓的作用原(yuán)理分類 1)節流式；2)動(dòng)壓頭式；3)水力阻力(lì)式；4)離心式；5)動壓增(zeng)益式；6)射流式
按結(jie)構形式分類 1)标準(zhǔn)孔闆；2)标準噴嘴；3)經(jing)典文丘裏管；4)文丘(qiu)裏噴嘴；5)錐形入口(kou)孔闆；6)1/4圓孔闆；7)圓缺(quē)孔闆；8)偏心孔闆；9)楔(xie)形孔闆；10)整體(内藏(cáng))孔闆；11)線性孔闆；12)環(huán)形孔🛀闆；13)道爾🐪管；14)羅(luo)洛🈚斯管；15)彎管；16)可換(huàn)孔闆節❄️流裝置；17)臨(lín)界流節流裝置
按(an)用途分類 1)标準節(jiē)流裝置；2)低雷諾數(shù)節流裝置；3)髒污流(liú)㊙️節流裝置；4)低壓損(sun)節流裝置；5)小管徑(jìng)節流裝置；6)寬範圍(wei)度節流裝置；7)臨界(jie)🔆流節流裝置；
3.1 按産(chǎn)生差壓的作用原(yuan)理分類
1)節流式 依(yī)據流體通過節流(liu)件使部分壓力能(neng)轉變爲動能🔱以産(chǎn)生差壓的原理工(gong)作，其檢測件稱
之(zhi)爲節流裝置，是DPF的(de)主要品種。
2)動壓頭(tóu)式 依據動壓轉變(bian)爲靜壓的原理工(gong)作，如均速管流量(liang)計。
3)水力阻力式 依(yī)據流體阻力産生(sheng)的壓差原理工作(zuò)，檢測件爲毛細管(guan)束，又稱層流流量(liang)計，一
般用于微小(xiǎo)流量測量。
4)離心式(shi) 依據彎曲管或環(huan)狀管産生離心力(lì)原理形🈲成的壓差(chà)工作，如彎管流量(liàng)計，環形管流量
計(ji)等。
5)動壓增益式 依(yī)據動壓放大原理(li)工作，如皮托-文丘(qiu)🌍裏管♻️。
6)射流式 依據(jù)流體射流撞擊産(chan)生原理工作，如射(shè)流式💃差壓流量計(jì)。
3.2 按結構形式分類(lèi)
1) 标準孔闆 又稱同(tóng)心直角邊緣孔闆(pǎn)，其軸向截面如圖(tú)4.2所示🔞。孔⭕闆是一塊(kuài)加工成圓形同心(xin)的具有銳利直角(jiǎo)邊緣的薄⛷️闆。孔闆(pan)開孔的上遊側邊(biān)緣應是銳利的直(zhí)✂️角。标準🛀孔闆有三(sān)種取壓方式：角接(jiē)、法蘭及D-D/2取壓；如圖(tu)4.3所示。爲從兩個方(fang)向🍓的任一個🐆方向(xiàng)測量流量，可采用(yòng)👉對稱孔闆，節流孔(kǒng)的兩個邊緣均符(fú)合直角邊緣孔闆(pǎn)🐉上遊邊緣的特性(xing)，且孔闆全部厚度(du)不超過節☂️流孔的(de)🛀厚度。
圖4.2 标準孔闆(pǎn)
圖4.3 孔闆的三種取(qǔ)壓方式
2) 标準噴嘴(zui) 有兩種結構形式(shì)：ISA 1932噴嘴和長徑噴嘴(zuǐ)。
a. ISA 1932噴嘴(圖4.4) 上遊面由(you)垂直于軸的平面(mian)、廓形爲圓周的兩(liǎng)段弧線所确定的(de)收縮段、圓筒形喉(hou)部和凹槽組成的(de)噴嘴。ISA 1932噴嘴的取壓(ya)方式僅角接取壓(yā)一種。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長徑(jìng)噴嘴(圖4.5) 上遊面由(you)垂直于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢圓的收(shōu)💞縮段、圓筒形喉部(bù)和可能有的凹槽(cao)或斜角🚶♀️組成的噴(pen)嘴。長徑噴👌嘴的🥵取(qu)壓方式僅D-D/2取壓一(yī)種。
3) 經典文丘裏管(guǎn) 由入口圓筒段A、圓(yuan)錐收縮段B、圓筒形(xíng)喉部C和🌏圓錐擴散(san)段E組成，如圖4.6 所示(shì)。根據不同的加工(gong)方法，有以下結構(gòu)形式：①具有粗鑄收(shōu)縮段的；②具有機械(xiè)加工收縮段的；③具(ju)有鐵闆焊接收縮(suō)段的。不同結構形(xíng)式的L1、L2、R1、R2與D、d的關系如(ru)表4.2所💞示。
4)文丘裏噴(pēn)嘴 由進口噴嘴、圓(yuán)筒形喉部及擴散(sàn)段組成，如圖4.7所示(shì)。
5)錐形入口孔闆 錐(zhui)形入口孔闆與标(biao)準孔闆相似，相👨❤️👨當(dāng)👅于一塊倒裝的标(biao)準孔闆，其結構如(rú)圖4 . 8所示，取壓方式(shì)爲角接取🌈壓。表4.2 L1、L2、R1、R2與(yǔ)D、d關系
注 粗 鑄 入 口(kou) 機械加工的入口(kǒu) 粗焊的鐵闆入口(kǒu)
1 ±0.25D(100mm
L1=0.5D±0.05D L1=0.5D±0.05D
2 L2=1D或0.25D+250mm兩個量中的小(xiao)者 L2≥D(入口直徑) L2≥D(入口(kǒu)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊縫除外
4 R2=3.625d至(zhi)3.8d R2<0.25D R2=0,焊縫除外
圖4.6 經典(dian)文丘裏管
圖4.7 文丘(qiu)裏噴嘴
圖4.8 錐形入(ru)口孔闆
1一環隙；2-夾(jiá)持環；3一上遊端面(mian)A；4-下遊端面B；
5-軸線；6-流(liu)向；7-取壓口；8-孔闆；
X-帶(dài)環隙的夾持環；Y-單(dān)獨取壓口
超聲波(bō)流量計的基本原(yuán)理及類型
超聲波(bo)在流動的流體中(zhong)傳播時就載上流(liú)體流速的信⭐息🔆。因(yin)此通過接收到的(de)超聲波就可以檢(jian)測出🔆流體📐的流速(sù)，從🌈而換👉算成流量(liàng)。根據檢測的方式(shì)，可分爲傳播速度(du)差法、多普勒法、波(bo)束偏☀️移法、噪聲法(fǎ)及相關法🈲等不同(tóng)類型的超聲👉波流(liu)量計。起聲波流量(liàng)計是近十❄️幾年來(lai)随着集成電路技(ji)術迅速發展🧑🏾🤝🧑🏼才開(kai)始應用🥵的一種
非(fei)接觸式儀表，适于(yú)測量不易接觸和(hé)觀察的流體以及(ji)大管徑流量。它與(yu)水位計聯動可進(jin)行敞開水㊙️流的流(liú)量測量。使用超聲(sheng)波流量比不用在(zài)流體中安裝測量(liang)元件💃故不會改變(biàn)流體的流動狀态(tai)，不産生附加阻力(lì)，儀表的安裝及檢(jiǎn)修均可不📞影響生(shēng)産管線運行因而(er)是一種理想的節(jie)能型流量計。
*，目前(qián)的工業流量測量(liang)普遍存在着大管(guǎn)徑、大流量測量困(kun)難🌍的問題，這是因(yīn)爲一般流量計随(suí)着測量管徑的增(zeng)大會帶來制造和(he)運輸上的困難，造(zao)價提高、能損🤟加大(da)、安裝不僅這些缺(que)💃點，超聲波流量計(ji)均💁可避免。因爲各(ge)類超💋聲波流量計(jì)均可管🌂外安裝、非(fei)接觸測流，儀表造(zào)價基本上與被測(cè)管道口徑大小無(wú)關，而其它類型的(de)流量計随着口徑(jìng)增加，造價大幅度(du)增加，故口徑越大(dà)超聲波流量計比(bi)相同功能其它類(lèi)型流量計的功能(neng)價格比越*。被認爲(wèi)是較好的大管徑(jìng)流量測量儀表，多(duō)普勒法超聲波流(liu)量計可測雙相介(jiè)質的流量，故可用(yong)于下水道及排污(wū)水🌈等髒污流的測(ce)量。在發電廠中，用(yong)便攜式超聲波流(liu)量計測量水輪機(ji)進水量、汽輪機循(xún)環水量等大管徑(jing)流量，比過去的皮(pi)脫管流速計方便(bian)✍️得多。超聲被流量(liàng)汁也可用于氣體(tǐ)測量。管徑的适用(yong)範圍從🍓2cm到5m，從幾米(mǐ)寬的明渠、暗渠到(dào)500m寬的🔞河流都可适(shì)用。
另外，超聲測量(liang)儀表的流量測量(liàng)準确度幾乎不受(shou)被測流體溫度、壓(yā)力、粘度、密度等參(cān)數的影響，又可💔制(zhì)成💘非接🔅觸及便攜(xié)式測量儀表，故可(ke)解決其它類型儀(yí)表所難以測量的(de)👨❤️👨強腐蝕性、非導電(dian)性、放射性🔴及易燃(ran)易爆介質的流量(liàng)測量問題。另外，鑒(jiàn)于非接觸測量特(tè)點，再配以合理的(de)電子線路，一台儀(yi)表可适應多種管(guǎn)徑測量和多種流(liu)量範圍測量。超💁聲(shēng)波流量計的适應(yīng)能力也是其它儀(yi)表👨❤️👨不可比拟的。超(chāo)聲波流量計具有(yǒu)上📧述一些優點因(yīn)此它越來越受到(dao)重視并且向産品(pǐn)系‼️列化、通用化發(fā)展，現已制成🐪不同(tong)聲道的标準❤️型、高(gāo)溫型、防爆型、濕式(shì)型儀表以🌐适應不(bu)同介質，不同場合(he)和不同管道條件(jiàn)的流量😍測量🈚。
超聲(sheng)波流量計目前所(suo)存在的缺點主要(yào)是可測流體的溫(wēn)度👅範圍受超聲波(bo)換能鋁及換能器(qì)與管道之間的耦(ou)♉合材料耐溫程度(du)的限制，以及高溫(wen)下被測流體傳聲(sheng)速度的原始數據(jù)不全。目前我國隻(zhī)能用于測量200℃以下(xia)的流🈲體。另外，超聲(sheng)波流量計的測量(liang)⚽線路比一般流量(liang)計複雜。這是因爲(wei)，一般工業計量㊙️中(zhōng)液體的流速💛常常(chang)是每秒幾米，而聲(shēng)波在液體中的傳(chuán)播速度約爲☎️1500m/s左右(you)，被測流體流速(流(liu)量)變化帶給聲速(su)的變化量大📞也是(shì)10-3數量級.若要🔴求❓測(ce)量流速的準确度(dù)爲1%，則對聲速的測(cè)量🚶♀️準确度需爲10-5～10-6數(shu)量級💰，因此必須有(yǒu)完善😘的測量線路(lu)才能實現，這也正(zheng)是超聲波流量計(ji)隻有在集成電路(lu)技術迅速發展的(de)🈲前題下才能得到(dào)實際應用的原因(yīn)。
超聲波流量計由(yóu)超聲波換能器、電(diàn)子線路及流量顯(xiǎn)示和累積系統三(sān)部分組成。超聲波(bo)發射換能器将電(diàn)能轉換爲超聲波(bō)能量，并将其發射(she)到被測流體中，接(jiē)收器接收到的超(chao)聲波信号，經電子(zi)線路放大并轉換(huàn)爲代表流量的電(diàn)信号供給顯示和(he)積算儀表進行顯(xiǎn)♍示和積算。這💰樣就(jiu)實現了流量的檢(jian)測🈲和顯示。
超聲波(bō)流量計常用壓電(dian)換能器。它利用壓(yā)電材料的壓電效(xiào)應，采用适出的發(fā)射電路把電能加(jia)到發射換👣能器的(de)壓電元件上🔆，使其(qí)産生超聲波振勸(quàn)。超聲波以某一角(jiǎo)🧡度射入流體中傳(chuan)播，然✉️後由接收換(huan)能器接收👄，并經壓(ya)電元件變爲電能(neng)，以便檢測。發射換(huàn)能器利用壓電元(yuan)件的逆壓電效應(ying)，而接收換能器則(zé)是利用壓電效應(ying)。
超聲波流量計換(huàn)能器的壓電元件(jiàn)常做成圓形薄💚片(piàn)，沿厚度振動。薄片(piàn)直徑超過厚度的(de)10倍，以保證振動的(de)方向性。壓電元件(jian)材料多采用锆钛(tài)酸鉛。爲固定壓電(dian)元件，使超聲波以(yǐ)合适的角度射入(ru)到流體中，需把元(yuán)件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又(yòu)稱探頭)。聲楔的材(cái)料不僅要求強度(du)高、耐老化，而且要(yao)求超聲波經聲楔(xie)後能量損失小即(jí)透射系數接近1。常(chang)用的聲楔材料是(shi)✊有機玻㊙️璃，因爲它(tā)透明，可以觀察🥰到(dào)聲楔中壓電元件(jian)的組裝情況。另外(wai)，某些橡膠、塑料及(jí)膠木也可作聲楔(xiē)材料。
超聲波流量(liang)計的電子線路包(bāo)括發射、接收、信号(hao)處理和顯示電路(lù)。測得的瞬時流量(liang)和累積流量值用(yong)數字👌量或模拟量(liàng)顯示。
根據對信号(hào)檢測的原理，目前(qián)超聲波流量計大(dà)緻可分傳播速度(du)差法(包括：直接時(shi)差法、時差法、相位(wei)差法、頻差✊法)波束(shù)偏移法、多普勒法(fǎ)、相關法、空間濾🔞波(bo)法及噪聲法等類(lèi)型，如圖所示。其中(zhong)🧡以噪聲法原💘理及(jí)結構簡單，便于測(cè)量和攜帶，價格便(bian)🤞宜但準确度較低(di)，适于在流量測量(liàng)✔️準确度要求不高(gāo)的場合使用。由于(yú)直接時差法、時差(chà)法、頻差法和相位(wei)💋差法的基本原理(li)都是通過測量超(chao)聲波脈沖順流和(he)逆流傳報時速度(du)之差來反映流體(ti)的流速🛀的，故又統(tong)稱爲傳播速度差(cha)法。其中頻差法和(he)時差法克⛹🏻♀️服了聲(shēng)速随流體溫度❓變(bian)化帶🐕來的誤差，準(zhǔn)确度較高，所以被(bei)廣泛采用。按照換(huàn)能器的配置方法(fǎ)不同，傳播🌍速度🤟差(cha)撥又分爲：Z法(透過(guo)法)、V法(反射法)、X法(交(jiao)叉法)等🏃♀️。波束偏移(yí)法是利用超聲波(bo)束在🌐流體中的傳(chuán)播方向随流體流(liú)速✌️變化而産生偏(pian)移來反映流體流(liú)速的，低流速時，靈(ling)敏度🔱很低适用性(xìng)不大✏️.多普勒法是(shi)利用⭐聲學多普勒(lè)原理，通過測量不(bú)均勻流體中散射(she)體散射的超聲波(bo)多普
勒頻移來确(què)定流體流量的，适(shi)用于含懸浮顆粒(lì)、氣泡等流體🤞流量(liàng)測量。相關法是利(li)用相關技術測量(liàng)流量🌂，原理上，此法(fa)的測量準确度與(yu)流體中的聲速無(wu)關，因🈚而與流體溫(wen)度，濃度等無關，因(yīn)而測量準确度高(gāo)，适用範圍廣。但相(xiàng)關器價格貴，線路(lù)比較複雜✨。在微處(chu)理機普及應用後(hou)，這個缺點可以克(ke)服。噪聲法(聽音法(fa))是🤞利用管道内流(liu)體流動時産生的(de)噪聲與流體的流(liú)速有關的原理，通(tong)過檢🌏測噪聲表示(shì)流速🐉或流量值。其(qí)方法簡單，設備價(jià)格便宜🌈，但準确度(dù)低。
以上幾種方法(fǎ)各有特點，應根據(ju)被測流體性質.流(liú)速分布情況、管路(lu)安裝地點以及對(duì)測量準确度的要(yào)求等因✏️素進行選(xuǎn)擇。一般說來由于(yú)工業生産中工質(zhì)的溫度常不能保(bǎo)持恒定，故多采用(yòng)頻差法及時差法(fǎ)。隻有在管徑很大(da)時才采用直接時(shí)差法。對換能器安(an)裝方法的選擇👌原(yuan)則一般是：當流體(ti)沿管軸平行流動(dong)時❓，選用Z法；當流動(dong)方向與管鈾不平(ping)行或管路安裝地(dì)點使換能器安裝(zhuāng)間隔受到限制時(shí)，采用V法或X法。當流(liú)場分布不均勻而(ér)表前🔴直管段又較(jiao)短時，也💛可采用多(duō)聲道(例如雙聲道(dao)或四聲道)來克服(fú)流速擾動帶來的(de)流🌏量測量誤差。多(duō)普勒法适💚于測量(liang)兩相流，可避免常(cháng)規儀表由懸浮粒(lì)或氣泡造成的堵(dǔ)塞、磨損、附着而不(bu)能運行的弊病，因(yīn)而得以迅速發展(zhan)。随着工業的發展(zhǎn)及節能工作的開(kai)展，煤油混合(COM)、煤水(shuǐ)泥合(CWM)燃料的輸送(sòng)和應用以及燃☔料(liao)油加水助燃等節(jiē)能方法的發展，都(dou)爲多普勒超聲波(bō)流量計應用開辟(pi)廣闊前景。
流量計(jì)的種類很多，一般(bān)市場上用得比較(jiào)廣泛的有：電磁流(liú)🍉量計、渦街流量計(ji)、渦輪流量計、孔闆(pan)流量計、V錐流量📞計(jì)、金屬轉子流量計(ji)、玻璃轉子流量計(jì)、旋進旋渦流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、均速管流量計、超(chao)聲波流量㊙️計等。它(ta)們的安裝條件對(dui)直管段的要求V錐(zhuī)流量計是低，而電(diàn)磁、渦街、孔闆等對(dui)直管段要求就較(jiào)高，一般是前5D後3D,對(dui)于流量計前端有(yǒu)彎頭、閥門電磁流(liú)量計等的直管段(duàn)要求就更高，高要(yào)求直管段🍓是前50D後(hou)5D,因此在選購流量(liang)計時一定🏃♂️要考慮(lü)流量計現場安裝(zhuang)的環境、位置等因(yin)素，從而選擇更加(jiā)适合現場工礦的(de)流量計。
現在流量(liàng)計所需要的參數(shu)：
1、被測量的介質
2、被(bei)測量介質的溫度(du)
3、被測量介質的壓(yā)力
4、被測量介質的(de)流量
5、要求的測量(liàng)精度
6、現場工礦情(qing)況
