各种流量计原理优缺点介绍

1、流流量量计计简简介介概述概述流量计定义流量计定义流量计的种类流量计的种类流量计的原理流量计的原理流量计优缺点及应用流量计优缺点及应用定义定义流体的流量：流体的流量：指在短暂时间内流过某一流通截面的流体指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。流量计流量计：用以测量管路中流体流量：用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的单位时间内通过的流体体积流体体积)的仪表。的仪表。分类分类l 容积式容积式流量计流量计l 转子转子流量计流量计l

2、差压式差压式流量计流量计l 电磁电磁流量计流量计l 超声波超声波流量计流量计l 涡街涡街流量计流量计l 质量质量流量计流量计l 冲板式冲板式流量计流量计容积式流量计容积式流量计Q容积式流量计容积式流量计 原理：原理： 容积式流量计，又称定排量流量计，在流量仪表中是精度最高容积式流量计，又称定排量流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。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。的次数来测量流体体积总量

3、。 应用：应用： 容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量，由于这容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计可以精密测量体积量，所以其类型包括从小型的家用煤种流量计可以精密测量体积量，所以其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表。气表到大容积的石油和天然气计量仪表。容积式流量计容积式流量计优点优点: : (1) (1)计量精度高计量精度高; (2); (2)安装管道条件对计量精度没有影响安装管道条件对计量精度没有影响; ; (3)(3)可用于高粘度液体的测量可用于高粘度液体的测量; (4); (4)范围度宽范围度宽; (5); (5)直读式仪表无需直读式

4、仪表无需外部能源可直接获得累计总量外部能源可直接获得累计总量, ,清晰明了清晰明了, ,操作简便。操作简便。 缺点缺点: : ( (1)1)结构复杂结构复杂, ,体积庞大体积庞大; (2); (2)被测介质种类、口径、介质被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大工作状态局限性较大; (3); (3)不适用于高、低温场合不适用于高、低温场合; (4); (4)大部分仪大部分仪表只适用于洁净单相流体表只适用于洁净单相流体; (5); (5)产生噪声及振动。产生噪声及振动。 容积式流量计种类容积式流量计种类椭圆齿轮椭圆齿轮流量计流量计刮板式刮板式流量计流量计腰轮腰轮流量计流量计双转子双转子流量计流

5、量计活塞式活塞式流量计流量计圆盘式圆盘式流量计流量计湿式气体湿式气体流量计流量计皮囊式皮囊式流量计流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计Q 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计的测量本椭圆齿轮流量计的测量本体由一对相互啮合的椭圆齿体由一对相互啮合的椭圆齿轮和仪表壳体构成。轮和仪表壳体构成。 原理原理： 当被测量流体流过椭圆齿轮当被测量流体流过椭圆齿轮流量计时，带动齿轮旋转，流量计时，带动齿轮旋转，齿轮每转一周就有一定数量齿轮每转一周就有一定数量的流体通过仪表。只要记录的流体通过仪表。只要记录下齿轮的转数就知道被测流下齿轮的转数就知道被测流体的总量体的总量腰轮流量计腰轮流量计Q 腰轮流量计腰

6、轮流量计 原理原理 腰轮流量计的基本原理同椭腰轮流量计的基本原理同椭圆齿轮流量计相同只是轮子圆齿轮流量计相同只是轮子形状略有不同。形状略有不同。Q 腰轮流量计示意图腰轮流量计示意图双转子流量计双转子流量计Q双转子流量计双转子流量计 双转子流量计属于目前国际上最双转子流量计属于目前国际上最新一代新一代容积式容积式流量计，也称为流量计，也称为 UF UF 流量计或流量计或螺杆流量计螺杆流量计。是用于管道中液体流量的测量和是用于管道中液体流量的测量和控制的精密仪表。控制的精密仪表。工作原理工作原理一对特殊齿型的螺旋转子直接啮一对特殊齿型的螺旋转子直接啮合，无相对滑动，不需要同步齿合，无相对滑动，不需

7、要同步齿轮。靠进、出口处较小的轮。靠进、出口处较小的压差压差推推动转子旋转。同一时刻，每一个动转子旋转。同一时刻，每一个转子在同一横截面上受到流体的转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩虽然不一样，但两个转旋转力矩虽然不一样，但两个转子分别在所有横截面上受到子分别在所有横截面上受到旋转旋转力矩的合力矩力矩的合力矩是相等的。因此两是相等的。因此两个转子各自作等速、等转矩旋转，个转子各自作等速、等转矩旋转，排量均衡无脉动。螺旋转子每转排量均衡无脉动。螺旋转子每转一周可输出一周可输出 8 8 倍倍空腔的容积，空腔的容积，因此，转子的转数与流体的累积因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流

8、体流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比的瞬时流量成正比。Q双转子流量计示意图双转子流量计示意图转子流量计转子流量计Q 转子流量计转子流量计 又称浮子流量计又称浮子流量计， 其流量其流量检测元件由一根自下向上扩检测元件由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子所组锥管轴上下移动的浮子所组成，被测流体从下向上经过成，被测流体从下向上经过锥管和浮子锥管和浮子形成的环隙时，形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，量时，

9、浮子便上升，环隙面环隙面积随之增大积随之增大，环隙处流体流，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子便稳定在某一高度。浮子流量计浮子流量计浮子流量计浮子流量计优点：优点： 结构简单，使用维护方便，对仪表前后直结构简单，使用维护方便，对仪表前后直管段长度要求不高，压力损失小而且恒定，测管段长度要求不高，压力损失小而且恒定，测量范围比较宽；量范围比较宽；缺点：缺点： 测量精确度相对较低，为测量精确度相对较低

10、，为2 2% %左右，更适左右，更适用于中小管径、中小流量和较低雷诺数的流量用于中小管径、中小流量和较低雷诺数的流量测量。仪表测量受被测介质的密度、粘度、温测量。仪表测量受被测介质的密度、粘度、温度、压力、纯净度影响；度、压力、纯净度影响；差压式流量计差压式流量计Q 差压式流量计差压式流量计 原理：原理： 基于在流通管道上设置基于在流通管道上设置流动阻力件，流体通过阻流动阻力件，流体通过阻力件时将产生压力差，此力件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间有压力差与流体流量之间有确定的数值关系，通过测确定的数值关系，通过测量差压值可以求得流体流量差压值可以求得流体流量。如量。如孔板流量计、文丘孔板

11、流量计、文丘里流量计、均速管流量计里流量计、均速管流量计压差式流量计压差式流量计优点优点： 结构简单，无可动部件；可靠性较高；复现性能好；结构简单，无可动部件；可靠性较高；复现性能好；适应性较广，它适用于各种工况下的单相流体，适用的适应性较广，它适用于各种工况下的单相流体，适用的管道直径范围宽，可以配用通用差压计；装置已标准化。管道直径范围宽，可以配用通用差压计；装置已标准化。缺点缺点： 安装要求严格；流量计前后要求较长直管段；测量安装要求严格；流量计前后要求较长直管段；测量范围窄，一般范围度为范围窄，一般范围度为 3 : 1 3 : 1 ；压力损失较大；对于；压力损失较大；对于较小直径的管道

12、测量比较困难较小直径的管道测量比较困难 ；精确度不够高；精确度不够高( (1% 1% 2%)2%)。孔板流量计孔板流量计Q 孔板流量计孔板流量计 原理：原理： 当充满管道的流体流经孔当充满管道的流体流经孔板时，将产生局部收缩，流束集板时，将产生局部收缩，流束集中，流速增加，静压力降低，于中，流速增加，静压力降低，于是是在孔板前后产生一个静压力差，在孔板前后产生一个静压力差，该压力差与流量存在着一定的函该压力差与流量存在着一定的函数关系数关系，流量越大，压力差就越，流量越大，压力差就越大。通过导压管将差压信号传递大。通过导压管将差压信号传递给 差 压 变 送 器 ， 转 换 成给 差 压 变 送

13、 器 ， 转 换 成 4 4 20mA.DC20mA.DC标准信号，经流量显示标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内的瞬时和累仪，便显示出管道内的瞬时和累积流量。积流量。孔板流量计孔板流量计 孔板流量计孔板流量计 文丘里管文丘里管涡轮流量计涡轮流量计Q 涡轮流量计涡轮流量计 原理：原理： 它采用多叶片的转它采用多叶片的转子子( (涡轮涡轮) )感受流体平均感受流体平均流速流速, ,将流速转换为涡轮将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信成与流量成正比的电信号。可以测量气体、液号。可以测量气体、液体流量。体流量。涡轮流量计涡轮流量计优点优点： 高精度高精度,

14、,一般为一般为 0.5 0.5 级，在小范围内误差级，在小范围内误差0.1%0.1%，在所有流量计中，在所有流量计中, ,属于最精确的流量计属于最精确的流量计; ;无无零点漂移零点漂移, ,抗干扰能力好，内部清洗简单。仪表有校宽抗干扰能力好，内部清洗简单。仪表有校宽的工作温度范围的工作温度范围(-200400 ) (-200400 ) ，可耐较高工作压力，可耐较高工作压力(10MPa)(10MPa)。缺点：缺点： 要求被测介质洁净；适用于粘度大的液体测量。要求被测介质洁净；适用于粘度大的液体测量。电磁流量计电磁流量计Q电磁流量计电磁流量计工作原理工作原理 电磁流量计是一种应用法电磁流量计是一种

15、应用法拉第拉第电磁感应定律电磁感应定律的流量计，的流量计，其传感器主要由内衬绝缘材其传感器主要由内衬绝缘材料的测量管，穿通测量管壁料的测量管，穿通测量管壁安装的一对安装的一对电极电极和用以产生和用以产生工作磁场的一对工作磁场的一对线圈线圈及及铁芯铁芯组成。当导电流体流经传感组成。当导电流体流经传感器测量管时，在电极上将感器测量管时，在电极上将感应与流体平均流速成正比的应与流体平均流速成正比的电压信号。该信号经转换器电压信号。该信号经转换器放大处理，直接显示流量及放大处理，直接显示流量及总量并可输出模拟、数字信总量并可输出模拟、数字信号号 。Q电磁流量计示意图电磁流量计示意图电磁流量计电磁流量计

16、电磁流量计电磁流量计优点：优点： 测量导管中无阻力件，压力损失极小；其流速测量测量导管中无阻力件，压力损失极小；其流速测量范围宽，为范围宽，为0.510m/s0.510m/s；范围度可达；范围度可达10:110:1；流量计的口；流量计的口径可从几毫米到几米以上；流量计的精度径可从几毫米到几米以上；流量计的精度 0.5-1.50.5-1.5级；级；仪表反应快，流动状态对示值影响小仪表反应快，流动状态对示值影响小缺点：缺点： 对测量导电流体的电导率有要求，不能测量气体、对测量导电流体的电导率有要求，不能测量气体、蒸汽和电导率低的石油流量。蒸汽和电导率低的石油流量。超声波流量计超声波流量计Q超声流量

17、计超声流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束超声波流量计是通过检测流体流动对超声束( (或超声脉冲或超声脉冲) )的作用的作用以测量流量的仪表。以测量流量的仪表。 根据对信号检测的原理超声流量计可分为根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度传播速度差法差法( (直接时差法、时差法、相位差法和频差法直接时差法、时差法、相位差法和频差法) )、波束偏移法、多普勒、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声波流量计超声波流量计优点：优点： 不受电率、压力、温度以及粘度的影响；与介质不不受电率、压力、温度以及粘度的影响；与介质不接触，尤其适用

18、于腐蚀性介质的测量接触，尤其适用于腐蚀性介质的测量 ；安装简单，费；安装简单，费用低用低 ；可在现有管道上安装，无需切断工艺管道，管；可在现有管道上安装，无需切断工艺管道，管径适用广泛；无挠流件，不限流、无需缩径；径适用广泛；无挠流件，不限流、无需缩径；缺点：缺点： 超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂；需要超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂；需要满管操作；满管操作；涡街流量计涡街流量计Q涡街流量计的原理涡街流量计的原理： 在流量计管道中，设置一在流量计管道中，设置一阻流件阻流件，当流体流经阻流件时，由于阻流，当流体流经阻流件时，由于阻流件表面的阻流作用，流体在阻流体两侧交替地分离释放出

19、两串规则地交件表面的阻流作用，流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的错排列的游涡游涡。这些旋涡在阻流件的侧后方分开，形成所谓的卡门这些旋涡在阻流件的侧后方分开，形成所谓的卡门 （KarmanKarman）旋涡列，两列旋涡的旋转方向是相反的。）旋涡列，两列旋涡的旋转方向是相反的。原理：原理：钝体产生的钝体产生的涡街脱落频率与流速有一定的关系。涡街脱落频率与流速有一定的关系。涡街流量计原理示意图涡街流量计原理示意图涡街流量计涡街流量计涡街流量计涡街流量计优点：优点： 涡街流量计适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量，涡街流量计适用于气体、液体和蒸汽介质的流量测量，其测量几乎不受流体参数

20、（温度、压力、密度、粘度）变化其测量几乎不受流体参数（温度、压力、密度、粘度）变化的影响。的影响。 涡街流量计在仪表内部无可动部件，使用寿命长；压力损失涡街流量计在仪表内部无可动部件，使用寿命长；压力损失小；输出为频率信号；有较宽的范围度小；输出为频率信号；有较宽的范围度 30:1 30:1 ；测量精度也；测量精度也比较高，为比较高，为0.5% 0.5% 1%1%。缺点：缺点： 流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度，旋涡发流体流速分布情况和脉动情况将影响测量准确度，旋涡发生体被沾污也会引起误差。生体被沾污也会引起误差。质量流量计质量流量计Q科 里 奥 利 质 量 流 量 计科 里 奥 利

21、 质 量 流 量 计 ( (目前使用比较广泛目前使用比较广泛) ) 简称科氏力流量计，利简称科氏力流量计，利用流体在振动管中流动时，将产用流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利生与质量流量成正比的科里奥利力的测量原理。科氏力流量计由力的测量原理。科氏力流量计由检测科里奥利力的传感器与转换检测科里奥利力的传感器与转换器组成。器组成。质量流量计质量流量计Q质量流量计原理质量流量计原理传感器测量主体为一根传感器测量主体为一根U U形管，形管，U U形管形管的两个开口端固定，流体由的两个开口端固定，流体由此流入和流出。在此流入和流出。在U U形管顶端装有形管顶端装有电磁装置电磁装置，用

22、于激发，用于激发U U形管，使形管，使其以其以O-OO-O为轴，按为轴，按固有的自振频率振动固有的自振频率振动，振动方向垂直于，振动方向垂直于U U形管所形管所在平面。在平面。U U形管中的流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，形管中的流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此时流体将产生一科里奥利加速度，并以科里奥利力此时流体将产生一科里奥利加速度，并以科里奥利力反作用于反作用于U U形形管管。由于流体在。由于流体在U U形管两侧的流动方向相反，所以作用于形管两侧的流动方向相反，所以作用于U U形管两形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而形成一个作用侧的科氏力大小相等方向相反，从而形成

23、一个作用力矩力矩。U U形管在形管在此力矩作用下将发生扭曲，此力矩作用下将发生扭曲，U U形管的扭角与通过的流体质量流量相形管的扭角与通过的流体质量流量相关。关。U U形管两侧通过中心平面的时间差也与流体质量流量相关。形管两侧通过中心平面的时间差也与流体质量流量相关。质量流量计质量流量计优点：优点：l具有准确性、重复性、稳定性，而且在流体通道内没有阻流元件和可动部件；具有准确性、重复性、稳定性，而且在流体通道内没有阻流元件和可动部件；l可直接测得质量流量信号，不受被测介质物理参数的影响，精度较高；可直接测得质量流量信号，不受被测介质物理参数的影响，精度较高；l可以测量多种液体和浆液，也可以用于多相流测量；可以测量多种液体和浆液，也可以用于多相流测量；l不受管内流态影响，因此对流量计前后直管段要求不高；不受管内流态影响，因此对流量计前后直管段要求不高；l其范围度可达其范围度可达100:1100:1。但是它的阻力损失较大，存在零点漂移，管路的振动会影响。但是它的阻力损失较大，存在零点漂移，管路的振动会影响其测量其测量缺点：缺点：n不能用于测量低密度介质和低压气体；液体中含气量超过某一限制会显着著影响不能用于测量低密度介质和低压气体；液体中含气量超过某一限制会显着著影响测量值。测量值。 n对外界振动干扰较为