流量?jì)x表的類(lèi)型及特性

    流量?jì)x表的分類(lèi)方法很多，至今外還沒(méi)有統一的標準。表1列出了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常用的七大類(lèi)流量?jì)x表的型式及其主要特點(diǎn)。下面分別作簡(jiǎn)要介紹。

    1　差壓型

    差壓測量技術(shù)是目前應用zui廣泛的一種流量測量方法，幾乎能測量各種工況下單相流體和高溫高壓下流體的流量。70年代，這種技術(shù)曾占到*的80%。今天，隨著(zhù)新技術(shù)的應用，這個(gè)比例已降至40%左右，仍占了近“半壁江山”。差壓型流量計一般由節流裝置、變送器兩部份組成。節流裝置常見(jiàn)的有孔板、噴嘴、畢托管、均速管等。節流裝置的作用是使流經(jīng)的流體收縮且在其上、下游產(chǎn)生差壓。根據伯努利能量守恒定律和連續性方程可以得出，它與節流件的幾何形狀、直徑比以及流體的溫度、壓力、粘度、密度等因素有關(guān)。

    由于是平方根關(guān)系，所以差壓型流量?jì)x表的測量范圍一般不大，只有3∶1～5∶1。在此范圍內，孔板的讀數精度約為2%～3%，文丘里管的讀數精度約為3%～4%。各種節流裝置中，孔板由于其結構簡(jiǎn)單，安裝方便，所以zui為常用。但是它對加工尺寸要求嚴格。只要按規范要求加工、安裝，經(jīng)檢驗合格后就可以在不確定度范圍內進(jìn)行流量測量，而不需要用實(shí)液檢定。節流裝置都有一個(gè)不可恢復的壓力損失，壓損zui大的是銳邊孔板，為儀表zui大差壓的25%～40%。畢托管的壓損則很小，可以忽略不計，但它對流體形面的變化非常敏感。

    2　變面積型

    這種類(lèi)型流量計的典型代表是轉子流量計。對于3″以?xún)鹊墓艿?，此流量計效果較好。它的突出優(yōu)點(diǎn)是直接就地測量時(shí)不用外加電源。轉子流量計按其制造材料不同，分為玻璃轉子流量計和金屬管轉子流量計兩大類(lèi)。玻璃轉子流量計結構簡(jiǎn)單，轉子位置清晰可見(jiàn)，易讀數，多用于常溫、常壓、透明和腐蝕性介質(zhì)，如空氣、煤氣、氬氣等。金屬管轉子流量計一般帶有磁性連接指示器，用于高溫、高壓的場(chǎng)合，并且能傳輸出標準信號與記錄儀等配套使用，計量累積流量。目前市場(chǎng)上有一種帶加載彈簧錐形頭的垂直式變面積式流量計，它沒(méi)有冷凝室和緩沖室，測量范圍達到100∶1，并且是線(xiàn)性輸出，zui適于蒸汽的測量。

    3　振蕩型

    渦街流量計是振蕩型流量?jì)x表的典型代表。它是在流體前進(jìn)方向上放置一非流線(xiàn)形物體，流體在該物體后方形成兩列規則的非對稱(chēng)漩渦列。漩渦列的頻率與流速成一定比例。這種測量方法的特點(diǎn)是管道內無(wú)可動(dòng)部件，讀數重復性、可靠性好，使用壽命長(cháng)，線(xiàn)性測量范圍寬（氣體約為30∶1，液體約為10∶1），幾乎不受溫度、壓力、密度、粘度等變化的影響，壓力損失小，精度高（約0 5%～1%）。其工作溫度可達300℃以上，工作壓力可達30ｍPａ以上。但流體流速分布情況和脈動(dòng)流會(huì )影響測量精度。不同的介質(zhì)可采用不同的漩渦感測技術(shù)，對于蒸汽可用振動(dòng)盤(pán)式或壓電晶體式，對于空氣可采用熱力式或超聲波式，而對于水，幾乎感測技術(shù)都適用。和孔板一樣，渦街流量計的流量系數也是由一組尺寸來(lái)決定的。

    4　電磁型

    這類(lèi)流量計是利用導電的流體流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應電壓的大小來(lái)檢測流量的。因此它只適用于導電介質(zhì)（目前已有適用于導電率低至0 008μｓ ｃｍ介質(zhì)的產(chǎn)品）。從理論上講，這種方法不受流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響，量程比可達100∶1，精度約為0 5%。適用管徑從2ｍｍ到3ｍ。廣泛應用于水、泥漿、紙漿或腐蝕性介質(zhì)的流量。電磁型流量計由于信號微弱，滿(mǎn)量程時(shí)，通常只有2 5～8ｍＶ，流量很小時(shí)僅有幾毫伏，易受外界干擾。因此，要求變送器的外殼、屏蔽線(xiàn)、測量導管、變送器兩端的管道都要接地并單獨設置接地點(diǎn)，不要連接在電機、電器等的公用地線(xiàn)上。

    5　超聲波型

    這類(lèi)流量計zui常見(jiàn)的是多普勒流量計和時(shí)差流量計。多普勒流量計是根據被測流體中移動(dòng)目標所反射的聲波頻率的變化來(lái)檢測流量的。此法適用于測量高速流體，不宜測量低速流體，且準確度較低，對管道內壁的光滑度要求較高，但它的電路簡(jiǎn)單。

    時(shí)差流量計是通過(guò)超聲波在注流體中順流和逆流傳播的時(shí)間差來(lái)測量流量的。由于時(shí)差的數量級很?。ㄒ话銥?0-6ｓ），因此，為保證測量準確度，對電子線(xiàn)路的要求較高，從而儀表的成本相應增加。時(shí)差流量計一般適用于純凈且流速場(chǎng)均勻的層流液體。對于紊流液體，可采用多聲束時(shí)差流量計。

    6　動(dòng)量矩型

    這類(lèi)流量計是根據動(dòng)量矩守恒原理，通過(guò)流體沖擊旋轉部件（葉輪、螺旋器等），使之旋轉，而旋轉部件的轉速與流速成比例關(guān)系。再利用磁學(xué)、光學(xué)、機械計數等方法將轉速轉換成電信號，從而計算出流量。

    渦輪流量計是這類(lèi)儀表中應用zui廣泛且準確度較高的一種。它適用于氣體、液體介質(zhì)，但在結構上略有不同。用于氣體的，其葉輪角度較小，而且葉片數量多。渦輪流量計的準確度可達0 2%～0 5%，在狹小范圍內可達0 1%。量程比為10∶1，壓損小，耐壓高。但它對流體的潔凈度有一定要求，且易受流體密度和粘度的影響，口徑越小，影響越大。和孔板一樣，要保證安裝點(diǎn)前后有足夠的直管段，以避免流體旋轉而改變對葉片的作用角度。

    7　正位移型

    這類(lèi)儀表的工作原理是根據旋轉體每旋轉一周，流體移動(dòng)一個(gè)固定量來(lái)測量的。儀表的設計方式各異，如橢圓齒輪流量計、旋轉活塞流量計和刮板流量計等。橢圓齒輪流量計的量程比較大，可以達到20∶1，且。但運動(dòng)齒輪易被流體中的雜質(zhì)卡死。旋轉活塞流量計單位流通量大，但由于結構上的原因，泄漏量較大，準確度不高。正位移型的流量計基本與流體粘度無(wú)關(guān)，適用于油脂類(lèi)、水等介質(zhì)，但不適用于蒸汽、空氣等介質(zhì)。