1概述
隨著經濟發展，工業自動化控制、能源計量、城市公用事業、環境保護工程等對流量測量的需求急劇增長，特別是微電子技術和計算機技術的飛躍發展，極大地推動流量儀表的改進，新型流量計不斷涌現，至今已有近百種流量計投向市場，本文要點討論幾種常用流量儀表的特性應用及檢測。
本文按照(zhao)目前(qian)***流行、***廣泛(fan)的分類法，即分為:容積式流(liu)量(liang)計、差(cha)壓式流(liu)量(liang)計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、渦街流量計、超聲流量計、質量流量計和插入式流量計來分別闡述各種流量計的原理、特性、應用概況及檢測。
1.1容積(ji)式流量(liang)計(ji)
容積式流量(liang)計，又稱定(ding)排(pai)量(liang)流量(liang)計，簡稱PD流量(liang)(liang)(liang)(liang)計，在流量(liang)(liang)(liang)(liang)儀表(biao)中是精度***高的(de)一(yi)類(lei)它利用機(ji)械測量(liang)(liang)(liang)(liang)元(yuan)件把流體連(lian)續(xu)不(bu)斷(duan)地分(fen)割成單個(ge)己(ji)知的(de)體積(ji)部(bu)分(fen)，根據測量(liang)(liang)(liang)(liang)室(shi)逐次重復地充(chong)滿和排放該體積(ji)部(bu)分(fen)流體的(de)次數來(lai)測量(liang)(liang)(liang)(liang)流體體積(ji)總量(liang)(liang)(liang)(liang)。
容積式流量計按(an)其測量元件分(fen)類，可分(fen)為(wei)橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、螺桿流量計、刮板流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、轉筒式流量計、膜式氣量計等。
優點:
(1)計量精度高;基本(ben)誤差一般為(wei)士0.5%，且可(ke)達(da)士0.2%或更(geng)高。
(2)安(an)裝管道條件對(dui)計一量精(jing)度沒(mei)有影響;
(3)可用(yong)于高粘(zhan)度液體(ti)的測量;
(4)范圍度寬;一般為10: 1到5: 1，特(te)殊(shu)可達(da)30: 1;
(5)直讀式(shi)儀表無需外部能源可直接獲得累計(ji)總量，清晰明(ming)了，操作簡(jian)便。
缺點:
(1)結(jie)果復雜，體積(ji)龐大;
(2)被測介質(zhi)種類、口徑(jing)、介質(zhi)工作狀態(tai)局(ju)限性較大(一般只適用中*********);
(3)不適用于高、低溫(wen)場合(一(yi)般(ban)為一(yi)10 C-50 0C );
(4)大部分儀表只適用于潔(jie)凈(jing)單相(xiang)流體(ti);
(5)產生噪聲及振動(dong)。
應用概況:
容積式(shi)流(liu)量(liang)(liang)計(ji)與差壓式(shi)流(liu)量(liang)(liang)計(ji)、浮子流(liu)量(liang)(liang)計(ji)并列為三類使用(yong)量(liang)(liang)***大的流(liu)量(liang)(liang)計(ji)，由于自身(shen)特征常應用(yong)于石油、化工、涂料、醫藥、食品(pin)以及能源(yuan)等工業部門計(ji)量(liang)(liang)昂貴介(jie)質(zhi)總量(liang)(liang)。
1.2差壓式流量計(ji)
差壓式流量計早在20世(shi)紀20年(nian)代，美國和(he)歐洲開始大規模研究(jiu)，進入(ru)80年代進一步(bu)完善，******標準(zhun)ISO-5167發布，90年代中后期，該(gai)流(liu)量計成為用量***廣的流(liu)量測量儀表(占50%-60%)。差壓式流量(liang)計是根(gen)據安(an)裝(zhuang)于管道(dao)中流量(liang)檢(jian)測件產生的(de)差壓，己知的(de)流體條件和檢(jian)測件與(yu)管道(dao)的(de)幾(ji)何尺(chi)寸來計算流量(liang)的(de)儀表(biao)。
差(cha)壓式流量計(ji)由一次裝置(檢(jian)測件)和(he)二(er)次裝置(zhi)(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通(tong)常以檢(jian)測件形式對差壓式流(liu)量計(ji)分類(lei)，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝(zhuang)置為各種機(ji)械(xie)、電子(zi)、機(ji)電一體(ti)(ti)式差壓計(ji)，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列(lie)化、通用化及標準化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表(biao)，它既可測(ce)量(liang)(liang)流量(liang)(liang)參數(shu)(shu)，也可測(ce)量(liang)(liang)其它參數(shu)(shu)(如壓力、物位、密度等)o
差壓(ya)式流(liu)量計(ji)的(de)檢測件按其作用原理可分為:節流裝(zhuang)置、水力阻力式(shi)、離心式(shi)、動(dong)壓頭式(shi)、動(dong)壓頭增益(yi)式(shi)及射(she)流式(shi)幾(ji)大類。
檢(jian)測(ce)件又可按其標準化(hua)程度分為二大類:標準的(de)和(he)非標準的(de)。
所謂標準檢測件(jian)是只要按照標準文件(jian)設計、制造(zao)、安裝和(he)使用，無須經(jing)實(shi)流標定即可(ke)確定其流量值和(he)估算測量誤差。
非標(biao)準(zhun)檢測(ce)件是成熟程度較(jiao)差的，尚未列入******標(biao)準(zhun)中(zhong)的檢測(ce)件。
差壓(ya)式流量(liang)(liang)計(ji)(ji)是(shi)一(yi)類應(ying)用***廣泛的流量(liang)(liang)計(ji)(ji)，在(zai)各類流量(liang)(liang)儀表(biao)中其使用量(liang)(liang)占(zhan)居******。近(jin)年來，由(you)于各種新型流量(liang)(liang)計(ji)(ji)的問世(shi)，它(ta)的使用量(liang)(liang)百(bai)分數逐(zhu)漸下降，但目(mu)前仍(reng)是(shi)***重要的一(yi)類流量(liang)(liang)計(ji)(ji)。
優點(dian):
(1)應(ying)用***多的孔(kong)板(ban)式流量計結(jie)構簡單牢固，性能穩定(ding)可靠(kao)，使(shi)用壽命長(chang)，價格低廉;
(2)應(ying)用范(fan)圍廣泛，至(zhi)今尚(shang)無任(ren)何一類(lei)流量計可與(yu)之相比(bi)擬;
(3)檢(jian)測件(jian)與變送器、.顯示儀表分別由不同廠家(jia)生產，便于規模經(jing)濟生產。
缺點:
(1)測(ce)量(liang)精度普(pu)遍(bian)偏低;
(2)范圍度窄，一(yi)般僅3:1~4:1
(3)現場安裝條件(jian)要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
(5)變送器等引壓管線多(duo)，易(yi)產生泄(xie)漏(lou)、堵塞、凍結及人為(wei)破壞。
差壓(ya)式流量計按(an)結(jie)構(gou)分類(lei):1、標(biao)準孔板;2、標(biao)準噴嘴(zui);3、文丘里管;4、偏心孔(kong)板;5,整體孔板;
6、彎管;7、臨(lin)界(jie)流(liu)節流(liu)裝置;8、文丘(qiu)里噴嘴(zui)。適用流體(ti):單相(xiang)流(liu)體，包(bao)括液、氣、蒸汽、部分混相(xiang)流(liu)，如氣固(gu)、氣液、液固(gu)等。工作(zuo)狀(zhuang)態:常壓(ya)、高壓(ya)、真空(kong)、常溫(wen)、高溫(wen)、低溫(wen)。
1.3浮子流量計
浮子(zi)流(liu)量(liang)計，又(you)稱轉子(zi)流(liu)量(liang)計，是以浮子(zi)在垂直錐(zhui)形管中升降(jiang)，進行測(ce)量(liang)的體積流(liu)量(liang)儀表。
浮子流(liu)(liu)量計是僅次(ci)于差壓式(shi)流(liu)(liu)量計應用(yong)范圍***寬(kuan)廣的一類流(liu)(liu)量計，特別在小(xiao)、微流(liu)(liu)量方面(mian)有(you)舉足輕重的作用(yong)。
優缺點:
(1)玻璃(li)管浮子流量計(ji)結構簡單，價格低廉(lian)，使用方便，缺點是耐壓力溫度低，玻璃(li)管易碎;
(2)適用于小管徑和低流(liu)速;
(3)壓力損(sun)失較(jiao)低。
(4)有(you)較寬的流(liu)量范圍，一(yi)般為10: 1，缺點(dian)是精度(du)低，主要作為(wei)直觀流動指示或對精度(du)要求不高的(de)
現場指示儀表。
1.4渦輪流量計
渦輪流量(liang)計，是葉(xie)輪式(shi)流量計中的(de)主要品種，它一般由(you)傳感器(qi)和(he)顯示儀(yi)兩部(bu)分(fen)組成，也(ye)可(ke)做成整體(ti)式(shi)。采用多葉(xie)片的(de)轉子(渦輪)感受流體(ti)平(ping)均流速，從而推導(dao)出流量或總量的儀表。
渦輪流(liu)量(liang)計(ji)和容積式流(liu)量(liang)計(ji)、科(ke)氏質量(liang)流(liu)量(liang)計(ji)是重復性、精度***佳(jia)的(de)產(chan)(chan)品(pin)，十大(da)類型流(liu)量(liang)計(ji)之一，其產(chan)(chan)品(pin)已發展為多(duo)品(pin)種、多(duo)系列(lie)批(pi)量(liang)生產(chan)(chan)的(de)規模。
優點:
(1)高精度，在所有流(liu)量計(ji)中，屬于(yu)***準確(que)的流(liu)量計(ji)(液體(ti)一般(ban)士0. 196一士0.596，氣體范圍(wei)士(shi)0.5%一(yi)士(shi)1.596);
(2)重復(fu)性好，短期達(da)0.0596^-0.296，適用于貿易結算;
(3)無(wu)零點(dian)漂移，抗干擾能(neng)力(li)好;
(4)范(fan)圍度寬，可達40: 1-10: 1;
(5)結(jie)構緊湊，安(an)裝(zhuang)維護方便。
缺點(dian):
(1)不(bu)能長(chang)期保持校(xiao)準特性，檢定周(zhou)期短(duan);
(2)流體(ti)物(wu)性(密度(du)、粘度(du))對(dui)流量特性有較大(da)影(ying)響。
(3)不適于脈動(dong)流(liu)和(he)混相流(liu);
(4)*********(DN50以下)性能難以提(ti)高。
應用(yong)概況:
渦輪流量計在以下一些測量對(dui)象獲得(de)廣泛(fan)應用:石油、有機液體(ti)、無(wu)機液、液化氣(qi)、天(tian)然氣(qi)和(he)低溫流體(ti)統(tong)在歐洲(zhou)和(he)美國，渦輪流量計(ji)在用量上是(shi)僅次于孔板流量計(ji)的天(tian)然計(ji)量儀(yi)表，僅荷蘭在天(tian)然氣(qi)管線(xian)上就采(cai)用了2600多臺(tai)各種(zhong)尺習‘，壓力從0.8-6.SMPa的氣體渦輪流量計(ji)，它(ta)們(men)己成為優良的天(tian)然氣計(ji)量儀表(biao)。
1.5電磁(ci)流(liu)量計
電磁流量(liang)計是根據法(fa)拉弟(di)電磁感(gan)應定(ding)律制成的(de)一種(zhong)測量導電性液體的(de)儀表。
電磁流量計有一系列優良特性，可以解決(jue)其它流量計不易(yi)應用的(de)問題，如臟污(wu)流、腐蝕流的(de)測量。
70, 80年(nian)代電磁流量在技(ji)術上(shang)(shang)有重大(da)突破，使(shi)它(ta)成為(wei)應用廣(guang)泛的一類流量計(ji)，在流量儀表中其使(shi)用量百分數不斷上(shang)(shang)升。
優(you)點:
(1)測量通道(dao)是一段光(guang)滑直管，不會阻塞，適(shi)用于測量含固(gu)體顆粒的液固(gu)二(er)相流體，如紙漿、煤(mei)水漿、礦漿、泥漿、污水等;
(2)不產(chan)生流(liu)量檢測所造(zao)成的壓力損失，節能效果好;
(3)所(suo)測得體(ti)積流(liu)量實際上不(bu)受流(liu)體(ti)密度、粘度、溫度、壓力和電導率變(bian)化的明(ming)顯(xian)影響;
(4)流量范圍大，口徑范圍寬(通常為20: 1^50: 1);
(5)可應用(yong)腐蝕(shi)性(xing)流體。
缺點:
(1)不能測(ce)量電(dian)導率很低的液(ye)體，如石油制品(pin)和有機溶劑等;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含(han)有較大氣泡的液體;
(3)不能用于較高溫度的液(ye)體(ti)。
應用概況:
電(dian)磁(ci)流量計應用領域廣泛，大(da)口徑儀表(biao)較多應用于給排水工程(cheng);中*********常用(yong)于固液雙相(xiang)等高要求(qiu)或難測場合，如(ru)鋼(gang)鐵工(gong)(gong)業高爐風口冷卻水控制，造紙工(gong)(gong)業測量紙漿液和黑液，化(hua)學(xue)工(gong)(gong)業的強腐蝕液，有(you)色冶金工(gong)(gong)業的礦漿;，J、口徑、微*********常用一于醫藥(yao)工業(ye)、食品工業(ye)、生物(wu)化學等有衛生要求(qiu)的場所。
1.6渦街流(liu)量計
渦街流量(liang)計(ji)是在(zai)流(liu)體(ti)(ti)中(zhong)安放一根(gen)非流(liu)線型游渦發生體(ti)(ti)，流(liu)體(ti)(ti)在(zai)發生體(ti)(ti)兩側交替地(di)分離釋放出兩串規則地(di)交錯排列的游渦的儀表(biao)。
渦街流量(liang)計(ji)按頻率檢出(chu)方式可分為(wei):應(ying)力(li)式(shi)(shi)、應(ying)變式(shi)(shi)、電容式(shi)(shi)、熱敏式(shi)(shi)、振動(dong)體式(shi)(shi)、光電式(shi)(shi)及超聲式(shi)(shi)等。
渦(wo)街流(liu)量(liang)計一(yi)是屬于***年(nian)輕(qing)的一(yi)類流(liu)量(liang)計，但其發(fa)展(zhan)迅速，目前己成為通(tong)用的一(yi)類流(liu)量(liang)計。
優點:
(1)結構簡(jian)單牢固，安裝維護方便;
(2)適(shi)用流(liu)體種類多，如液體、氣體、蒸汽(qi)和部分混相流(liu)體:
(3)精度(du)較高(與差壓式或浮子式比(bi)較)，一般(ban)為(wei)士(shi)1%~士2%;
(4)范圍度(du)寬，一般10: 1或(huo)20: 1;
(5)壓損(sun)小，無零(ling)點漂移。
缺點:
(1)不適(shi)用(yong)于低(di)(di)雷諾數測量，故(gu)不適(shi)用(yong)于高(gao)粘度、低(di)(di)流速、*********使用(yong);
(2)需一定長度的直管段;
(3)儀表系(xi)數較低(di)(與(yu)渦輪流量計相比)，一般用(yong)于DN300以(yi)下;
(4)儀表在脈動流、多相(xiang)流中(zhong)尚缺乏理(li)論和實踐驗證。
應用概況:
渦(wo)街流量計自20世紀70年代應用(yong)以來，由于(yu)一些突出(chu)的特點(dian)，受到(dao)用(yong)戶歡(huan)迎，發展迅速(su)。在(zai)水、空氣、蒸汽等氣、液流體(ti)的計(ji)量中廣泛使用(yong)，特別是在(zai)蒸汽貿易計(ji)量中有(you)逐步(bu)替代孔(kong)板的趨勢。我市供(gong)熱貿易計(ji)量中，渦街占80%以上，在(zai)眾多流量計中(zhong)，渦(wo)(wo)街的經濟性較(jiao)好，基本性能處(chu)于中(zhong)等(deng)(deng)偏上水(shui)平，購置費用低于質量式、電磁式等(deng)(deng)，且安(an)裝、運(yun)行(xing)、維護費低于差壓(ya)式、容(rong)積(ji)式、渦(wo)(wo)輪式等(deng)(deng)。
1.7超聲(sheng)流量(liang)計(ji)
超聲流量計(ji)是(shi)通過檢測流體流動對(dui)超聲(sheng)束(或超(chao)聲脈沖)的作(zuo)用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的(de)原理超(chao)聲流量計(ji)可分為(wei)(1)傳(chuan)播時間(jian)法(fa);(2)波束偏移法;(3)多普勒(le)效應法;<4)相關法;(5)噪聲法等。
超聲流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)和電磁(ci)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)一樣，因儀(yi)表流(liu)通(tong)通(tong)道未設置任何阻礙(ai)件(jian)，均屬無阻礙(ai)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)，是(shi)適于解決(jue)流(liu)量(liang)(liang)(liang)測量(liang)(liang)(liang)困難問題的一類流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)，特別在大口徑流(liu)量(liang)(liang)(liang)測量(liang)(liang)(liang)方面有較突出(chu)的優點(dian)，近年來它(ta)是(shi)發展迅速的一類流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)之一。
優(you)點:
(1)可作非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓(nao)測量，無壓力損失;
(3)可(ke)測量非導電性液體，對無阻撓(nao)測量的(de)電磁流(liu)量計是一(yi)種補充(chong)。
缺點:
(1)傳播時問法(fa)只能用(yong)于清潔(jie)液體和氣體;而(er)多普勒法只能用(yong)于測量(liang)含(han)有一定量(liang)異相的(de)液體(ti);
(2)多普勒法測量精度不高。
(3)外(wai)夾裝式(shi)超聲流(liu)量計(ji)一不能用于(yu)襯里或(huo)結垢太厚(hou)的管道或(huo)銹(xiu)蝕嚴重(zhong)的管道。
應用概(gai)況(kuang):
(1)傳(chuan)播時間(jian)法(fa)應用(yong)于清潔、單相液體和(he)氣體。典型應用(yong)有給水、工廠排(pai)放液、液化天然氣等;
(2)多普(pu)勒法適(shi)用(yong)于異相含量(liang)不太高(gao)的(de)雙相流體，例如(ru):未處理污水(shui)、工廠排放(fang)液、臟流程液;通常不(bu)
適(shi)用于非常清潔(jie)的液(ye)體(ti)。
2流量儀表的檢定/校準(zhun)
2.1檢定的(de)目的(de):流量儀(yi)表(biao)檢測(ce)主要(yao)目的(1)開發研制(zhi)的(de)試驗，確定儀表的(de)性能;(2)產品出廠(chang)檢
驗，確保流量儀表、產品質量;(3)使用中(zhong)首(shou)檢(jian)和(he)周期檢(jian)定(ding)，確保(bao)流量儀表(biao)貿(mao)易(yi)結算***值準確可靠。
2.2檢定的方法(fa):檢定方(fang)法(fa)可(ke)分為三種:直接比較測量(liang)法、間接測量(liang)法和綜合測量(liang)法。
2.3檢定裝置:流量(liang)檢定標準裝(zhuang)置可(ke)分(fen)為(wei):質量法(fa)、容積法(fa)、標(biao)準表法(fa)、鐘罩法(fa)、體積管法(fa)以及臨界噴嘴法(fa)等。
靜態容積法、水(shui)流量(liang)標準裝(zhuang)置是(shi)發展歷史***悠久，設(she)計及工藝***完善的一種流量(liang)檢(jian)(jian)驗裝(zhuang)置，是(shi)各國原始標準的主要類型，在(zai)流量(liang)檢(jian)(jian)定(ding)中占主要的地位，廣泛(fan)用于容積式、渦輪式、渦街式、超聲(sheng)波、電(dian)磁、質(zhi)量(liang)流量(liang)計檢(jian)(jian)定(ding)。
孔板主要用間接測量法檢定。
3結(jie)論
由上述可知，流量(liang)計發展到今天雖然(ran)己(ji)日趨成熟，但其(qi)種(zhong)類仍然(ran)極其(qi)繁(fan)多(duo)，至今尚無一種(zhong)對于任何場合都適用(yong)的流量(liang)計。
每(mei)種流量計都(dou)(dou)有其適用范(fan)圍，也(ye)都(dou)(dou)有局限性。這就要求我們:
(1)在選擇(ze)儀(yi)表(biao)時(shi)，一(yi)定要熟悉儀(yi)表(biao)和(he)被(bei)測(ce)對(dui)象兩方面的情況，并(bing)要兼(jian)顧考慮其它因素，這樣測(ce)量才會準確:
(2)努(nu)力(li)研制新型儀表(biao)，使(shi)其在現有的基礎(chu)上(shang)更加完善。
