多種流量計工作原理及特點

上海上自儀公司流量計用來測量管道或明渠中流體流量的一種儀表。根據(jù)檢測量的不同：體積流量計、質(zhì)量流量計；根據(jù)檢測原理的不同：速度式流量計、容積式流量計、質(zhì)量式流量計。

工作原理：

流體充滿管道，流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，流束會出現(xiàn)局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續(xù)性定律為基準的。

工作特點：

①節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長，價格低廉;

②應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測量，部分混相流亦可應(yīng)用;

③標(biāo)準型節(jié)流裝置無須實流校準，即可投用;

④ 一體型孔板安裝更簡單，無須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

工作原理：

基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁常當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠，特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

工作特點：

①具有雙向測量系統(tǒng);

② 傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑；

③ 壓力損失小；

④測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；

⑤主要應(yīng)用于污水處理方面。

不同流量計測量原理——渦輪流量計

工作原理：

在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。流體流動帶動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖，用二次表顯示出數(shù)據(jù)，反應(yīng)流體流速。

工作特點：

①抗雜質(zhì)能力強;

②抗電磁干擾和抗振能力強;

③其結(jié)構(gòu)與原理簡單，便于維修;

④幾乎無壓力損失，節(jié)省動力消耗。

不同流量計測量原理——文丘里流量計

工作原理：

當(dāng)流體流經(jīng)文丘里流量計管道內(nèi)的節(jié)流件時，流速在文丘里節(jié)流件初形成局部收縮，導(dǎo)致流速增加，靜壓差下降，文丘里流量計前后便產(chǎn)生了靜壓差，流體流量越大，靜壓差就越大，根據(jù)壓差來衡量流量。

工作特點：

無磨蝕與積污的問題，同時可以有一定的整流的作用，測量精度和穩(wěn)定性高。

不同流量計測量原理——容積式流量計

工作原理：

流體通過流量計，就會在流量計進出口之間產(chǎn)生一定的壓力差.流量計的轉(zhuǎn)動部件(簡稱轉(zhuǎn)子)在這個壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口.在這個過程中，流體一次次地充滿流量計的“計量空間”，然后又不斷地被送往出口。在給定流量計條件下，該計量空間的體積是確定的，只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù).就可以得到通過流量計的流體體積的累積值。

工作特點：

①計量精度高;②安裝管道條件對計量精度沒有影響;③可用于高粘度液體的測量;④范圍度寬;⑤直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便;⑥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大⑦不適用于高、低溫場合;⑧大部分儀表只適用于潔凈單相流體;⑨噪聲和振動較大。

工作原理：

當(dāng)被測液體經(jīng)管道進入流量計時，由于進出口處產(chǎn)生的壓力差推動一對齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不斷地把經(jīng)初月形空腔計量后的液體輸送到出口處，橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與每次排量四倍的乘積即為被測液體流量的總量。

工作特點：

流量測量與流體的流動狀態(tài)無關(guān);粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測介質(zhì)的粘度愈大，泄漏誤差愈小，對測量愈有利;橢圓齒輪流量計計量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會將齒輪卡死，以致無法測量流量)。如果被測液體介質(zhì)中夾雜有氣體時，也會引起測量誤差。

不同流量計測量原理——轉(zhuǎn)子流量計

工作原理：

當(dāng)測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動沖擊著轉(zhuǎn)子，并對它產(chǎn)生一個作用力，當(dāng)流量足夠大時，產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起。同時，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個:流體對轉(zhuǎn)子的動壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計垂直安裝時，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個力達到平衡時，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對于給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動，相應(yīng)位置的流動截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時對應(yīng)的速度，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對于一臺給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對應(yīng)關(guān)系。

工作特點：

結(jié)構(gòu)簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點;轉(zhuǎn)子流量計適用于測量通過管道直徑。

工作原理：

根據(jù)流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在旋渦發(fā)生體（常見的形狀有圓柱形、T柱形、三角形等）后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦（即卡門旋渦），根據(jù)大量實驗證明，漩渦發(fā)聲體單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率f、流速v、直徑d之間有如下關(guān)系：f=Sr×v/d，其中Sr為斯特勞哈爾數(shù)。由于Sr是雷諾數(shù)的函數(shù)，因此流量Qv與單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率f成正比關(guān)系。通過檢測元件測出漩渦的頻率，就可以計算出流體的流量。

工作特點：

①結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠;

②安裝簡單，維護十分方便;

③量程范圍大，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。

④渦街流量計重量輕，價格便宜，是一種比較經(jīng)濟實惠的流量計。

不同流量計測量原理——腰輪流量計

工作原理：

腰輪流量計的工作原理基于容積式測量原理，通過腰輪（或稱為轉(zhuǎn)子）的旋轉(zhuǎn)來測量流體通過管道的體積。當(dāng)有流體通過流量計時，在流量計進出口流體差壓的作用下.兩腰輪將按同方向旋轉(zhuǎn)。計量室內(nèi)液體不斷流進流出，只需要知道計量室體積和腰輪轉(zhuǎn)動次數(shù)就可以計算出流體流量。

工作特點：

① 在測量工況體積流量時，腰輪流量計幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。適用于多種流體介質(zhì)。

② 腰輪流量計能夠提供高精度的流量測量，特別是在低流量和中小流量范圍內(nèi)，其測量準確度比較高。

③腰輪流量計的結(jié)構(gòu)簡單，維護方便。在正常使用情況下，幾乎不需要進行維護。

④腰輪流量計可以水平或垂直安裝，適用于不同的安裝環(huán)境。

⑤與其他類型的流量計相比，腰輪流量計在流體通過時產(chǎn)生的壓力損失較小，有助于節(jié)省能源和降低成本。

不同流量計測量原理——雙轉(zhuǎn)子流量計

工作原理：

進、出口處較小的壓差推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同一時刻，每一個轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無脈動。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出 8 倍空腔的容積，因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的瞬時流量成正比。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性聯(lián)軸器傳到表頭計數(shù)器，顯示出流過流量計(流過管道)的流量。

工作特點：

① 適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測量液體的粘度范圍大;

② 流量計通過的液體流量大;

③使用壽命長，準確度高，可靠性強;

④壓內(nèi)損失極小;

⑤可直接與計算機聯(lián)網(wǎng)。

工作原理：

當(dāng)流體流動，對靶板產(chǎn)生一個作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，位移大小與流速有關(guān)，根據(jù)位移與流速的關(guān)系計算出流量。

工作特點：

①整臺儀表結(jié)構(gòu)堅固無可動部件，插入式結(jié)構(gòu),拆卸方便;

②可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)(如哈氏合金，鈦等);

③整機可做成全密封無死角(焊接形式)，無任何泄漏點，可耐42MPa 高壓;

④儀表內(nèi)設(shè)自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然;

⑤傳感器不與被測介質(zhì)接觸，不存在零部件磨損，使用安全可靠；

⑥能準確測量各種常溫、高溫500 度、低溫-200 度工況下的氣體、液體流量等。

工作原理：

超聲波流量計通過檢測流體流動對超聲波產(chǎn)生的影響來對液體流量進行測量，其利用的是“時差法”。首先，使用探頭1發(fā)射信號，信號穿過管壁1、流體、管壁2后被另一側(cè)的探頭2接收到;在探頭1發(fā)射信號的同時探頭2也發(fā)出同樣的信號，經(jīng)過管壁2、流體、管壁1后被探頭1接收到;由于流速的存在使得兩時間不等，存在時間差，因此根據(jù)時間差便可求得流速，進而得到流量值。

工作特點：

可以測量常規(guī)管道流量，還可以測量不易觀察、不易接觸的管道的流量；其不僅可以測量常規(guī)流體流量，還可對具有強腐蝕性、放射性、易燃、易爆等特點的流體進行流量的測量。但是超聲波流量計對所測流體的溫度范圍有所限制，目前我國的超聲波流量計僅可用于200℃以下流體的測量;而且，超聲波流量計的測量線路相當(dāng)復(fù)雜，對測量線路要求較高。

工作原理：

噴嘴的測量原理是依據(jù)流體力學(xué)的節(jié)流原理，充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的噴嘴時，流速將在噴嘴形成局部收縮，從而使流速加快，靜壓力降低，于是在噴嘴前后便產(chǎn)生了壓力降或叫壓差，介質(zhì)流動的流量愈大，在噴嘴前后產(chǎn)生的壓差也就愈大，所以可通過測量壓差來測量流體流量的大小。

工作特點：

①結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便;

② 噴嘴比孔板的壓力損失小，要求直管段長度也短;

③無需實流校驗，性能穩(wěn)定;

④可耐高溫高壓、耐沖擊;

⑤耐腐蝕性能比孔板好，壽命長;

⑥精度高、重復(fù)性好、流出系數(shù)穩(wěn)定;

⑦圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計可測量各種液體、氣體、蒸汽以及各種臟污介質(zhì);

⑧ 整體鍛造加工技術(shù)，造價較高。

工作原理：

當(dāng)一個位于旋轉(zhuǎn)系內(nèi)的質(zhì)點作朝向或者離開旋轉(zhuǎn)中心的運動時，將產(chǎn)生一慣性力，通過直接或者間接地測量出在旋轉(zhuǎn)管道中流動的流體作用于管道上的科里奧利力，就可以測得流體通過管道的質(zhì)量流量。

工作特點：

高精度：科氏質(zhì)量流量計直接測量質(zhì)量流量，有很高的測量精度。

寬測量范圍：適用于多種流體介質(zhì)的測量，可以覆蓋較大的測量范圍。

無阻流件：測量管的振動幅度小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)無阻礙件和活動件。

多功能：可同步測出流體的密度，從而可以解算出體積流量；也可解算出雙組分液體各自所占的比例，包括體積流量、質(zhì)量流量以及它們的累計量。

抗震差：對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計的流量傳感器安裝固定要求較高等。

可雙向流量測量：適用于需要雙向流量測量的場合。

工作原理：

熱式質(zhì)量流量計的工作原理基于熱傳遞原理。它通常包含兩個主要部分：一個加熱元件和一個溫度傳感元件。加熱元件通過電流加熱，而溫度傳感元件則用于檢測流體溫度。當(dāng)流體流經(jīng)加熱元件時，會帶走一部分熱量，導(dǎo)致加熱元件的溫度下降。通過測量加熱元件溫度的變化或保持其溫度與被測氣體溫度之間恒定溫差的電流變化，可以計算出流體的質(zhì)量流量。

工作特點：

寬量程比：該流量計具有較寬的測量范圍，能夠覆蓋從極低到較高的氣體流量。

壓損低：由于無活動部件和無阻流件的設(shè)計，熱式質(zhì)量流量計的壓力損失較小，對流體系統(tǒng)的影響也較小。

抗震性能好：傳感器無活動部件和壓力傳感部件，不易受震動對測量精度的影響

工作原理：

流量計由沖擊流量變送器和智能流量積算儀兩部分組成。變送器部分由檢測板、水平位移機構(gòu)、位移傳感器和前置放大器組成，流量積算儀為一智能化儀表，具有多種功能。

變送器把物料流以檢測板的沖擊力分解成一個水平分力和Fm和一個垂直分力Fp。垂直分力由變送器的機械結(jié)構(gòu)吸收而消失，水平分力經(jīng)檢測板作用在沖板軸上，通過測量彈簧平衡，并且?guī)硬顒幼儔浩骶€圈中的磁芯移動，把位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵鼋o積算儀進行運算和顯示。

上海上自儀公司工作特點：

①儀表本身沒有易損件，安裝方便，維護量小。

②檢測板上粘附物料不會影響儀表零點和精度，不會出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象。

③占地空間小，落差高度大于0.5米以上既可安裝。

④流量儀具有線性修正能力。