進口流量計的分類和特征
在進口流量計品牌美國威盾VTON的專業(yè)術(shù)語詞典解釋中，流量計，英文名稱是flowmeter，把它定義為：指示被測流量和（或）在選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表。
單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質(zhì)量流量來表示，其單位為m3/h、L/h、kg/h等。
流量計是指測量氣體，液體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時流體的流量值、和累積流量值。
根據(jù)常用的進口流量計美國威盾VTON品牌的目錄可分為兩大類：
一、速度式流量計
速度式流量計以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計量流量的儀表。如差壓式流量計、進口電磁流量計、旋進漩渦氣體流量計、沖量式流量計、激光式流量計等。
二、容積式流量計
容積式流量計以單位時間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)。如橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計和活塞式流量計等。
具體分為以下幾大小類，各自的特征如下：
1.差壓式流量計
節(jié)流裝置與差壓變送器配套測量流體流量的差壓式流量計，目前仍是煉油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用泛的一種流量儀表。目前使用的各種差壓式流量計見下圖：
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孔板流量計 噴嘴流量計 文丘里管流量計
上圖所示的節(jié)流裝置中，應(yīng)用最多的就是孔板流量計、噴嘴流量計和文丘里管流量計。這三種流量計歷史悠久，實驗數(shù)據(jù)完整，產(chǎn)品以標準化，其他如環(huán)形孔板流量計等由于形狀特殊，研究尚不深透，缺乏足夠的實驗數(shù)據(jù)，所以尚未標準化，故稱他們?yōu)樘厥獾墓?jié)流裝置。
測量原理
將節(jié)流裝置安裝在圓管中，當流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，其上、下游側(cè)之間就會產(chǎn)生壓力差，根據(jù)伯努利方程，利用差壓變送器將差壓值△P轉(zhuǎn)變成標準電流信號，再經(jīng)過顯示儀表或數(shù)據(jù)處理裝置，顯示出流體的流量或總量。
2.容積式流量計
容積式流量計主要用來測量不含固體雜質(zhì)的液體，如油類、冷凝液、樹脂和液態(tài)食品等粘稠液體的流量。對于高粘度液體其他流量計很難測量，二容積式流量計卻能準確測量，精度可達0.5級。常用的容積式流量計有橢圓齒輪流量計、腰輪（羅茨流量計）刮板式流量計 活塞式流量計等。
（1）橢圓齒輪流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
橢圓齒輪流量計（又稱排量流量計，齒輪流量計），屬于容積式流量計一種，在流量儀表中是精度較高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流量體積總量。橢圓齒輪流量計可以選用不同的材料（鑄鐵、鑄鋼、304不銹鋼、316不銹鋼）制造，適用于化工、石油、醫(yī)藥、電力、冶金和食品等工業(yè)部門的流量計量工作。
橢圓齒輪流量計是由計量箱和裝在計量箱內(nèi)的一對橢圓齒輪，與上下蓋板構(gòu)成一個密封的初月形空腔(由于齒輪的轉(zhuǎn)動，所以不是密封的)作為一次排量的計算單位。當被測液體經(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
（2）腰輪（羅茨）流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
羅茨腰輪流量計，主要用于對管道中氣體流量進行連續(xù)或間歇測量的高精度計量儀表。腰輪流量計產(chǎn)品設(shè)計新穎，外形美觀。具有重量輕、精度高，安裝使用方便等特點。是容積式流量計的典型產(chǎn)品之一?？涩F(xiàn)場指示累積流量、瞬時流量，單次量等，亦可輸出脈沖信號、4-20mA或1-5V模擬信號、485通訊、4-20mA+HART、MODBUS協(xié)議等。
腰輪（羅茨）流量計，主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子、計數(shù)器和智能流量轉(zhuǎn)換器等部件構(gòu)成。裝于計量室內(nèi)的一對共軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（P入＞P出）作用下，通過精密加工的調(diào)校齒輪使轉(zhuǎn)子保持正確的相對位置。轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體、轉(zhuǎn)子與墻板間保持工作間隙，實現(xiàn)了連續(xù)的無接觸密封。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，則輸出四倍計量室有效容積的氣體，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機構(gòu)，傳遞到智能流量轉(zhuǎn)換器，從而顯示輸出氣體的累計體積量。
3.智能渦街流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
智能進口渦街流量計是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，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。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較*、理想的測量儀器。
渦街流量計是在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
4.電磁流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
電磁流量計（Electromagnetic Flowmeters，簡稱EMF）是20世紀50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。 比如美國威盾VTON品牌的新型進口電磁流量計于1968開始銷售；電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的用來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。
電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時，如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管。將切割磁力線感應(yīng)出電動勢E。電動勢E 正比于磁通量密度B，測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
5.旋進漩渦氣體流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
旋進旋渦流量計可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的產(chǎn)品。
流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線。在入口側(cè)安放一組螺旋型導流葉片，當流體進入流量傳感器時，導流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理，最后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。
6.熱式氣體質(zhì)量流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
熱式氣體質(zhì)量流量計是利用熱傳導原理來測量氣體質(zhì)量流量的儀表。該類儀表的傳感器由兩個基準級熱電阻（鉑RTD）組成。一個是質(zhì)量速度傳感器T1。一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當這兩個熱電阻置于被測氣體中時，其中T1被加熱到T2（被測氣體的溫度）以上的一個恒定的溫度，T2用于感應(yīng)被測氣體的溫度。當被測氣體流動時，氣體的分子與被加熱的T1發(fā)生摩擦帶走熱能，T1的溫度下降，要維持T1,T2恒定的溫度差，T1被加熱要消耗功率。根據(jù)熱效應(yīng)的金氏定律，加熱功率P，溫度差△T與質(zhì)量流量Q有一定的數(shù)字關(guān)系，及得出氣體質(zhì)量流量。
7.靶式流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
靶式流量計于六十年代開始應(yīng)用于工業(yè)流量測量，主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測量，先后經(jīng)歷了氣動表和電動表兩大發(fā)展階段。
當介質(zhì)在測量管中流動時，因其自身的動能與靶板產(chǎn)生壓差，而產(chǎn)生對靶板的作用力，使靶板產(chǎn)生微量的位移，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比，其數(shù)學公式：
F = Cd·A·ρ·V2/2
F:所受的作用力
Cd：流體阻力系數(shù)
A：靶板對測量管軸向投影面積
ρ：工況下介質(zhì)密度
V：介質(zhì)在測量管中的特征流速
8.金屬管浮子流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
金屬管浮子流表采用可變面積式測量原理生產(chǎn)研究，適用于測量液體，氣體。全金屬結(jié)構(gòu)，有指示型、電遠傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的標準模擬量信號輸出和現(xiàn)場指示。累積，數(shù)字通訊，現(xiàn)場修改測量參數(shù)，不同的供電方式功能，帶有磁性過濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應(yīng)用于，石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復雜，惡劣環(huán)境條件，及各種介質(zhì)條件的流量測量過程中。
金屬管浮子流量計浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達到平衡。此時浮子與孔板（或錐管）間的流通環(huán)隙面積保持一定。環(huán)隙面積與浮子的上升高度成正比，即浮子在測量管中上升的位置代表流量的大小，變化浮子的位置由內(nèi)部磁鐵傳輸?shù)酵獠康闹甘酒?，使指示器正確地指示此時的流量值。
9.超聲波流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
超聲波流量儀表是以“速度差法"為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯技術(shù)，使流量儀表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準確。產(chǎn)品達到水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計。超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。
10.渦輪流量計
流量計基礎(chǔ)知識（一）——流量計分類
進口渦輪流量計是采用*的超低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。
流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導磁性，它處于信號檢測器（由磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號，此信號經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量和累計量。
