流量測(cè)量方法大致可以分成兩大類:測(cè)體積流量和測(cè)質(zhì)量流量。
(1)測(cè)體積流量。測(cè)體積流量的方法又可分為兩類:容積法(又稱直接法)和速度法(又稱間接法)。
1)容積法。在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量,以排出流體的固定容積數(shù)來計(jì)算流量。流量越大,度量的次數(shù)越多,輸出的頻率越高。容積法受流體流動(dòng)狀態(tài)影響較小,適用于測(cè)量高黏度、低雷諾數(shù)的流體。
容積式流量計(jì)的原理比較簡(jiǎn)單,適于測(cè)量高黏度、低雷諾數(shù)的流體。根據(jù)回轉(zhuǎn)體形不同,目前生產(chǎn)的產(chǎn)品分:適于測(cè)量液體流量的橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)(羅茨流量計(jì))、旋轉(zhuǎn)活塞和刮板式流量計(jì);適于測(cè)量氣體流量的伺服式容積流量計(jì)、皮膜式和轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)等。
基于容積法的流量檢測(cè)儀表有橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、皮膜式流量計(jì)等。
2)速度法。先測(cè)出管道內(nèi)的平均流速,再乘以管道截面積求得液體的體積流量。速度法可用于各種工況下的液體的流量檢測(cè),但由于是利用平均流速計(jì)量流量,因此受管路條件影響較大,流動(dòng)產(chǎn)生的渦流以及截面上流速分布不對(duì)稱等都會(huì)影響測(cè)量度。
用于測(cè)量管道內(nèi)流速的方法或儀表主要有:
① 差壓式。差壓式又稱節(jié)流式,利用節(jié)流件前后的差壓和流速關(guān)系,通過差壓值獲得流體的流速。
② 電磁式。導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與流體的平均流速成正比。
③ 旋渦式。流體在流動(dòng)中遇到一定形狀的物體會(huì)在周圍產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,旋渦釋放的頻率與流速成正比。
④ 渦輪式。流體作用在置于管道內(nèi)部的渦輪上使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)速度在一定流速范圍內(nèi)與管道內(nèi)流體的流速成正比。
⑤ 聲學(xué)式。根據(jù)聲波在流體中傳播速度的變化得到流體的流速。
⑥ 熱學(xué)式。利用加熱體被流體的冷卻程度與流速的關(guān)系來檢測(cè)流速。
基于速度法的流量檢測(cè)儀表有節(jié)流式流量計(jì)、靶式流量計(jì)、彎管流量計(jì)、浮子(轉(zhuǎn)子)流量計(jì)、電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)。
(2)測(cè)質(zhì)量流量。盡管體積流量乘以密度可以得到質(zhì)量流量,但測(cè)量結(jié)果與密度有關(guān)。在化工生產(chǎn)過程中有時(shí)流體密度不恒定,不能得到質(zhì)量流量,而許多場(chǎng)合又需要得到質(zhì)量流量。如石化行業(yè)要對(duì)產(chǎn)品流量計(jì)量,希望得到不受外界條件影響的質(zhì)量流量,于是采用先測(cè)得體積流量再乘以流體密度求取質(zhì)量流量的方法,但是流體密度會(huì)隨著溫度、壓力而變化,因此須在測(cè)量體積流量和密度的同時(shí),測(cè)量流體介質(zhì)溫度值及壓力值,進(jìn)行補(bǔ)償,再得到質(zhì)量流量。當(dāng)溫度、壓力變化頻繁或組分波動(dòng)時(shí),增加了繁瑣換算次數(shù),無法提高計(jì)量度。
質(zhì)量流量計(jì)是以測(cè)量流體流過的質(zhì)量為依據(jù)的流量檢測(cè)儀表,具有度不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響的優(yōu)點(diǎn),在目前處于研究發(fā)展階段,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還不像測(cè)體積流量那么普及,質(zhì)量流量的測(cè)量方法也分直接法和間接法兩類。
1) 直接法。直接測(cè)量質(zhì)量流量,如科里奧利力式流量計(jì)、量熱式流量計(jì)、角動(dòng)量式流量計(jì)等。
2) 間接法。間接法又稱推導(dǎo)法,測(cè)出流體的體積流量,以及密度(或溫度和壓力)經(jīng)過運(yùn)算求得質(zhì)量流量。主要有壓力溫度補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)。