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1、流量计量目 录 一、概述 二、流量计的名词术语 三、流量测量的基本原理 四、电磁流量计 五、涡街流量计 六、超声流量计 七、浮子流量计 八、差压流量计 九、质量流量计 十、靶式流量计 十一、涡轮流量计 十二、容积式流量计一、概述 工业、民用和实验用的流量计种类繁多，按流 量计原理的型式大致可分为速度式流量计、容积式 流量计、差压式流量计、质量流量计和特殊型式流 量计。速度式流量计典型的有涡轮流量计、涡街流 量计（插入式）、超声流量计和水表；容积式流量 计典型的有罗茨流量计（腰轮）、椭圆齿轮流量计 、双转子流量计、刮板流量计、活塞式流量计（加 油机里面的计量器）、湿式气体流量计和膜式燃气 表等；
2、差压式流量计有孔板、喷嘴、临界流流量计 、弯管流量计、均速管流量计（阿纽巴）、皮托管 和内锥流量计等；质量流量计有科里奥利力流量计 、热质式流量计等；特殊型式的流量计有靶式流量 计、转子流量计（浮子或定面积式或定压降式）、 层流流量计、电磁流量计（潜水电磁）、热能表、 分流旋翼式流量计、皂膜流量计和明渠流量计等。 按流体介质可分为气体流量计（稀有气体）、 蒸气流量计、油流量计、固体流量计（粉煤灰、沙 石）和水流量计，还有两相流流量计（水气混合或 纸浆等）。 二、流量计的名词术语名 词 术 语 参照国际通用计量基本名词述语VIM1984年版本。 T.1 气体容积式流量计的工作范围 由最大流量Qm
3、ax和最小流量Qmin限定的气体的流量的范围。 T.2 气体容积式流量计的回转体积（V） 与气体容积式流量计的工作周期相对应的气体的体积，即：除指示装置和中 间传动装置外所有运动部件的运动第一次回复到周期开始时它们所处的位置 时的体积。 该体积是由与测试元件的一个完整的传动相对应的体积值或最小标尺分格值 由乘以测量装置到指示装置间的传动比而确定的。 T.3 测试元件 能够精确读出气体体积的装置。 T.4 测量条件和基准条件 T.4.1 测量条件 在测量点处进行气体体积测量的气体状态（如：被测气体的温度、压力）。 T.4.2 基准条件 对被测气体的体积进行换算的条件（如基准温度和基准压力）。 注
4、：测量条件和基准条件均仅与被测量或被指示的气体的体积有关，不要 把它们与“额定工作条件”和“参比条件”（VIM5.05和5.07）混淆，这两种条 件的是影响量。 T.5 转换装置 把在测量条件下测得的体积转换成基准条件下体积的装置。 注：转换的类型也可以是： 只是温度：或者温度和压力； 对温度和压力偏离理想气体定律进行的修正。 二、流量计的名词术语T.6 工作压力 在气体容积式流量计入口处测的气体绝对压力和大气压力之间的差值。 T.7 压力损失 气体流动时在气体容积式流量计的进口与出口之间的压力之差。 注：有些气体容积式流量计在出口法兰处的压力恢复是不完全的，所以有 必要在下游管道的某一点上测
5、量压力损失。 T.8 输出驱动常数 与输出驱动轴一个完整的转动对应的体积值，该值由与测试元件一整圈的 转动对应的体积乘以指示装置到该轴的传输比所确定。 T.9 分界流量（Qt） 最大允许误差发生变化流量。 T.10 电子式气体流量计 装有电子装置的气体流量计。 注：对本建议来说辅助装置受到计量控制，除非这个辅助装置被单独地认 证和鉴定过的，它被认为是气体流量计的一部分。 T.11 电子装置 使用电子元件和执行特殊功能的装置。电子装置通常被作为一个独立的单 元生产，同时能够进行单独的测试。 注：如上面定义的那样，电子装置可以是一个完整的气体流量计或气体流 量计的一部分。 T.12 （指示）误差
6、气体流量计的指示值减去被测量的（约定）真值（VIM.5.24）。 注：误差（E）由指示值（V1）与通过气体的流量计的被测介质的约定真值 （Vc）之差的相对比率（百分比）表示： 二、流量计的名词术语在参比条件使用的气体流量计的误差（VIM5-27）。 T.14 初始的固有误差 是在性能测试和耐久性评定前就被确定的气体流量计的固有误差。 T.15 故障 气体流量计的指示误差和固有误差的差值。 注：1）一般来说，故障是包含在或通过电子式气体流量计的数据产生不希望有 的变化的结果。在本建议中所定义的故障是一个具有数值的量。 T.16 重大故障 T.16.1 在初始检定时大于0.5的最大允许误差的故障。
7、 T.17 耐久性误差 一个使用周期后的固有误差与气体流量计的初始的固有误差之间的差值。 T.18 重大耐久性误差 T.18.1 重大耐久性误差在专门的推荐标准中予以规定。 T.18.2 耐久性误差是无关紧要的，即使它超过了重大耐久性误差，在这种情况下 ，示值不能被作为测量结果予以处理、存储或传输。 T.19 影响量 不属于测量的对象但却影响被测量值或气体流量计示值的量（VIM2.10） T.19.1 影响因素 气体流量计在正常工作条件下具有一个数值影响量。 T.19.2 干扰 不属于影响因素的影响量。二、流量计的名词术语 T.20 正常工作条件 使计量学特性保持在规定最大允许误差范围内所给出
8、影响数量值范围的使用 条件。 T.21 参比条件 确保测量结果的能相互比对而规定的一组影响因素示值。 T.22 性能 气体流量计完成预定功能的能力。 T.23 耐久性 气体流量计在使用期限内保持其特性的能力。T.25 试验 为了验证要试验条件下的装置（EUT）与某些规定要求之间的一致性而进 行的一系列操作。 T.25.1 试验程序 对试验操作的详细叙述。 T.25.2 试验大纲 对一定类型的装置的试验作一系列的叙述。 T.25.3 性能试验 验证流量计否能够在使用期限内保持其性能特征的试验。及 是否能 够完成它的预定功能的试验。 三、流量测量的基本原理我们知道：流量是单位 时间内流过有效截面的
9、流体数量。一束流体流过管道 ，根据管道的截面以及他们之间的管壁为控制面，计算流体流过该控制面A- B(面积用A1表示)和 C-D（面积用A2表示）的能量变化和动量变化，从而求 出流量的经典公式伯努利方程。 三、流量测量的基本原理以下是流量测量中最基本的流量公式： 设流体是不可压缩的，根据连续性方程（来自于质量守恒原 理）Q1A12A2 =V/t （1） 流量的计量单位有：m3/s; m3/h; L/h; L/s; L/min等流体的伯努利方程为（能量守恒原理）： 三、流量测量的基本原理 流量计量中常用的物性参数 在流量测量和计算中，要使用到一些流体的物理性质 （流体物性），它们对流量测量的准确
10、度及流量计的 选用都有很大影响。限于本书篇幅，我们对这些物性 参数只作基本概念及一些简单计算式的介绍，详细数 据资料需到有关手册去查询。 1流体的密度 流体的密度由下式定义 式中：流体密度，kg/m3； m流体的质量，kg； V流体的体积，m3。三、流量测量的基本原理（1） 液体的密度 压力不变时，液体密度计算式为： =201-（t-20） （4.10-6） 式中：温度t时液体的密度，kg/m3； 2020时液体的密度，kg/m3； 液体的体积膨胀系数，1/； t液体的温度，。 温度不变时，液体密度计算式为： 1=01-（0-1） （4.10-7） 式中：1压力p1时液体的密度，kg/m3；
11、0压力p0时液体的密度，；kg/m3； 液体的体积压缩系数1/Mpa； p0、p1液体的压力，Mpa。 通常压力的变化对液体密度的影响很小，在5Mpa以下可以忽略不计，但 是对于碳氢化合物，即使在较低压力下，亦应进行压力修正。三、流量测量的基本原理（2） 气体的密度 工作状态下干气体的密度计算式为：式中：工作状态下干气体的密度，kg/m3； n标准状态下（293.15k，101.325kPa）干气体的密度， kg/m3； p工作状态下气体的绝对压力，kPa； pn标准状态下绝对压力，kPa； T工作状态下气体的绝对温度，K； Tn标准状态下绝对温度，293.15K； Zn标准状态下气体的压缩系
12、数； Z工作状态下气体的压缩系数。三、流量测量的基本原理2流体的粘度 流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。流体粘性 的大小用粘度来度量。同一流体的粘度随流体的温度和压力而变 化。通常温度上升，液体的粘度下降，而气体粘度上升。液体粘 度只在很高压力下才需进行压力修正，而气体的粘度与压力、温 度的关系十分密切。表征流体粘度常用有如下二种： （1）动力粘度式中：流体动力粘度，Pas； 单位面积上的内摩擦力，Pa； 速度梯度，1/s； u 流体流速，m/s； h 两流体层间距离，m。 三、流量测量的基本原理 （3） 运动粘度 流体的动力粘度与其密度的比值称为运 动粘度。 式中：v 运动粘度
13、。 三、流量测量的基本原理 3热膨胀率 热膨胀率是指流体温度变化1时其体积 的相对变化率，即： 式中：流体的热膨胀率，1/； V 流体原有体积，m3； ?V流体因温度变化膨胀的体积，m3 ； ?T流体温度变化值，。三、流量测量的基本原理 4压缩系数 压缩系数是指当流体温度不变，所受压力变化 时，其体积的变化率，即： 式中：K流体的压缩系数，1/Pa； V压力为p时的流体体积m3； V压力增加p时流体体积的变化量， m3。三、流量测量的基本原理 5雷诺数 雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲 量，其定义为： 式中：v流体的平均速度，m/s； 流速的特征长度，如在圆管中取管内径值，m；
14、流体的运动粘度，m2/s。 如雷诺数小，粘性力占主要地位，粘性对整个流场的 影响都是重要的。如雷诺数很大，则惯性力是主要的 ，粘性对流动的影响只有在附面层内或速度梯度较大 的区域才是重要的。 四、电磁流量计 电磁流量计（以下简称EMF）是利用法拉 第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体 积流量的仪表。50年代初EMF实现了工业 化应用，近年来世界范围EMF产量约占工 业流量仪表台数的5%6.5%。70年代以来出现键控低频矩形波激磁方 式，逐渐替代早期应用的工频交流激磁方式 ，仪表性能有了很大提高，得到更为广泛的 应用。四、电磁流量计 电磁流量计的基本原理是法拉第电磁感应定律，即导 体在磁场中切割磁力线运动时在其两端产生感应电动 势。如图1所示，导电性液体在垂直于磁场的非磁性测 量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成 比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”， 其值如下式: 式中 E-感应电动势，即流量信号，V; k-系数； B-磁感应强度，T； D-测量管内径，m； V- 平均流速，m/s。 设液体的体积流量为四、电磁流量计四、电磁流量计n n，则，则 式中式中 K K 为仪表常数，为仪表常数，K= 4 KB/K= 4 KB/DD 。四、电磁流量计 EMF由流量传感器和转换器两大部分组 成。传感器典型结构示意如图
