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1、流流量量计简介介概述概述流量计定义流量计定义流量计的种类流量计的种类流量计的原理流量计的原理流量计优缺点及应用流量计优缺点及应用定义定义流流体体的的流流量量：指指在在短短暂暂时时间间内内流流过过某某一一流流通通截截面面的的流流体体数数量量与与通通过过时时间间之之比比，该该时时间间足足够够短短以以致致可可认认为为在在此此期期间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。流流量量计计：用用以以测测量量管管路路中中流流体体流流量量(单单位位时时间间内内通通过过的的流体体积流体体积)的仪表。的仪表。分类分类l 容积式容积式流量计流量计l 转子转子流量计流量计l 差压式差压
2、式流量计流量计l 电磁电磁流量计流量计l 超声波超声波流量计流量计l 涡街涡街流量计流量计l 质量质量流量计流量计l 冲板式冲板式流量计流量计容积式流量计容积式流量计Q容积式流量计容积式流量计原理：原理： 容容积式式流流量量计，又又称称定定排排量量流流量量计，在在流流量量仪表表中中是是精精度度最最高高的的一一类。它它利利用用机机械械测量量元元件件把把流流体体连续不不断断地地分分割割成成单个个已已知知的的体体积部部分分，根根据据测量量室室逐逐次次重重复复地地充充满和和排排放放该体体积部部分分流流体体的的次次数数来来测量量流流体体体体积总量量。 应用：应用： 容容积式式流流量量计可可以以计量量各各
3、种种液液体体和和气气体体的的累累积流流量量，由由于于这种种流流量量计可可以以精精密密测量量体体积量量，所所以以其其类型型包包括括从从小小型型的的家家用用煤煤气表到大容气表到大容积的石油和天然气的石油和天然气计量量仪表。表。容积式流量计容积式流量计优点优点: : (1)(1)计计量量精精度度高高; ; (2)(2)安安装装管管道道条条件件对对计计量量精精度度没没有有影影响响; ; (3)(3)可可用用于于高高粘粘度度液液体体的的测测量量; ; (4)(4)范范围围度度宽宽; ; (5)(5)直直读读式式仪仪表表无无需需外部能源可直接获得累计总量外部能源可直接获得累计总量, ,清晰明了清晰明了,
4、,操作简便。操作简便。 缺点缺点: : ( (1)1)结结构构复复杂杂, ,体体积积庞庞大大; ; (2)(2)被被测测介介质质种种类类、口口径径、介介质质工工作作状状态态局局限限性性较较大大; ; (3)(3)不不适适用用于于高高、低低温温场场合合; ; (4)(4)大大部部分分仪仪表只适用于洁净单相流体表只适用于洁净单相流体; (5); (5)产生噪声及振动。产生噪声及振动。 容积式流量计种类容积式流量计种类椭圆齿轮椭圆齿轮流量计流量计刮板式刮板式流量计流量计腰轮腰轮流量计流量计双转子双转子流量计流量计活塞式活塞式流量计流量计圆盘式圆盘式流量计流量计湿式气体湿式气体流量计流量计皮囊式皮囊式
5、流量计流量计椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计Q 椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计 椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计的的测测量量本本体体由由一一对对相相互互啮啮合合的的椭椭圆圆齿齿轮和仪表壳体构成。轮和仪表壳体构成。 原理原理： 当当被被测测量量流流体体流流过过椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计时时，带带动动齿齿轮轮旋旋转转，齿齿轮轮每每转转一一周周就就有有一一定定数数量量的的流流体体通通过过仪仪表表。只只要要记记录录下下齿齿轮轮的的转转数数就就知知道道被被测测流流体的总量体的总量腰轮流量计腰轮流量计Q 腰轮流量计腰轮流量计 原理原理 腰腰轮轮流流量量计计的的基基本本原原理理同同椭椭圆圆齿齿轮轮流流量量计计相相同
6、同只只是是轮轮子子形状略有不同。形状略有不同。Q 腰轮流量计示意图腰轮流量计示意图双转子流量计双转子流量计Q双转子流量计双转子流量计 双双转转子子流流量量计计属属于于目目前前国国际际上上最最新新一一代代容容积积式式流流量量计计，也也称称为为 UF UF 流流量量计计或或螺螺杆杆流流量量计计。是是用用于于管管道道中中液液体体流流量量的的测测量量和和控制的精密仪表。控制的精密仪表。工作原理工作原理一一对对特特殊殊齿齿型型的的螺螺旋旋转转子子直直接接啮啮合合，无无相相对对滑滑动动，不不需需要要同同步步齿齿轮轮。靠靠进进、出出口口处处较较小小的的压压差差推推动动转转子子旋旋转转。同同一一时时刻刻，每每
7、一一个个转转子子在在同同一一横横截截面面上上受受到到流流体体的的旋旋转转力力矩矩虽虽然然不不一一样样，但但两两个个转转子子分分别别在在所所有有横横截截面面上上受受到到旋旋转转力力矩矩的的合合力力矩矩是是相相等等的的。因因此此两两个个转转子子各各自自作作等等速速、等等转转矩矩旋旋转转，排排量量均均衡衡无无脉脉动动。螺螺旋旋转转子子每每转转一一周周可可输输出出 8 8 倍倍空空腔腔的的容容积积，因因此此，转转子子的的转转数数与与流流体体的的累累积积流流量量成成正正比比，转转子子的的转转速速与与流流体体的瞬时流量成正比的瞬时流量成正比。Q双转子流量计示意图双转子流量计示意图转子流量计转子流量计Q 转
8、子流量计转子流量计 又又称称浮浮子子流流量量计计， 其其流流量量检检测测元元件件由由一一根根自自下下向向上上扩扩大大的的垂垂直直锥锥形形管管和和一一个个沿沿着着锥锥管管轴轴上上下下移移动动的的浮浮子子所所组组成成，被被测测流流体体从从下下向向上上经经过过锥锥管管和和浮浮子子形形成成的的环环隙隙时时，浮浮子子上上下下端端产产生生差差压压形形成成浮浮子子上上升升的的力力，当当浮浮子子所所受受上上升升力力大大于于浸浸在在流流体体中中浮浮子子重重量量时时，浮浮子子便便上上升升，环环隙隙面面积积随随之之增增大大，环环隙隙处处流流体体流流速速立立即即下下降降，浮浮子子上上下下端端差差压压降降低低，作作用用
9、于于浮浮子子的的上上升升力力亦亦随随着着减减少少，直直到到上上升升力力等等于于浸浸在在流流体体中中浮浮子子重重量量时时，浮子便稳定在某一高度。浮子便稳定在某一高度。浮子流量计浮子流量计浮子流量计浮子流量计优点：优点： 结结构构简简单单，使使用用维维护护方方便便，对对仪仪表表前前后后直直管管段段长长度度要要求求不不高高，压压力力损损失失小小而而且且恒恒定定，测测量范围比较宽；量范围比较宽；缺点：缺点： 测测量量精精确确度度相相对对较较低低，为为2 2% %左左右右，更更适适用用于于中中小小管管径径、中中小小流流量量和和较较低低雷雷诺诺数数的的流流量量测测量量。仪仪表表测测量量受受被被测测介介质质
10、的的密密度度、粘粘度度、温温度、压力、纯净度影响；度、压力、纯净度影响；差压式流量计差压式流量计Q 差压式流量计差压式流量计 原理原理： 基基于于在在流流通通管管道道上上设设置置流流动动阻阻力力件件，流流体体通通过过阻阻力力件件时时将将产产生生压压力力差差，此此压压力力差差与与流流体体流流量量之之间间有有确确定定的的数数值值关关系系，通通过过测测量量差差压压值值可可以以求求得得流流体体流流量量。如如孔孔板板流流量量计计、文文丘丘里流量计、均速管流量计里流量计、均速管流量计压差式流量计压差式流量计优点优点： 结结构构简简单单，无无可可动动部部件件；可可靠靠性性较较高高；复复现现性性能能好好；适适
11、应应性性较较广广，它它适适用用于于各各种种工工况况下下的的单单相相流流体体，适适用用的的管道直径范围宽，可以配用通用差压计；装置已标准化。管道直径范围宽，可以配用通用差压计；装置已标准化。缺点缺点： 安安装装要要求求严严格格；流流量量计计前前后后要要求求较较长长直直管管段段；测测量量范范围围窄窄，一一般般范范围围度度为为 3 3 : : 1 1 ；压压力力损损失失较较大大；对对于于较较小小直直径径的的管管道道测测量量比比较较困困难难 ；精精确确度度不不够够高高( (1% 1% 2%)2%)。孔板流量计孔板流量计Q 孔板流量计孔板流量计 原理：原理： 当当充充满满管管道道的的流流体体流流经经孔孔
12、板板时时，将将产产生生局局部部收收缩缩，流流束束集集中中，流流速速增增加加，静静压压力力降降低低，于于是是在在孔孔板板前前后后产产生生一一个个静静压压力力差差，该该压压力力差差与与流流量量存存在在着着一一定定的的函函数数关关系系，流流量量越越大大，压压力力差差就就越越大大。通通过过导导压压管管将将差差压压信信号号传传递递给给 差差 压压 变变 送送 器器 ， 转转 换换 成成 4 420mA.DC20mA.DC标标准准信信号号，经经流流量量显显示示仪仪，便便显显示示出出管管道道内内的的瞬瞬时时和和累累积流量。积流量。孔板流量计孔板流量计 孔板流量计孔板流量计 文丘里管文丘里管涡轮流量计涡轮流量
13、计Q 涡轮流量计涡轮流量计 原理：原理： 它它采采用用多多叶叶片片的的转转子子( (涡涡轮轮) )感感受受流流体体平平均均流流速速, ,将将流流速速转转换换为为涡涡轮轮的的转转速速，再再将将转转速速转转换换成成与与流流量量成成正正比比的的电电信信号号。可可以以测测量量气气体体、液液体流量。体流量。涡轮流量计涡轮流量计优点优点： 高高精精度度, ,一一般般为为 0.5 0.5 级级，在在小小范范围围内内误误差差0.1%0.1%，在在所所有有流流量量计计中中, ,属属于于最最精精确确的的流流量量计计; ;无无零零点点漂漂移移, ,抗抗干干扰扰能能力力好好，内内部部清清洗洗简简单单。仪仪表表有有校校
14、宽宽的的工工作作温温度度范围范围(-200400 ) (-200400 ) ，可耐较高工作压力，可耐较高工作压力(10MPa)(10MPa)。缺点：缺点： 要求被测介质洁净；适用于粘度大的液体测量。要求被测介质洁净；适用于粘度大的液体测量。电磁流量计电磁流量计Q电磁流量计电磁流量计工作原理工作原理 电电磁磁流流量量计计是是一一种种应应用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律的的流流量量计计，其其传传感感器器主主要要由由内内衬衬绝绝缘缘材材料料的的测测量量管管，穿穿通通测测量量管管壁壁安安装装的的一一对对电电极极和和用用以以产产生生工工作作磁磁场场的的一一对对线线圈圈及及铁铁芯芯组组成成。当当导
15、导电电流流体体流流经经传传感感器器测测量量管管时时，在在电电极极上上将将感感应应与与流流体体平平均均流流速速成成正正比比的的电电压压信信号号。该该信信号号经经转转换换器器放放大大处处理理，直直接接显显示示流流量量及及总总量量并并可可输输出出模模拟拟、数数字字信信号号 。Q电磁流量计示意图电磁流量计示意图电磁流量计电磁流量计电磁流量计电磁流量计优点优点： 测测量量导导管管中中无无阻阻力力件件，压压力力损损失失极极小小；其其流流速速测测量量范范围围宽宽，为为0.510m/s0.510m/s；范范围围度度可可达达10:110:1；流流量量计计的的口口径径可可从从几几毫毫米米到到几几米米以以上上；流流
16、量量计计的的精精度度 0.5-1.50.5-1.5级级；仪表反应快，流动状态对示值影响小仪表反应快，流动状态对示值影响小缺点：缺点： 对对测测量量导导电电流流体体的的电电导导率率有有要要求求，不不能能测测量量气气体体、蒸汽和电导率低的石油流量。蒸汽和电导率低的石油流量。超声波流量计超声波流量计Q超声流量计超声流量计 超超声声波波流流量量计计是是通通过过检检测测流流体体流流动动对对超超声声束束( (或或超超声声脉脉冲冲) )的的作作用用以以测测量量流流量量的的仪仪表表。 根根据据对对信信号号检检测测的的原原理理超超声声流流量量计计可可分分为为传传播播速速度度差差法法( (直直接接时时差差法法、时
17、时差差法法、相相位位差差法法和和频频差差法法) )、波波束束偏偏移移法法、多多普普勒勒法法、互相关法、空间滤法及噪声法等。互相关法、空间滤法及噪声法等。超声波流量计超声波流量计优点：优点： 不不受受电电率率、压压力力、温温度度以以及及粘粘度度的的影影响响；与与介介质质不不接接触触，尤尤其其适适用用于于腐腐蚀蚀性性介介质质的的测测量量 ；安安装装简简单单，费费用用低低 ；可可在在现现有有管管道道上上安安装装，无无需需切切断断工工艺艺管管道道，管管径适用广泛；无挠流件，不限流、无需缩径；径适用广泛；无挠流件，不限流、无需缩径；缺点：缺点： 超超声声波波流流量量计计的的测测量量线线路路比比一一般般流
18、流量量计计复复杂杂；需需要要满管操作；满管操作；涡街流量计涡街流量计Q涡街流量计的原理涡街流量计的原理： 在在流流量量计计管管道道中中，设设置置一一阻阻流流件件，当当流流体体流流经经阻阻流流件件时时，由由于于阻阻流流件件表表面面的的阻阻流流作作用用，流流体体在在阻阻流流体体两两侧侧交交替替地地分分离离释释放放出出两两串串规规则则地地交交错错排排列列的的游游涡涡。这这些些旋旋涡涡在在阻阻流流件件的的侧侧后后方方分分开开，形形成成所所谓谓的的卡卡门门 （KarmanKarman）旋旋涡涡列列，两两列列旋旋涡涡的的旋旋转转方方向向是是相相反反的的。原原理理：钝钝体体产产生生的的涡涡街脱落频率与流速有
19、一定的关系。街脱落频率与流速有一定的关系。涡街流量计原理示意图涡街流量计原理示意图涡街流量计涡街流量计涡街流量计涡街流量计优点：优点： 涡涡街街流流量量计计适适用用于于气气体体、液液体体和和蒸蒸汽汽介介质质的的流流量量测测量量，其其测测量量几几乎乎不不受受流流体体参参数数（温温度度、压压力力、密密度度、粘粘度度）变变化化的的影响。影响。 涡涡街街流流量量计计在在仪仪表表内内部部无无可可动动部部件件，使使用用寿寿命命长长；压压力力损损失失小小；输输出出为为频频率率信信号号；有有较较宽宽的的范范围围度度 30:1 30:1 ；测测量量精精度度也也比较高，为比较高，为0.5% 0.5% 1%1%。缺
20、点：缺点： 流流体体流流速速分分布布情情况况和和脉脉动动情情况况将将影影响响测测量量准准确确度度，旋旋涡涡发发生体被沾污也会引起误差。生体被沾污也会引起误差。质量流量计质量流量计Q科科里里奥奥利利质质量量流流量量计计 ( (目前使用比较广泛目前使用比较广泛) ) 简简称称科科氏氏力力流流量量计计，利利用用流流体体在在振振动动管管中中流流动动时时，将将产产生生与与质质量量流流量量成成正正比比的的科科里里奥奥利利力力的的测测量量原原理理。科科氏氏力力流流量量计计由由检检测测科科里里奥奥利利力力的的传传感感器器与与转转换换器组成。器组成。质量流量计质量流量计Q质量流量计原理质量流量计原理传传感感器器
21、测测量量主主体体为为一一根根U U形形管管，U U形形管管的的两两个个开开口口端端固固定定，流流体体由由此此流流入入和和流流出出。在在U U形形管管顶顶端端装装有有电电磁磁装装置置，用用于于激激发发U U形形管管，使使其其以以O-OO-O为为轴轴，按按固固有有的的自自振振频频率率振振动动，振振动动方方向向垂垂直直于于U U形形管管所所在在平平面面。U U形形管管中中的的流流体体在在沿沿管管道道流流动动的的同同时时又又随随管管道道作作垂垂直直运运动动，此此时时流流体体将将产产生生一一科科里里奥奥利利加加速速度度，并并以以科科里里奥奥利利力力反反作作用用于于U U形形管管。由由于于流流体体在在U
22、U形形管管两两侧侧的的流流动动方方向向相相反反，所所以以作作用用于于U U形形管管两两侧侧的的科科氏氏力力大大小小相相等等方方向向相相反反，从从而而形形成成一一个个作作用用力力矩矩。U U形形管管在在此此力力矩矩作作用用下下将将发发生生扭扭曲曲，U U形形管管的的扭扭角角与与通通过过的的流流体体质质量量流流量量相相关。关。U U形管两侧通过中心平面的时间差也与流体质量流量相关。形管两侧通过中心平面的时间差也与流体质量流量相关。质量流量计质量流量计优点：优点：l具有准确性、重复性、稳定性，而且在流体通道内没有阻流元件和可动部件；具有准确性、重复性、稳定性，而且在流体通道内没有阻流元件和可动部件；
23、l可直接测得质量流量信号，不受被测介质物理参数的影响，精度较高；可直接测得质量流量信号，不受被测介质物理参数的影响，精度较高；l可以测量多种液体和浆液，也可以用于多相流测量；可以测量多种液体和浆液，也可以用于多相流测量；l不受管内流态影响，因此对流量计前后直管段要求不高；不受管内流态影响，因此对流量计前后直管段要求不高；l其其范范围围度度可可达达100:1100:1。但但是是它它的的阻阻力力损损失失较较大大，存存在在零零点点漂漂移移，管管路路的的振振动动会会影影响响其测量其测量缺点：缺点：n不不能能用用于于测测量量低低密密度度介介质质和和低低压压气气体体；液液体体中中含含气气量量超超过过某某一
24、一限限制制会会显显着着著著影影响响测测量值。量值。 n对对外外界界振振动动干干扰扰较较为为敏敏感感，为为防防止止管管道道振振动动影影响响，大大部部分分型型号号科科里里奥奥利利质质量量流流量量计计的流量传感器安装固定要求较高。的流量传感器安装固定要求较高。 n不能用于较大管径，目前尚局限于不能用于较大管径，目前尚局限于150150（200200）mmmm以下。以下。 n价格昂贵。国外价格价格昂贵。国外价格5000 5000 1000010000美元一套，约为同口径电磁流量计的美元一套，约为同口径电磁流量计的2 2 5 5倍；倍；靶式流量计靶式流量计Q靶式流量计靶式流量计 原理原理 在在管管流流中
25、中垂垂直直于于流流动动方方向向安安装装一一圆圆盘盘形形阻阻挡挡件件，称称之之为为“靶靶”。流流体体经经过过时时，由由于于受受阻阻将将对对靶靶产产生生作作用用力力，此此作作用用力力与与流流速速之之间间存存在在着着一一定定关关系系。通通过过测测量量靶靶所所受受作用力，可以求出流体流量。作用力，可以求出流体流量。靶式流量计靶式流量计优点：优点：靶靶式式流流量量计计结结构构比比较较简简单单，维维护护方方便便，不不易易堵堵塞塞，适适于于测测量量高高粘粘度度、高高脏脏污污及及有有悬悬浮浮固固体体颗颗粒粒介介质质的的流量。流量。缺点缺点压压力力损损失失大大，测测量量精精度度不不太太高高。目目前前靶靶式式流流量量计计的的配配用用管管径径为为15200mm系系列列，正正常常情情况况下下测测量量精确度可达精确度可达1%，范围度为，范围度为3:1。总结总结Q总之没有一种所谓完美的流量计，能应用任何工况。总之没有一种所谓完美的流量计，能应用任何工况。Q在在实实际际应应用用过过程程中中，需需要要针针对对于于特特定定的的工工况况，找找出出并并使使用对该工况最适宜的流量计用对该工况最适宜的流量计 ，以满足工程的需要。，以满足工程的需要。
