測量不同的介質(zhi)選擇不同的流量(liàng)計
廣州迪川儀器(qì)儀表有限公司爲(wèi)了保證流量儀表(biǎo)在生産現👌場過程(chéng)中發揮好、精确的(de)使用，流量計的選(xuan)擇，必須要根據生(sheng)産現場需要計量(liàng)的介質而定。
一、氣(qi)體介質，應選擇的(de)流量計品種是：1、超(chāo)聲波氣體流量計(jì)。2、渦街流量計。如氣(qi)體溫度超過300℃,可選(xuǎn)氣壓式流量計。
二(er)、石油、柴油等油品(pǐn)介質，應選擇的流(liú)量計品種是：超聲(shēng)波流量計。
三、砂漿(jiang)、電粉漿等大濃度(du)、固體顆粒含量大(da)的介質，應選擇的(de)流量計品種是：電(dian)磁流量計。 四、自來(lái)水大流量的介質(zhì)，應選擇的流⚽量計(jì)品種是：适用選型(xing)爲智能電磁流量(liàng)計、超聲波流量計(jì)。其他諸如渦街流(liú)量計、孔闆🏃♀️流量計(ji)等也可以。
五、污水(shui)、紙漿等渾濁液體(tǐ)介質，應選擇的流(liú)量計品種是：1、超聲(sheng)波流量計及智能(neng)電磁流量計。但在(zài)選用電磁流量計(ji)時要考🚶♀️慮液🔴體中(zhōng)不含較多空氣或(huo)氣泡。 六、帶有較多(duo)氣泡的液體介質(zhì)，應選擇的流量計(ji)品種是：超🏃🏻♂️聲波流(liú)量計，使用該類型(xing)的流量計測量✌️帶(dai)有氣泡的流體，效(xiào)果十分好。 七、純淨(jing)水、除鹽水等電導(dǎo)率低的介質，應選(xuan)擇的流量計品種(zhong)是：超聲波流量計(jì)非常适合測量這(zhe)🔞類流體。 八🈚、酸、堿液(ye)等強腐蝕📐性介質(zhi)，應選擇的流量計(jì)品種是：1、抗酸堿内(nèi)襯的電磁流量計(jì)。2、外夾式超聲波流(liú)量計。
用以測量管(guan)路中流體流量(單(dan)位時間内通過的(de)流體體🏃♀️積)的儀表(biao)。有轉子流量計、節(jiē)流式流量計、細縫(féng)流量計、容積流量(liàng)計🈲、電磁流量計、超(chao)聲波流量計和堰(yan)等。
流量測量方法(fǎ)和儀表的種類繁(fan)多,分類方法也很(hěn)多。至今📞爲止,可供(gòng)工業用的流量儀(yí)表種類達60種之🆚多(duō)。品種如此之多的(de)原因就在于至今(jīn)還沒找到一種對(duì)任何流體、任何量(liàng)程、任何流動狀💃态(tai)以及任何使用條(tiáo)件🐅都适用的⛷️流量(liang)儀表。
這60多種流量(liàng)儀表,每種産品都(dou)有它特定的适用(yòng)性,也㊙️都有它的局(jú)限性。按測量對象(xiàng)劃分就有封閉管(guǎn)⛹🏻♀️道和明渠兩大類(lèi);按測量目的又可(ke)分爲總量測量和(he)流量測量,其儀表(biǎo)分别稱作㊙️總量表(biao)和流量計。
總量表(biao)測量一段時間内(nèi)流過管道的流量(liang),是以短♊暫時間内(nèi)流🈚過的總量除以(yǐ)該時間的商來表(biao)示,實際上流量計(jì)通🈲常亦備有累積(jī)流量裝置,做總量(liàng)表使用,而總量表(biǎo)亦備有流量發訊(xun)裝置🔞。因此,以嚴格(ge)意義來分💛流量計(jì)和總量表已無實(shi)際意義。
按測量原(yuán)理分有力學原理(lǐ)、熱學原理、聲學原(yuán)理、電學原理、光學(xue)原理、原子物理學(xue)原理等。
按照目前(qian)流行、廣泛的分類(lèi)法,即分爲:容積式(shì)流量計、差🏃🏻壓式流(liú)㊙️量計、浮子流量計(ji)、渦輪流量計、電磁(cí)流🔴量計💃、流體✨振蕩(dàng)🌐流量計中的渦街(jiē)流量計、質量流量(liang)計和插入式流☁️量(liàng)計、探針式流量計(ji)，來分别闡述各種(zhong)流量計的原理、特(te)點、應用概況及國(guó)内外的發展🚶情況(kuang)。
差壓式流量計是(shi)根據安裝于管道(dao)中流量檢測件産(chan)🔴生🌐的差壓⭐,已知的(de)流體條件和檢測(ce)件與管道的👨❤️👨幾何(he)尺寸來計算流量(liàng)的儀表。
差壓式流(liú)量計由一次裝置(zhi)(檢測件)和二次裝(zhuang)置(差♋壓轉換和流(liú)量顯示儀表)組成(cheng)。通常以檢測件形(xing)式🔞對差壓式流量(liang)計分類,如孔闆流(liú)量計、文丘裏流量(liang)計、均速‼️管流量計(ji)等。
二次裝置爲各(ge)種機械、電子、機電(diàn)一體式差壓計,差(cha)壓變送器及流量(liang)顯示儀表。它已發(fā)展爲三化(系列化(hua)、通用化♈及标準化(huà))程度很高的、種類(lèi)規格龐雜的一大(da)類儀表,它既可測(ce)量流量參數,也可(ke)測量其它參數(如(ru)壓💚力、物位、密度等(deng))。
差壓式流量計的(de)檢測件按其作用(yòng)原理可分爲:節流(liu)🌐裝置、水力阻力式(shi)、離心式、動壓頭式(shì)、動壓頭增益式及(ji)射流式幾大類。
檢(jiǎn)測件又可按其标(biāo)準化程度分爲二(èr)大類:标準的和非(fēi)标準的🈲。
所謂标準(zhǔn)檢測件是隻要按(an)照标準文件設計(ji)、制造、安裝和使用(yong)🚶♀️,無須經實流标定(ding)即可确定其流量(liàng)值和估算測量誤(wù)差。
非标準檢測件(jian)是成熟程度較差(cha)的,尚未列入标準(zhǔn)中的檢測件。
差壓(yā)式流量計是一類(lei)應用廣泛的流量(liang)計,在各類流量儀(yi)表中其使用量占(zhàn)居*。近年來,由于各(gè)種新型流量♉計的(de)問世,它的使用量(liàng)百分數逐漸下降(jiàng),但目☀️前仍是重要(yao)的一類流量計。
優(yōu)點:
(1)應用多的孔闆(pǎn)式流量計結構牢(láo)固,性能穩定可靠(kao)✨,使用壽命長🔴;
(2)應用(yong)範圍廣泛,至今尚(shàng)無任何一類流量(liang)計可與之相比拟(nǐ);
(3)檢測件與變送器(qì)、顯示儀表分别由(yóu)不同廠家生産,便(bian)于規模經濟生産(chǎn)。
缺點:
(1)測量精度普(pu)遍偏低;
(2)範圍度窄(zhǎi),一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuang)條件要求高;
(4)壓損(sǔn)大(指孔闆、噴嘴等(děng))。
注：一種新型産品(pǐn)：引進美國航天*而(ér)開發的平衡流量(liàng)⚽計，這種流量計的(de)測量精度是傳統(tǒng)節流裝置的5-10倍，永(yǒng)🤞9壓力🛀🏻損失🙇♀️1/3。壓力恢(hui)複快2倍，小直管段(duan)可以小至🏃🏻♂️1.5D，安裝和(hé)🧑🏾🤝🧑🏼使用方便，大大減(jian)少流體運行的能(néng)力消耗。
應用概況(kuang):
差壓式流量計應(yīng)用範圍特别廣泛(fan),在封閉管道的流(liu)㊙️量測量中各種對(dui)象都有應用,如流(liu)體方面:單相、混相(xiang)、潔淨、髒污、粘性流(liu)等;工作狀态方面(miàn):常壓、高壓、真空、常(chang)溫、高溫、低溫等;管(guan)徑方面:從幾🐅mm到幾(jǐ)m;流動條🌐件方面:亞(yà)音速、音速💜、脈動流(liu)等。它在各工業部(bu)門的🏃🏻♂️用量約占流(liú)量計全部用量的(de)1/4~1/3。
3.2 浮子流量計
浮子(zǐ)流量計,又稱轉子(zi)流量計,是變面積(jī)式流量計的一種(zhong),在一根由下向上(shang)擴大的垂直錐管(guǎn)中,圓形橫截面的(de)浮子的重力是由(you)液體動力承受的(de),從而使浮子可以(yi)在錐管内自由地(di)上升和💛下降。
浮子(zi)流量計是僅次于(yu)差壓式流量計應(yīng)用範圍寬廣的一(yi)類流量計,特别在(zài)小、微流量方面有(yǒu)舉足輕重的🏒作用(yòng)。
80年代中期,日本、西(xī)歐、美國的銷售金(jīn)額占流量儀表的(de)15%~20%。中國産量1990年估計(ji)在12~14萬台,其中95%以上(shàng)爲玻璃錐管浮子(zǐ)流量計。
特點:
(1)玻璃(li)錐管浮子流量計(ji)結構簡單,使用方(fāng)便,缺點是耐壓力(li)低,有玻璃管易碎(suì)的較大風險;
(2)适用(yong)于小管徑和低流(liú)速;
(3)壓力損失較低(dī)。
3.3容積式流量計
容(róng)積式流量計,又稱(chēng)定排量流量計,簡(jian)稱PD流量計,在流量(liàng)儀表中是精度高(gāo)的一類。它利用機(jī)械測量元件把流(liu)體連續不斷地分(fèn)割成單個已知的(de)體積部分,根據測(ce)量室逐次重複地(di)充滿和排放該體(ti)積部分流體的🔱次(ci)數來測量流體體(ti)積總量。
容積式流(liú)量計按其測量元(yuan)件分類,可分爲橢(tuǒ)圓齒輪流量🐕計、刮(guā)闆流量計、雙轉子(zǐ)流量計、旋轉活塞(sāi)流量計、往複活塞(sai)流量計、圓盤流量(liang)計、液封轉筒式流(liú)量計、濕☎️式氣量計(jì)及膜式氣量計等(deng)。
優點:
(1)計量精度高(gāo);
(2)安裝管道條件對(dui)計量精度沒有影(yǐng)響;
(3)可用于高粘度(dù)液體的測量;
(4)範圍(wéi)度寬;
(5)直讀式儀表(biǎo)無需外部能源可(kě)直接獲得累計,總(zong)量,清晰明了👉,操作(zuo)簡便。
缺點:
(1)結果複(fu)雜,體積龐大;
(2)被測(cè)介質種類、口徑、介(jie)質工作狀态局限(xiàn)性較大;
(3)不适用于(yu)高、低溫場合;
(4)大部(bù)分儀表隻适用于(yú)潔淨單相流體;
(5)産(chǎn)生噪聲及振動。
應(yīng)用概況:
容積式流(liú)量計與差壓式流(liú)量計、浮子流量計(ji)并列爲三類使用(yòng)量大的流量計,常(cháng)應用于昂貴介質(zhi)(油🔞品、天㊙️然氣等)的(de)總量測量✍️。
工業發(fā)達國家近年PD流量(liàng)計(不包括家用煤(méi)氣表和家用水表(biǎo))的銷售金額占流(liu)量儀表的13%~23%;我國約(yuē)占20%,1990年産量(不包✨括(kuo)家用煤氣表)估計(ji)爲34萬台,其中橢圓(yuán)齒輪式和㊙️腰輪式(shi)分别約🤟占70%和20%。
3.4 渦輪(lún)流量計
渦輪流量(liang)計,是速度式流量(liàng)計中的主要種類(lei),它采用多🐇葉片👈的(de)轉子(渦輪)感受流(liú)體平均流速,從而(er)且推導☔出流♈量或(huo)✍️總量的儀表。
一般(ban)它由傳感器和顯(xiǎn)示儀兩部分組成(chéng),也可做成整📧體式(shì)。
渦輪流量計和容(rong)積式流量計、科裏(li)奧利質量流量計(jì)稱📧爲流🈲量計中三(san)類重複性、精度佳(jia)的産品,作爲類型(xíng)流量計之一,其産(chǎn)品🛀已發展爲多品(pǐn)種、多系列批量生(shēng)産的規模。
優點:
(1)高(gāo)精度,在所有流量(liang)計中,屬于精确的(de)流量計;
(2)重複性好(hao);
(3)元零點漂移,抗幹(gan)擾能力好;
(4)範圍度(dù)寬;
(5)結構緊湊。
缺點(dian):
(1)不能長期保持校(xiao)準特性;
(2)流體物性(xìng)對流量特性有較(jiao)大影響。
應用概況(kuang):
渦輪流量計在以(yi)下一些測量對象(xiàng)獲得廣泛應用:石(shí)油、有機🌂液體、無機(ji)液、液化氣、天然氣(qi)和低溫流體統在(zài)歐洲💰和美📱國,渦☀️輪(lun)流量計在用量上(shàng)是僅次于孔闆流(liu)量計的💞天然計量(liang)儀表,僅荷蘭在天(tiān)然氣管線上就采(cai)用了2600多台各種尺(chi)寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體(tǐ)渦輪流量計,它們(men)已成爲優良的天(tiān)然氣計量儀表。
3.5電(dian)磁流量計
電磁流(liu)量計是根據法拉(la)弟電磁感應定律(lü)制成的一種🐕測量(liàng)導電性液體的儀(yi)表。
電磁流量計有(you)一系列優良特性(xìng),可以解決其它流(liu)量計不易💚應用的(de)問題,如髒污流、腐(fu)蝕流的測量。
70、80年代(dài)電磁流量在技術(shù)上有重大突破,使(shi)它成爲應用廣泛(fàn)💔的一類流量計,在(zai)流量儀表中其使(shi)用量百分數🐉不斷(duan)上升。
優點:
(1)測量通(tong)道是段光滑直管(guan),不會阻塞,适用于(yú)測量含固體顆粒(lì)的液固二相流體(ti),如紙漿、泥漿、污水(shuǐ)等;
(2)不産生流量檢(jian)測所造成的壓力(li)損失,節能效果好(hao);
(3)所測得體積流量(liàng)實際上不受流體(ti)密度、粘度、溫度♊、壓(ya)力🙇♀️和⛱️電導率變化(huà)的明顯影響;
(4)流量(liang)範圍大,口徑範圍(wei)寬;
(5)可應用腐蝕性(xìng)流體。
缺點:
(1)不能測(cè)量電導率很低的(de)液體,如石油制品(pǐn);
(2)不能測量氣體、蒸(zheng)汽和含有較大氣(qì)泡的液體;
(3)不能用(yong)于較高溫度。
應用(yong)概況:
電磁流量計(jì)應用領域廣泛,大(da)口徑儀表較多應(ying)用于🔴給排水工程(chéng);中小口徑常用于(yú)高要求或難測場(chǎng)合,如鋼鐵👅工業高(gao)爐風口冷卻水控(kòng)制,造紙工業測🈲量(liàng)紙漿液和黑液,化(huà)學工業的強腐蝕(shi)液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微(wei)小口徑常用于醫(yi)藥工業、食品工業(yè)、生物化學等有衛(wei)生要求的場所。
3.6 渦(wō)街流量計
渦街流(liu)量計是在流體中(zhong)安放一根非流線(xiàn)型遊渦發生體,流(liu)體在發生體兩側(ce)交替地分離釋放(fàng)出兩串規則地交(jiao)錯🈲排列的遊渦的(de)儀表。
渦街流量計(ji)按頻率檢出方式(shì)可分爲:應力式、應(ying)變式、電容式、熱敏(mǐn)式、振動體式、光電(diàn)式及超聲式等。
渦(wo)街流量計是屬于(yú)年輕的一類流量(liang)計,但其發展迅速(sù),目前🍓已成爲通用(yòng)的一類流量計。
優(yōu)點:
(1)結構簡單牢固(gù);
(2)适用流體種類多(duo);
(3)精度較高;
(4)範圍度(dù)寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不(bu)适用于低雷諾數(shu)測量;
(2)需較長直管(guǎn)段;
(3)儀表系數較低(dī)(與渦輪流量計相(xiàng)比);
(4)儀表在脈動流(liu)、多相流中尚缺乏(fa)應用經驗。
3.7 超聲波(bo)流量計
超聲波流(liú)量計是通過檢測(ce)流體流動對超聲(sheng)束(或超聲脈沖)的(de)作用以測量流量(liang)的儀表。
根據對信(xin)号檢測的原理超(chao)聲流量計可分爲(wèi)傳播速❗度差法(直(zhí)接時差法、時差法(fǎ)、相位差法和頻差(chà)法)、波束偏移法、多(duo)普勒法、互🌈相關法(fa)、空間濾法及噪聲(sheng)法等。
超聲流量計(jì)和電磁流量計一(yī)樣,因儀表流通通(tōng)道未設置任何阻(zǔ)礙件,均屬*流量計(jì),是适于解決流量(liang)測量困難問題的(de)一類流量計,特别(bie)在大口徑流量測(cè)量方面有較突出(chū)的優點,近年來它(ta)是發展迅速的一(yi)類流量計之一。
優(yōu)點:
(1)可做非接觸式(shì)測量;
(2)爲無流動阻(zu)撓測量,無壓力損(sun)失;
(3)可測量非導電(dian)性液體,對無阻撓(nao)測量的電磁流量(liàng)計是一種補充。
缺(que)點:
(1)傳播時間法隻(zhī)能用于清潔液體(ti)和氣體;而多普勒(le)法隻能用🔞于測量(liang)含有一定量懸浮(fú)顆粒和氣泡的🤞液(yè)體;
(2)多普勒法測量(liang)精度不高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時間法應(ying)用于清潔、單相液(yè)體和氣體。典型應(ying)用有工👨❤️👨廠排🏃🏻放液(yè)、:怪液、液化天然氣(qi)等;
(2)氣體應用方面(mian)在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好(hǎo)的經🌈驗;
(3)多普勒法(fǎ)适用于異相含量(liang)不太高的雙相流(liú)體,例如:未🔱處🤞理污(wū)⭐水、工廠排放液、髒(zāng)流程液;通常不适(shì)用于非常清潔的(de)液體。
[編輯本段]3.8 科(ke)裏奧利質量流量(liàng)計
科裏奧利質量(liang)流量計(以下簡稱(cheng)CMF)是利用流體在振(zhen)動管中流動時,産(chǎn)生與質量流量成(cheng)正比的科裏奧利(li)力⁉️原理制成的一(yī)種直🏃♂️接式質量流(liu)量儀表。
我國CMF的應(yīng)用起步較晚,近年(nian)已有幾家制造廠(chang)(如太行儀表廠)自(zi)行開發供應市場(chǎng);還有幾家制造廠(chang)組⛱️建合資企業或(huo)引用生産系列儀(yí)表。
熱式氣體質量(liàng)流量計
熱式流量(liàng)計傳感器包含兩(liǎng)個傳感元件，一個(ge)速度傳感器和一(yi)個溫度傳感器。它(tā)們自動地補償和(he)校⛱️正氣體溫度變(bian)化。儀表的⁉️電加熱(re)部分将速度傳感(gan)器加熱到高于工(gōng)況溫度的某♊一個(ge)定值，使速度傳感(gǎn)器和測🛀🏻量工況溫(wen)度的傳感器之間(jian)形成恒定溫⛱️差。當(dang)保持溫⛹🏻♀️差不變時(shí)，電加熱消耗的🔞能(néng)量，也可以👣說熱消(xiao)散值，與流過氣體(tǐ)的質量流量成正(zheng)比。
熱式氣體質量(liang)流量計即Mass Flow Meter(縮寫爲(wèi)MFM)，它是氣體流量計(ji)量💛中新型💔儀表，區(qu)别于其它氣體流(liú)量計不需要進行(háng)壓力和溫度修正(zheng)，直接測量氣體的(de)質量流量，一支傳(chuán)感器可以做到量(liang)程從極🔴低到高量(liang)程。它适合♉單一氣(qì)體和固定比💁例多(duo)組份氣體的測量(liang)。
熱式氣體質量流(liu)量計是用于測量(liang)和控制氣體質量(liàng)流量的新型儀表(biao)。可用于石油、化工(gōng)、鋼鐵、冶金、電力、輕(qing)工、醫藥、環保等工(gong)業部門的空氣、烴(tīng)類氣體、可燃性氣(qì)體、煙道氣體的監(jian)測。
特 點
可靠性高(gāo) 重複性好 測量精(jīng)度高 壓損小
無活(huó)動部件 量程比寬(kuān) 響應速度快 無須(xū)溫壓補償
應 用
•工(gōng)業管道中氣體質(zhi)量流量測量 •煙囪(cong)排出的煙氣流😄速(sù)測量
•煅燒爐煙道(dao)氣流量測量 •燃氣(qì)過程中空氣流量(liang)測量
•壓縮空氣流(liu)量測量 •半道體芯(xīn)片制造過程中氣(qì)體流量測量
•污水(shui)處理中氣體流量(liàng)測量 •加熱通風和(he)空調系統中♻️的氣(qi)體流量測量
•熔劑(ji)回收系統氣體流(liú)量測量 •燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣體流量(liàng)測量
•天然氣、火炬(ju)氣、氫氣等氣體流(liú)量測量
•啤酒生産(chǎn)過程中二氧化碳(tàn)氣體流量測量
•水(shui)泥、卷煙、玻璃廠生(sheng)産過程中氣體質(zhi)量流量測量
如：美(měi)國SIERRA
中國DSN
3.9 明渠流量(liang)計
與前述幾種不(bu)同,它是在非滿管(guan)狀敞開渠道測量(liang)自由表面自然流(liu)的流量儀表。
非滿(mǎn)管态流動的水路(lù)稱作明渠,測量明(míng)渠中水流🤟流量的(de)🈚稱作明渠流量計(ji)(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓(yuan)形外,還有U字形、梯(ti)形、矩形等多種形(xing)狀。
明渠流量計應(ying)用場所有城市供(gòng)水引水渠;火電廠(chang)引水和排水♊渠、污(wu)水治理流入和排(pái)放渠;工礦企業水(shuǐ)排放以及水🏃♂️利工(gōng)程和農業灌溉用(yòng)渠道。有人估計1995台(tái),約☁️占流量儀表整(zhěng)體的1.6%,但是國内應(ying)用尚無估計數據(jù)。
4, 新工作原理流量(liang)儀表的研究和開(kai)發
4.1 靜電流量計
(electrostatic flowmeter)
日(rì)本東京技術學院(yuàn)研制适用于石油(you)輸送管線低導電(diàn)液體流🔞量測量的(de)靜電流量計。
靜電(diàn)流量計的金屬測(cè)量管絕緣地與管(guǎn)系連接,測🐕量電容(róng)器上靜電荷便可(ke)知道測量管内的(de)電荷。他們分别作(zuò)了内徑4~8mm銅、不鏽♊鋼(gang)等金屬和塑料測(cè)量管儀表的實流(liu)試驗,試驗表明流(liú)量與電荷之間接(jie)近于線性。
4.2 複合效(xiao)應流量儀表
(combined effects meter)
該儀(yí)表的工作原理是(shì)基于流體的動量(liang)和壓力作🌂用于儀(yi)表✍️腔體産生的變(bian)形,測量複合效應(yīng)的變形求取流量(liang)。本儀表由美國GMI工(gong)程和管理學院開(kāi)發,已申請兩項專(zhuān)力♻️。
4.3 轉速表式流量(liang)傳感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄(é)羅斯科學工程中(zhong)心工業儀表公司(sī)開發💁，是💃🏻基♌于懸浮(fu)👌效應理論研制的(de)。該儀表已在若幹(gan)現場成功的應用(yong)(例如🧑🏾🤝🧑🏼在核電站安(an)裝2000餘台測量熱水(shuǐ)流量，連續使用8年(nián)),且還🥰在改進以擴(kuò)大應用領域。
5, 幾種(zhong)流量儀表應用和(hé)發展動向
5.1 科裏奧(ao)利質量流量計(CMF)
5.2 電磁流(liu)量計(EMF)
EMF從50年代初進(jin)入工業應用以來(lai),使用領域日益擴(kuo)展,80年代後期起在(zài)各國流量儀表銷(xiāo)售金額中已占16%~20%。
我(wǒ)國近年發展迅速(su),1994年銷售估計爲6500~7500台(tai)。國内已生産大口(kǒu)徑⛹🏻♀️爲🈲2~6m的ENF,并有實流(liú)校驗口徑3m的設備(bei)能力。
5.3 渦街流量計(jì)(USF)
USF在60年代後期進入(ru)工業應用,80年代後(hou)期起在各國流量(liang)儀表銷💔售金額中(zhōng)已占4%~6%。1992年世界範圍(wéi)估計銷售量爲3.54.8萬(wan)☎️台,同期國内産🙇🏻品(pǐn)估計在8000~9000台。
5.4威力巴(ba)流量計
威立巴流(liú)量計計采用了*符(fu)合空氣動力學原(yuan)理的工程結構設(shè)計，是一種在精度(du)、功效及可靠方面(mian)達到了無比卓yue程(cheng)度的傳感元件。
6, 結(jié)論
由上述可知,流(liú)量計發展到今天(tiān)雖然已日趨成熟(shú),但其種類仍然極(ji)其繁多,至今尚無(wu)一種對于任何場(chǎng)合都适用的流量(liang)計。
每種流量計都(dou)有其适用範圍,也(yě)都有局限性。這就(jiù)要求我們:
(1)在選擇(zé)儀表時,一定要熟(shú)悉儀表和被測對(dui)象兩方❓面的情況(kuang),并要兼顧考慮其(qi)它因素,這樣測量(liàng)才會準确;
(2)努力研(yán)制新型儀表,使其(qí)在現有的基礎上(shang)更加完善。
差壓式(shì)流量計
差壓式流(liú)量計(以下簡稱DPF或(huò)流量計)是根據安(an)裝于管道中流量(liàng)檢測件産生的差(chà)壓、已知的流體條(tiáo)件和檢測件與管(guan)道的幾何尺寸來(lai)測量流量的儀表(biao)。DPF由一次😘裝置(檢測(cè)件)和二次裝置(差(cha)壓🈲轉換和流量💋顯(xiǎn)示儀表)組成。通常(chang)🤟以檢測件的型式(shi)對🈲DPF分類，如孔扳流(liu)量計、文丘裏管流(liu)量計及均速管🈲流(liu)量計等。二次裝置(zhi)爲各種機械、電子(zǐ)、機電一體式差壓(yā)計，差壓變送器和(hé)流量顯🈲示及計算(suan)儀表，它已發展爲(wèi)三化(系列化、通用(yòng)化及标🥰準化)程度(du)很高的種類規格(gé)龐雜的一大類儀(yi)表。差壓計既可用(yòng)于測量流量參數(shu)，也可測量其他參(can)數(如壓㊙️力、物位、密(mi)度等)。
DPF按其檢測件(jiàn)的作用原理可分(fen)爲節流式、動壓頭(tou)式⭕、水力阻🍉力式、離(lí)心式、動壓增益式(shì)和射流式等幾大(dà)類，其⭐中以節流式(shì)和動壓✊頭式應用(yòng)爲廣泛。
節流式DPF的(de)檢測件按其标準(zhun)化程度分爲标準(zhǔn)型和非标💚準型兩(liǎng)大類。所謂标準節(jie)流裝置是指按照(zhào)标準文件設計、制(zhi)造、安♊裝和使用，無(wu)須經實流校準即(jí)可确定其流量值(zhí)并估算流量測量(liàng)誤差，非标準節🔞流(liú)裝置是成熟程度(dù)✂️較差，尚未💁列入标(biao)準文件中的📐檢測(ce)件。
标準型節流式(shì)DPF的發展經過漫長(zhang)的過程，早在20世紀(ji)20年代，美國和歐洲(zhōu)即開始進行大規(guī)模的節流裝置試(shi)驗研究。用得普遍(bian)的節🐕流裝置--孔闆(pan)和噴嘴開始标準(zhǔn)化。現在标準噴嘴(zui)的一種♉型式ISA l932噴㊙️嘴(zuǐ)，其幾何形狀就是(shì)30年代标準化的，而(er)标準孔闆亦曾稱(cheng)爲ISA l932孔闆。節流裝置(zhi)結構形式的标準(zhǔn)化有很深遠的意(yì)義，因🧡爲隻有節流(liu)裝置結構形式标(biāo)準化了，才有可能(néng)把上衆多研究成(chéng)果彙集到一起，它(tā)促🏃🏻進檢測件的理(li)論和實踐向深度(du)和廣度拓展，這是(shi)其他流量計所不(bu)及的。1980年ISO(标準化組(zu)織)正式通過标準(zhǔn)ISO 5167，至此流量測🌈量節(jie)流裝置*個标準誕(dàn)生了。ISO 5167總結了幾十(shi)🌏年來上對爲數有(yǒu)限的幾種節流裝(zhuāng)🧑🏾🤝🧑🏼置(孔闆、噴嘴和文(wén)丘裏管)的理✂️論與(yǔ)試驗的研究成果(guo)，反映了此類檢測(cè)件的當代科學🧡與(yǔ)生産的技術水平(píng)。但是從ISO 5167正式頒布(bu)之🍉日起，它就暴露(lù)出許多亟待解決(jue)的💯問題，這些問題(tí)主要有以下幾個(ge)方💜面。
1)ISO 5167試驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中采用的(de)數據大多是30年代(dài)的試驗結果，今天(tiān)無論節流裝置制(zhi)造技術，流量試驗(yan)設備及實驗技術(shù)都有巨大的進步(bu)，重新進行系統地(dì)試驗以獲得更高(gāo)精确度及更可靠(kao)的數據是必要的(de)。進入80年代美國和(hé)歐洲都進行大規(guī)模的試驗，爲修訂(dìng)ISO 5167打下基礎。
2) ISO 5167中關于(yu)直管段長度規定(dìng)的問題 在ISO投票通(tong)過ISO 5167時，美✉️國投了反(fǎn)對票，其主要原因(yin)是對直管段長度(du)的規定有不同意(yì)見💋，這個問題⛱️應是(shi)ISO 5167修訂的主要問題(tí)之一。
3) ISO 5167中各項規定(ding)的科學性問題 影(ying)響節流裝置流出(chū)系👌數的♋因素特🔴别(bie)多，主要有孔徑與(yu)管徑的比值β、取壓(yā)裝置、雷諾數、節流(liú)件🛀安裝⚽偏心度、前(qián)後阻流件類型及(jí)直管‼️段長度🌈、孔闆(pan)入口邊緣尖銳度(du)、管壁粗糙度、流體(tǐ)流動湍流度等，衆(zhōng)多因素影響錯綜(zong)複雜，有的參數難(nan)以直接測量，因此(ci)🔴标準中有些規定(dìng)并非科學地确定(dìng)，而是爲了取得一(yi)緻，不得不人爲地(dì)确定。*流量專家斯(si)賓塞(E.A.Spencer)提出一系列(liè)應重新檢讨的問(wèn)題，如孔闆平直度(dù)、同心度、直角邊緣(yuan)尖銳♈度👄、管道粗糙(cao)度、上遊流速分布(bu)及流動調整器的(de)作用等。
4)關于節流(liú)式DPF測量精确度提(ti)高的問題 鑒于節(jiē)流式DPF在🔞流量🐅計🐇中(zhōng)占有重要地位，提(tí)高其測量精确度(dù)意義重🐉大。曆次學(xué)術會議認爲必須(xu)使流量測量工作(zuo)者、流體♍力學與計(ji)算機技術工作者(zhě)緊密合作共同攻(gong)關才能✂️解決此問(wen)🔴題。
20世紀80年代美國(guó)和歐洲開始進行(hang)大規模的孔闆流(liú)量計試驗研🈲究，歐(ōu)洲爲歐共體實驗(yàn)計劃(EEC Experimental Program)，美國爲API實💔驗(yan)計劃(API Experimental Program)。試驗的目的(de)🧑🏽🤝🧑🏻是用❗現代新測試(shì)設備及試驗數據(ju)的統計處理技術(shù)進行新一輪的範(fan)圍廣泛的🎯試驗研(yán)究，爲修訂ISO 5167打下技(jì)術基礎。1999年ISO發出ISO 5167的(de)修訂稿🌈(ISO/CD 5167-1-4)，該文件爲(wei)委員會草案，它在(zai)技術内容與編輯(ji)上都有很大改動(dòng)，是一份全新的标(biāo)準。本來預定于2025年(nian)12月在美國丹佛舉(jǔ)行的ISO/TC30/SC2會議上審查(cha)通過爲DIS(标準草案(àn))，但是會議認爲尚(shàng)有🐪細節問題應再(zài)商🔆榷而未能通過(guò)。新的ISO 5167标🏃🏻準何時正(zhèng)式🌂頒布尚不得而(er)知。ISO 5167新标準在标準(zhun)的兩個核心🛀🏻内容(rong)皆有實質性變化(hua)🌂，一是孔闆⭐的流出(chū)系數公式，用Reader-Harris/Gallagher計算(suàn)☎️式(R-G式)代替Stolz計算式(shi)，另一爲節流💰裝置(zhì)上遊側直管段長(zhǎng)度的規定以及流(liu)動調整器的使用(yong)等。
我們通常稱ISO 5167(GB/T2624)中(zhong)所列節流裝置爲(wèi)标準節流裝置，其(qí)他的都稱爲非标(biao)準節流裝置，應該(gai)指出，非标準節流(liu)裝置不僅是指那(na)些節流裝置結構(gou)與标難節流裝置(zhi)相異的，如果标準(zhun)節流裝☔置在偏離(li)标準條件下工作(zuo)亦應稱爲非标準(zhun)節流裝置，例如，标(biāo)準孔闆在混相流(liu)或标準文丘裏噴(pen)嘴在臨界流下工(gōng)作的都是。
目前非(fēi)标準節流裝置大(da)緻有以下一些種(zhong)類：
1)低雷諾數用 1/4圓(yuán)孔闆，錐形入口孔(kong)闆，雙重孔闆，雙斜(xié)孔闆⁉️，半⭐圓🔞孔闆等(děng)；
2)髒污介質用 圓缺(que)孔闆，偏心孔闆，環(huan)狀孔闆，楔形孔🤞闆(pan)，彎管🌂節流件等；
3)低(di)壓損用 羅洛斯管(guǎn)，道爾管，道爾孔闆(pan)，雙重文丘裏噴嘴(zui)，通🐆用文👌丘裏管，Vasy管(guan)等；
4)小管徑用 整體(tǐ)(内藏)孔闆；
5)端頭節(jiē)流裝置 端頭孔闆(pan)，端頭噴嘴，Borda管等；
6)寬(kuan)範圍度節流裝置(zhi) 彈性加載可變面(miàn)積可變壓頭流🌂量(liàng)計(線性孔闆)；
7)毛細(xì)管節流件 層流流(liu)量計；
8)脈動流節流(liú)裝置；
9)臨界流節流(liú)裝置 音速文丘裏(li)噴嘴；
10)混相流節流(liú)裝置。
節流式DPF現場(chǎng)應用的不斷拓展(zhan)必然提出發展非(fei)标準節流裝📱置⭐的(de)要求，十餘年來ISO亦(yi)在不斷制訂有關(guan)非标準節💔流裝置(zhì)的技術文件，在它(tā)們不能成爲正式(shi)标準之前作爲技(ji)術報告發表。可以(yǐ)預見，今後有可能(neng)若幹較爲成熟的(de)非标準😘節流裝置(zhì)會晉升爲标準型(xing)的。
20世紀90年代中後(hòu)期世界範圍内各(ge)式DPF銷售量在流量(liàng)儀表總量中台數(shu)占50%-60%(每年約百萬台(tái))，金額占30%左右。我國(guo)銷☁️售台數約占流(liú)量儀表總量(不包(bāo)括*表和家用水表(biao)及玻璃管浮子流(liu)⚽量計)的35%-42%(每年6萬-7萬(wàn)台)。
2 工作原理
2.1 基本(ben)原理
充滿管道的(de)流體，當它流經管(guan)道内的節流件時(shi)，如圖4.1所示，流速将(jiāng)在節流件處形成(cheng)局部收縮，因而流(liú)㊙️速增✌️加，靜壓力🌈降(jiang)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了✔️壓(ya)差。流體流量愈大(da)，産生的壓差愈大(dà)，這樣可依據壓差(chà)來衡量流量的大(da)小。這種測量方法(fǎ)是以流動連續性(xìng)方程(質量守恒定(ding)律)和伯努利方程(cheng)(能量守恒定律)爲(wei)基礎的。壓差的大(dà)小不僅與流量還(hai)🏃🏻與其他許多因🍓素(su)有關，例如當❗節流(liú)裝置形式或管道(dào)内流體的物理性(xing)質(密度、粘度)不同(tong)時，在同樣大小的(de)流量下産生的壓(yā)差也是不同的。
圖(tú)4.1 孔闆附近的流速(sù)和壓力分布
2.2 流量(liang)方程
式中 qm--質量流(liu)量，kg/s;
qv--體積流量，m3/s;
C--流出(chū)系數；
ε--可膨脹性系(xì)數；
β--直徑比，β=d/D;
d--工作條(tiao)件下節流件的孔(kong)徑，m；
D--工作條件下上(shang)遊管道内徑，m；
P--差壓(yā)，Pa；
ρl--上遊流體密度，kg/m3。
由(you)上式可見，流量爲(wèi)C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參數的函數，此(cǐ)6個參數可分爲實(shí)測量[d，ρ，P，β(D)]和統計量(C、ε)兩(liang)類。
(1)實測量
1)d、D 式(4.1)中d與(yǔ)流量爲平方關系(xì)，其精确度對流量(liang)總精度影響較大(dà)，誤差值一般應控(kòng)制在±0.05%左右，還應計(ji)及工作溫👉度對材(cai)料熱膨脹的影響(xiang)。标準規定管道内(nei)徑D必須實測，需在(zài)上遊管段的幾個(gè)截面上進行多次(ci)測量求其平均值(zhí)，誤差不應大🚩于±0.3%。除(chú)對數值測量精度(dù)要求較高外，還應(ying)考慮内徑偏差會(hui)對節流件上遊通(tong)道造成不正常節(jie)流現象所帶來的(de)嚴重⛷️影響。因此，當(dāng)不是成套供應節(jiē)🔴流裝置時，在現場(chang)配管應充🏃🏻分注意(yi)這個問題。
2)ρ ρ在流量(liang)方程中與P是處于(yú)同等位置，亦就是(shi)說，當追求差壓♍變(biàn)送器高精度等級(jí)時，絕不要忘記ρ的(de)測量精度🥰亦應與(yǔ)之相匹配。否則P的(de)提高将會被ρ的降(jiàng)低所抵消。
3)P 差壓P的(de)精确測量不應隻(zhi)限于選用一台高(gāo)精度差壓變送器(qì)🤟。實際上差壓變送(sòng)器能否接受到真(zhēn)實的差壓值還決(jue)定✏️于一系列因素(sù)，其中正确的取壓(ya)孔及引壓管線的(de)🙇♀️制造、安裝及使用(yòng)是保證獲得真實(shí)差壓值的關鍵，這(zhè)些‼️影響因素很多(duō)是難以定量或定(dìng)性确定的，隻有加(jiā)強制✏️造及安裝的(de)🌈規範化工作🔴才能(néng)達到目✊的。
(2)統計量(liàng)
1)C 統計量C是無法實(shí)測的量(指按标準(zhun)設計制造安裝，不(bu)經🔞校準💁使用)，在現(xian)場使用時複雜的(de)情況出現在實際(jì)的C值與标準确定(dìng)的C值不相符合。它(tā)們的偏離是由設(she)計、制造、安裝及使(shǐ)用一🔆系列因素造(zao)成的。應該明确，上(shang)🐅述各環節全部嚴(yán)格遵循标準的規(guī)定，其🏃實際值才會(hui)與标準确定的值(zhi)相符合，現場是難(nán)以🆚*這種要求的。
應(ying)該指出，與标準條(tiáo)件的偏離，有的可(kě)定量估算(可進行(hang)修正✔️)，有的隻能定(dìng)性估計(不确定度(du)的幅值與😍方向)。但(dan)是在現💰實中，有時(shi)不僅是一個條件(jian)偏離，這💋就帶來非(fēi)常複雜的情況，因(yīn)爲一般資☎️料中隻(zhī)介紹某一條件☁️偏(pian)離引起的誤差。如(rú)果許多條件同時(shi)偏🈲離，則缺少相關(guān)的資料可查。
2)ε 可膨(péng)脹性系數ε是對流(liú)體通過節流件時(shí)密度發生變化而(ér)引起的流出系數(shù)變化的修正，它的(de)誤差由兩部分組(zǔ)成：其一爲常用流(liú)量下ε的誤差，即标(biao)準确定值的誤差(cha)；其🐪二爲由于流量(liang)變化ε值将随之波(bo)動帶來的誤差。一(yi)般在低靜壓高差(chà)壓情況，ε值有不可(kě)🤟忽略的誤差。當P/P≤0.04時(shi)，ε的誤差可忽略不(bu)計。
3 分 類
差壓式流(liu)量計分類如表4.1所(suo)示。
表4.1 差壓式流量(liàng)計分類表
分類原(yuán)則 分 類 類 型
按産(chan)生差壓的作用原(yuán)理分類 1)節流式；2)動(dong)壓頭式；3)水力阻力(lì)式；4)離心式；5)動壓增(zēng)益式；6)射流式
按結(jié)構形式分類 1)标準(zhun)孔闆；2)标準噴嘴；3)經(jīng)典文丘裏🔞管；4)文丘(qiu)裏噴嘴；5)錐形入口(kou)孔闆；6)1/4圓孔闆；7)圓缺(que)孔闆；8)偏心孔闆；9)楔(xiē)形孔闆；10)整🈲體(内藏(cáng))孔闆；11)線性孔闆；12)環(huán)形孔闆；13)道爾管；14)羅(luó)洛☀️斯管；15)彎🧡管；16)可換(huàn)孔闆節流裝置；17)臨(lín)界流節流裝置
按(an)用途分類 1)标準節(jiē)流裝置；2)低雷諾數(shu)節流裝置；3)髒污流(liú)節流裝♊置；4)低壓損(sun)節流裝置；5)小管徑(jing)節流裝置；6)寬範圍(wéi)度節流裝置；7)臨界(jiè)❤️流節流裝置；
3.1 按産(chan)生差壓的作用原(yuán)理分類
1)節流式 依(yī)據流體通過節流(liú)件使部分壓力能(neng)轉變爲動能以産(chan)生差壓的原理工(gong)作，其檢測件稱
之(zhī)爲節流裝置，是DPF的(de)主要品種。
2)動壓頭(tou)式 依據動壓轉變(biàn)爲靜壓的原理工(gong)作，如均速管流👉量(liàng)計。
3)水力阻力式 依(yī)據流體阻力産生(shēng)的壓差原理工作(zuo)，檢💁測件爲💃毛細管(guǎn)束，又稱層流流量(liang)計，一
般用于微小(xiao)流量測量。
4)離心式(shì) 依據彎曲管或環(huan)狀管産生離心力(lì)原理形成的壓差(chà)工作，如彎管流量(liang)計，環形管流量
計(ji)等。
5)動壓增益式 依(yī)據動壓放大原理(lǐ)工作，如皮托-文丘(qiu)裏管。
6)射流式 依據(jù)流體射流撞擊産(chǎn)生原理工作，如射(shè)流式差壓👈流量💁計(jì)。
3.2 按結構形式分類(lei)
1) 标準孔闆 又稱同(tong)心直角邊緣孔闆(pan)，其軸向截面如圖(tu)4.2所示。孔闆是一塊(kuai)加工成圓形同心(xīn)的具有銳利直角(jiǎo)邊緣的薄㊙️闆。孔闆(pan)開孔的上遊側邊(bian)緣應是銳利的直(zhi)角。标準孔闆有三(san)種取壓方式：角接(jiē)、法蘭及D-D/2取壓；如圖(tú)4.3所示。爲從兩個方(fang)向的任一個😘方向(xiàng)測量流量，可采用(yong)🐇對稱孔闆，節流孔(kong)的兩個邊緣均符(fu)合直角邊緣孔🤩闆(pan)上遊邊緣的特性(xing)，且孔闆全部厚度(du)不超過節流孔的(de)厚度。
圖4.2 标準孔闆(pǎn)
圖4.3 孔闆的三種取(qu)壓方式
2) 标準噴嘴(zui) 有兩種結構形式(shì)：ISA 1932噴嘴和長徑噴嘴(zuǐ)。
a. ISA 1932噴嘴(圖4.4) 上遊面由(you)垂直于軸的平面(miàn)、廓形爲圓周的🛀兩(liǎng)段弧線所确定的(de)收縮段、圓筒形喉(hóu)部和凹槽組成的(de)噴嘴。ISA 1932噴嘴的取壓(ya)方式僅角接取壓(ya)一種。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長徑(jing)噴嘴(圖4.5) 上遊面由(you)垂直于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢圓的收(shōu)縮段、圓筒形喉部(bu)和可能有的凹槽(cao)或斜角組成的噴(pēn)嘴。長徑噴嘴的取(qu)壓方式僅D-D/2取壓一(yī)種。
3) 經典文丘裏管(guǎn) 由入口圓筒段A、圓(yuan)錐收縮段B、圓筒形(xing)喉部C和✏️圓錐擴散(san)段E組成，如圖4.6 所示(shi)。根據不同的加🏃🏻♂️工(gong)方🌏法，有以下🍉結構(gou)形式🐕：①具有粗鑄收(shōu)縮段的；②具有機械(xiè)加工收縮🔴段的；③具(ju)📐有鐵闆焊接收🏃🏻♂️縮(suō)段的。不同結構形(xíng)式的L1、L2、R1、R2與D、d的關❗系如(ru)表4.2所示。
4)文丘裏噴(pēn)嘴 由進口噴嘴、圓(yuán)筒形喉部及擴散(san)段組成，如圖4.7所示(shì)。
5)錐形入口孔闆 錐(zhui)形入口孔闆與标(biāo)準孔闆相似，相當(dang)于一塊倒🐪裝的标(biao)準孔闆，其結構如(rú)圖4 . 8所示，取壓方式(shi)💯爲角接取壓。表4.2 L1、L2、R1、R2與(yǔ)D、d關🔅系
注 粗 鑄 入 口(kǒu) 機械加工的入口(kǒu) 粗焊的鐵闆入口(kǒu)
1 ±0.25D(100mm
L1=0.5D±0.05D L1=0.5D±0.05D
2 L2=1D或0.25D+250mm兩個量中的小(xiao)者 L2≥D(入口直徑) L2≥D(入口(kǒu)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊縫除外
4 R2=3.625d至(zhì)3.8d R2<0.25D R2=0,焊縫除外
圖4.6 經典(dian)文丘裏管
圖4.7 文丘(qiū)裏噴嘴
圖4.8 錐形入(ru)口孔闆
1一環隙；2-夾(jiá)持環；3一上遊端面(mian)A；4-下遊端面B；
5-軸線；6-流(liu)向；7-取壓口；8-孔闆；
X-帶(dai)環隙的夾持環；Y-單(dan)獨取壓口
超聲波(bo)流量計的基本原(yuan)理及類型
超聲波(bo)在流動的流體中(zhōng)傳播時就載上流(liú)體流速的信息☎️。因(yin)此通過接收到的(de)超聲波就可以檢(jian)測出流體的流✔️速(sù)，從而換算成📐流量(liang)。根據檢測的方式(shì)，可分爲傳播速度(du)差法、多普勒法、波(bō)束偏⭕移法、噪聲法(fa)😍及相關法📱等不同(tóng)類型的超聲波流(liú)量計🐉。起聲波流量(liang)計是近十幾年來(lái)随着集成電路技(ji)術迅速發展🐕才開(kāi)始應用🌈的一種
非(fēi)接觸式儀表，适于(yu)測量不易接觸和(hé)觀察的流體以及(ji)大管徑流量。它與(yu)水位計聯動可進(jìn)行敞開水😘流的流(liú)量測量。使用超聲(sheng)波流量比不用在(zài)流體中安裝測量(liang)元件故不會改變(bian)流體的流動狀态(tài)，不産生附加阻力(lì)，儀表的安裝及檢(jian)修均可不♉影響生(shēng)産管線運行因而(ér)是一種理想的節(jie)能型流量計。
*，目前(qian)的工業流量測量(liang)普遍存在着大管(guǎn)徑、大流量測量困(kun)難的問題，這是因(yin)爲一般流量計随(suí)着測量管徑的增(zeng)大會帶來制造和(he)運輸上的困難，造(zao)價提高、能損加大(da)、安裝不僅這些缺(quē)點，超聲波流量計(ji)均可避免。因爲各(gè)類超🔞聲波流量🔆計(jì)均可管外安裝、非(fei)🥰接觸測流，儀表造(zao)價基本上與被測(cè)管道口徑大小無(wu)關，而其它類型的(de)流量計随着口徑(jìng)增加，造價大幅度(dù)增加，故口徑越大(dà)超聲波流量計比(bǐ)相同功能其它類(lèi)型流量計的🥰功能(néng)價格比越*。被認爲(wèi)是較好的大管徑(jing)流量測量儀表，多(duō)普😍勒法超聲波流(liu)量計可測雙相介(jie)質的流量，故可用(yong)于下水道及排污(wū)水💯等髒污流的測(cè)量。在發電廠中，用(yòng)便攜式超聲波流(liú)量計🥵測量水輪機(jī)進水量、汽輪機🎯循(xun)環水量等大管徑(jìng)流量，比🌈過去的皮(pí)脫管流速計方便(bian)得多。超聲被流量(liang)汁也可用于氣體(tǐ)測量。管徑的适用(yong)範圍從2cm到🧡5m，從幾米(mi)寬的明渠、暗渠到(dào)500m寬的河流都可适(shì)用。
另外，超聲測量(liàng)儀表的流量測量(liang)準确度幾乎不受(shòu)👣被🐅測流體溫度、壓(yā)力、粘度、密度等參(can)數的影響，又可制(zhi)成🏃♂️非接觸及便攜(xie)🔱式測✌️量儀表，故可(kě)解決其它類型儀(yí)表🔞所難以測量的(de)強腐蝕性、非導電(diàn)性、放射性及易燃(rán)易爆介質的✌️流量(liàng)測量❓問題。另外，鑒(jiàn)于非接觸測量特(tè)點，再配以合理的(de)電子線路，一台儀(yí)表可适應多種管(guǎn)徑測量和多種流(liú)量範圍測量。超聲(shēng)波流量計的适應(yīng)能☔力也是其它儀(yi)表不可比拟的。超(chāo)聲波流量計具有(yǒu)上述一些優點因(yin)此🈲它越來越受到(dào)重視并且向産品(pǐn)系列化、通用化發(fā)展，現已制成不同(tóng)聲道的标準型、高(gao)溫🐕型、防爆型、濕式(shi)型儀表以适應不(bu)同介質，不同場合(hé)和不同管道條件(jian)的流量測量。
超聲(sheng)波流量計目前所(suo)存在的缺點主要(yao)是可測流體的溫(wen)度🥵範圍受超聲波(bo)換能鋁及換能器(qì)與管道之間的耦(ǒu)合材料耐溫程度(du)的限制，以及高溫(wēn)下被測流體傳聲(shēng)速度的原始數據(ju)不全。目前我國隻(zhi)能用于測量☂️200℃以下(xia)的流體。另外，超☎️聲(shēng)波流量計的測量(liang)⭐線路比一般🙇♀️流量(liang)計複雜。這是因爲(wèi)，一般工業計量中(zhōng)液體的流⚽速常常(cháng)是每秒幾米，而聲(sheng)波在液體中的傳(chuán)播速度約爲🌍1500m/s左右(you)，被測流體流速(流(liú)量)變化帶給聲速(su)的變化量大也是(shì)10-3數量級.若要✂️求測(cè)量流速的準确度(dù)爲1%，則對聲速的測(ce)量準确度需爲10-5～10-6數(shu)量級❓，因此必須有(you)完善的測量線路(lu)才能實現，這也正(zhèng)是超聲波流量計(ji)隻有在集成電路(lu)技術迅速發展的(de)前題下才能得到(dao)實際應用的原因(yīn)。
超聲波流量計由(you)超聲波換能器、電(dian)子線路及流量顯(xiǎn)示和累‼️積系統三(san)部分組成。超聲波(bo)發射換能器将電(dian)能轉換爲🌈超聲波(bō)能量，并将其發射(shè)到被測流📐體中，接(jie)💋收器接收到的超(chāo)聲波🔞信号，經電子(zi)線路放🔱大并轉換(huan)爲代表流量的電(dian)信号供給顯示和(hé)積算儀表進行顯(xiǎn)👌示和積算。這樣就(jiu)實現了流量的檢(jian)測和顯示。
超聲波(bō)流量計常用壓電(dian)換能器。它利用壓(ya)電材料的壓電♋效(xiao)應，采用适出的發(fā)射電路把電能加(jia)到發射換🈲能器的(de)壓電元件上，使其(qí)産生超聲波振勸(quan)。超🈲聲波以某一角(jiao)度射入流體中傳(chuan)播，然後由接收換(huàn)能器接收，并經壓(yā)電元件變爲電能(néng)，以便‼️檢測。發射🔞換(huàn)能器利用🌈壓電元(yuan)件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則(ze)是利用壓電效應(yīng)。
超聲波流量計換(huàn)能器的壓電元件(jiàn)常做成圓形薄片(piàn)🐕，沿👈厚度振動。薄片(pian)直徑超過厚度的(de)10倍，以保證振動的(de)方向🌈性。壓電元件(jiàn)材料多采用锆钛(tai)酸鉛。爲固定壓電(diàn)🔴元件，使超聲波以(yi)合适的角度射入(ru)到流體中，需把元(yuán)💘件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整🔴體(又(you)稱探頭)。聲楔的材(cai)料不僅要求強度(dù)高、耐老化，而且要(yào)求超聲波經聲楔(xiē)後能量損失小即(jí)透射系數接近1。常(chang)用的聲楔材料是(shì)有機玻璃，因爲它(ta)透明，可以觀察到(dao)聲楔中壓電元件(jian)的組裝情況。另外(wai)，某些橡膠、塑料及(jí)膠木也可作聲楔(xiē)材料。
超聲波流量(liàng)計的電子線路包(bāo)括發射、接收、信号(hào)處💁理和🈲顯示📧電路(lu)。測得的瞬時流量(liang)和累積流量值用(yòng)數字量或模拟量(liang)顯示。
根據對信号(hào)檢測的原理，目前(qián)超聲波流量計大(dà)緻可分❤️傳✌️播速度(dù)差法(包括：直接時(shí)差法、時差法、相位(wei)差法☔、頻差法)波束(shù)偏🐕移法、多普勒法(fǎ)、相關法、空間濾波(bo)法及噪聲法等類(lèi)型👄，如圖所示。其中(zhōng)以噪聲法原理及(ji)結構簡單，便于測(cè)量和攜帶，價格便(bian)宜但準确度較低(dī)，适于在流量測量(liàng)💃🏻準确度要求㊙️不高(gao)的場合使用。由于(yú)直接時差法、時差(cha)法、頻差法和相位(wei)㊙️差法的基本原理(li)都是🈲通過測量超(chāo)聲波脈沖順流和(hé)逆流傳報時速度(dù)之差來反映流體(tǐ)的流速的，故又統(tong)稱爲傳播速度差(chà)法。其中頻差🚶法和(hé)時差法克服了聲(sheng)速随流體溫度變(bian)化帶💘來的誤差，準(zhǔn)确度較高，所🔆以被(bei)廣泛采用。按照換(huan)能器的配置方法(fǎ)不同，傳播速度差(cha)撥又分爲：Z法(透過(guo)法)、V法(反射法)、X法(交(jiao)叉法)等⭕。波束偏移(yi)法是利用超聲波(bō)束在流體中的傳(chuan)播方向随流體流(liú)速變化而産生偏(pian)移來✏️反映流體流(liu)速✍️的，低流速時，靈(líng)敏度🌐很低适用性(xìng)不大.多普勒法是(shì)利用聲學多普勒(le)原理，通過測量不(bú)均勻流體中散射(shè)體散射的超聲波(bō)多普
勒頻移來确(què)定流體流量的，适(shì)用于含懸浮顆粒(lì)、氣泡等⭐流🔴體流量(liàng)測量。相關法是利(lì)用相關技術測量(liang)流量，原理上，此法(fǎ)的測量㊙️準确度與(yu)流體中的聲速無(wú)關，因而與流體溫(wēn)度✉️，濃度等無關，因(yīn)而測量準确度高(gao)，适用💃範圍廣。但相(xiàng)關器價🙇♀️格貴，線路(lù)比較複雜🔞。在微處(chu)理機普及應用後(hou)，這個缺點可以克(kè)服。噪聲法(聽音法(fa))是🔆利🌍用管道内流(liú)體❤️流動時産生的(de)噪聲與流體的✨流(liú)速有關的原🔆理，通(tong)過檢💰測噪聲表示(shi)流速或流量值。其(qí)方法🌍簡單，設備價(jia)格便宜，但準确度(du)低。
以上幾種方法(fǎ)各有特點，應根據(ju)被測流體性質.流(liu)🌏速分布情況、管路(lu)安裝地點以及對(duì)測量準确度的要(yào)求✏️等因素進行選(xuǎn)擇。一般說來由于(yu)工業生産中工質(zhì)的溫度常不能保(bǎo)持恒定，故多采用(yòng)頻差法及時差法(fa)。隻🐅有在管徑很大(da)時才采用直接時(shí)差法。對換能器安(an)裝方法的選擇🛀原(yuan)則一般是：當流體(tǐ)沿管軸平行流動(dong)時，選用Z法；當流動(dong)方向與管鈾不平(ping)行或管路安裝地(dì)點使換能器安裝(zhuāng)間隔受到限制時(shi)，采用V法或X法。當流(liú)場🏃🏻♂️分布不均勻而(ér)表前直管段又較(jiao)短時，也可采用多(duō)聲道(例如雙聲道(dao)或四聲道)來❄️克服(fú)流速擾動帶來的(de)流量測量誤差。多(duō)普勒法适于測量(liang)兩相❤️流，可避免常(chang)規儀表由懸浮粒(lì)或氣泡造成的堵(dǔ)塞、磨損、附着而㊙️不(bu)能運行的弊病，因(yīn)而得以迅速發❓展(zhǎn)。随着工業的發展(zhan)及節能工作的開(kai)展🔞，煤油混合(COM)、煤水(shui)泥合🌍(CWM)燃料的輸送(sòng)和應用以及燃料(liào)油加水助燃等節(jiē)能方法的發展，都(dōu)爲多普勒超聲💋波(bo)流量計應用開辟(pi)廣闊㊙️前景。
流量計(jì)的種類很多，一般(ban)市場上用得比較(jiao)廣泛的有：電磁流(liu)量計、渦街流量計(jì)、渦輪流量計、孔闆(pan)流量計、V錐流量☔計(ji)、金屬轉🛀子流量計(ji)、玻璃轉子流量計(ji)、旋⭐進旋渦流量計(ji)🐆、橢圓齒輪流量計(ji)、均速管流量計、超(chao)聲波流量計等。它(ta)們🌐的安裝條件對(duì)直管段的要求V錐(zhui)流量計是低，而電(dian)磁、渦💞街、孔闆等對(dui)直管段要求❓就較(jiào)高，一般是前5D後3D,對(dui)于流量計前端有(you)彎頭、閥門🙇♀️電磁流(liú)量計等的直管段(duan)要求就更高，高要(yào)求直管段是前50D後(hou)5D,因此在選💯購流量(liang)計時一定要考慮(lü)流量計現場安裝(zhuāng)的環境、位🌐置等因(yin)🌈素，從而選擇更加(jia)适合現場工礦的(de)流量計。
現在流量(liàng)計所需要的參數(shù)：
1、被測量的介質
2、被(bei)測量介質的溫度(du)
3、被測量介質的壓(ya)力
4、被測量介質的(de)流量
5、要求的測量(liàng)精度
6、現場工礦情(qíng)況
