气体流量计流量计

流量的概念:指单位时间内流经管道某一段的流体量。分为体积流量和质量流量，质量流量M=体积流量Q *流体密度ρ。质量流量的常用单位有:千克/小时、吨/小时等。，常用的体积流量单位有:升/小时、立方米/小时等。流体流动状态的分类:A、层流（雷诺数Re《2300）b、过渡流（2300 Re《4000）c、湍流（雷诺数Re》4000）。雷诺数是指流体惯性力与粘性力的比值。与流体相关的物理参数:温度、压力、密度、粘度、速度、流量等。流体密度与温度和压力的关系:气体的密度随温度的升高而降低，随压力的升高而升高，而液体的密度主要随温度的升高而降低，但与压力关系不大。

流量计是用来测量管道中流体流量（单位时间内通过的流体体积）的仪表，包括:转子流量计、节流流量计、狭缝流量计、体积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰式流量计。到目前为止，流量计的种类多达60多种。原因是迄今为止还没有找到一种适用于任何流体、任何量程、任何流动状态和任何使用条件的流量计。60多种流量计，每种产品都有其特定的适用性和局限性。

测量对象分为两类:封闭管道和明渠；按测量目的可分为总量测量和流量测量，它们的仪表分别称为总量表和流量计。总仪表测量一段时间内通过管道的流量，用短时间内的总流量除以时间表示。实际上，流量计通常为总表配备累积流量装置，总表还配备流量信号装置。因此，严格意义上区分流量计和总表没有实际意义。

根据测量原理可分为以下几类:机械原理:属于该原理的仪器有差压式和利用伯努利定理的转子式；利用动量定理的脉冲式和移动管式；使用牛顿第二定律的直接质量公式；利用流体动量原理的目标类型；使用角动量定理的涡轮公式:利用流体振荡原理的涡流型和涡街型；皮托管式、容积式、堰式、槽式等采用全静压差。电学原理:该原理中使用的仪器包括电磁、差动电容、电感、应变电阻等。声学原理:利用声学原理测量流量的有超声波、声波（冲击波）等。热量原理:利用热量原理测量流量的方法有量热法、直接量热法和间接量热法。光学原理:激光式、光电式等都是属于这种原理的仪器。原子物理学原理:核磁共振、核辐射等。就是属于这种原理的仪器。其他原则:标记原则（示踪原则、核磁共振原则）、相关原则等。根据目前最流行、最广泛的分类，分别阐述了各种流量计的原理、特点、应用情况以及在国内外的应用情况。

一、孔板流量计

孔板流量计是由标准孔板和多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器和压力变送器）组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体和天然气的流量。

广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。

孔板流量计广泛应用于煤炭、化工、交通、建筑、纺织、食品、医药、农业、环保等国民经济的各个领域和人们的日常生活中。它是发展工农业生产、节约能源、提高产品质量、提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要地位。

在过程自动化仪表和设备中，流量计有两种功能:

作为过程自动化控制系统的检测仪表测量物料数量的总量表。

优势:

1.标准节流部件均采用国际标准组织认可的产品，无需真正的流量校准即可投入使用，这在流量传感器中也是独一无二的；

2、结构易于复制，简单牢固，性能稳定可靠，价格低廉；

3.应用范围广，包括所有单相流体（液体、气体和蒸汽）和一些混合相流体。可以测量一般生产过程中的管径和工作状态（温度和压力）；

4.试件和差压显示仪表可以由不同的制造商分别生产，因此可以在专业规模上生产。

缺点:

1.在流量传感器中，测量的重复性和精度处于中等水平，受多种因素的复杂影响，难以提高精度；

2、范围较窄，由于流量系数与雷诺数有关，一般范围只有3:1 ~ 4:1；

3.直管段长度要求长，一般难以满足。尤其是对于管径较大的管道，问题更为突出；

4.压力损失大；

5.内孔的锐角线保证了孔板的精度。因此，传感器对腐蚀、磨损、结垢和污垢敏感，难以保证长期使用的精度，因此需要每年拆卸并强制检查一次；

6、法兰连接，容易出现跑、冒、滴、漏问题，大大增加了维修工作量。

二、立式腰轮流量计

腰轮流量计又称罗茨流量计，其结构特点是流量计的壳体内有一个计量室，计量室内有一对或两对可切向转动的腰轮。

一对传动齿轮与流量计外壳外部的两个搜索轮同轴安装，它们相互啮合以使两个腰轮相互连接。

腰轮流量计可用于测量各种清洁液体的流量，特别适用于石油计量，也可制成流量计用于测量气体。其仪表精度最高，可达0.1-0.5级。

特点:

该腰轮流量计设计新颖，外形美观。它具有重量轻、精度高、安装使用方便的特点。它是容积式流量计的典型产品之一。

其主要缺点是:体积大、重量重、压力损失大。运行中振动大等。

采用两对45度角的腰轮结构，可以大大降低运行中的振动和噪音。

三、容积式流量计

容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，是流量仪表中最精确的一种。

它使用机械测量元件将流体连续分成单个已知的体积部分，并根据测量室填充和排出该体积部分中的流体的次数来测量流体的总体积。

容积式流量计按其测量元件可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、盘式流量计、液封旋转圆筒流量计、湿式气体流量计和膜式气体流量计。

优势:

1、测量精度高；

2.管道安装条件对测量精度没有影响；

3.可用于测量高粘度液体；

4.范围广；

5.直读仪无需外部能源即可直接获得累计和总量，清晰易操作。

缺点:

1.结构复杂，体积巨大；

2.被测介质的类型、口径和工作状态有很大的局限性；

3、不适合高低温场合；

4.大多数仪器仅适用于清洁的单相流体；

5、噪音和振动。

四。椭圆齿轮流量计

椭圆齿轮流量计（又称位移流量计、齿轮流量计）属于容积式流量计的一种，是一种高精度的流量计。

它使用机械测量元件连续地将流体分成单个已知的体积部分，并根据计量室连续重复地填充和排出该体积部分中的流体的次数来测量总流量。

椭圆齿轮流量计可由不同材料制成（铸铁、铸钢、304不锈钢、316不锈钢），特别适用于重油、聚乙烯醇、树脂等高粘度介质的流量测量。

特点:

按要求正确安装的椭圆齿轮流量计在使用时可以保证足够的精度，其累计值的精度通常可以达到0.5级，因此是一种比较精确的流量计量仪表。

但是，如果被测介质的流量过小，仪表泄漏误差的影响就会突出，不再能保证足够的测量精度。

因此，不同类型和规格的椭圆齿轮流量计对最小流量都有一个允许值，只有当实际测量流量大于下限流量允许值时才能保证测量精度。

其次，在使用椭圆齿轮流量计时，要注意被测介质的温度不能过高，否则不仅会增加测量误差，还会使齿轮卡死。因此，椭圆齿轮流量计用于仪表规定的工作温度范围。

长时间使用后，椭圆齿轮流量计中的齿轮会受到腐蚀和磨损，从而影响测量精度。因此，我们应该经常注意观察，并定期将其取出进行检查。如果条件允许，最好定期校准。

动词 （verb的缩写）文丘里流量计

新一代差压式流量测量仪的基本测量原理是基于能量守恒定律——伯努利方程和流量连续性方程的流量测量方法。

内文丘里管由圆形测量管和放置在测量管中并与测量管同轴的特殊芯体组成。

特殊芯体的径向外表面具有与经典文丘里管的内表面相似的几何轮廓，并与测量管的内表面形成渐缩的环形流动间隙。

流体流经内文丘里管的节流过程与流体流经经典文丘里管和环形孔板的节流过程基本相似。

内文丘里管的这种结构特点使其在使用中不存在类似于孔板节流件的锐边磨损和结垢问题，并能在节流前有效地调整（矫正）管内的流体速度分布梯度和各种可能的非轴对称速度分布，从而实现高精度和高稳定性的流量测量。

优势:

如果能按照AE标准精确制造，测量精度可达0.5%。但由于其制造技术问题，国产文丘里管的精度难以保证，技术力量雄厚的开封仪器厂只能保证4%的测量精度。

对于超超临界发电来说，在高温高压下使用喉部均压环是一个非常危险的环节。如果没有均压环，它将无法满足ASNE ISO5167标准，并且无法保证测量精度，这是制造高压经典文丘里管的一个矛盾。

缺点:

喉部采用与入口/出口相同的材料制成，喉部受到流体的严重冲刷和磨损，因此无法保证长期测量精度。

结构长度必须按照ISO-5167制造，否则无法达到要求的精度。由于ISO-5167对经典文丘里管的严格结构规定，其流量测量范围的最大/最小流量比很小，一般在3-5之间，难以满足流量变化较大的流量测量。

六、双转子气体流量计

双转子流量计属于世界上最新一代的容积式流量计，又称UF-‖流量计或螺杆式流量计。它是测量和控制管道中液体流量的精密仪器。

广泛用于石油、化工、冶金、电力、交通、船舶、油库、码头、罐车等部门，特别适用于原油、成品油、轻烃等工业液体的计量流量计。，可直接现场指示，读取字符，并可配有变送器，输出电脉冲信号，并将其传输到二次仪表或计算机，形成自动控制、自动检测和数据处理等系统。

特点:

适用于稀油、轻质油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被测量液体的粘度范围大。流量计通过的液体流量大，最大流量是同通径普通容积表的二倍左右。使用寿命长，准确度高，可靠性强。压内损失极小。有线远传最长距离为1000米，脉冲信号输出N=0.1L（一个脉冲为1N），可直接与计算机联网。

七、涡轮流量计

智能液体涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片机技术开发的集涡轮流量传感器和显示一体化的新型智能仪表。它是速度流量计的主要类型。当被测流体流经涡轮流量传感器时，叶轮在流体的作用下被迫旋转，其转速与管道的平均流速成正比。

同时，刀片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，以改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，线圈中会感应出脉动电位信号，即电脉冲信号，该电脉冲信号的频率与被测流体的流速成正比。

特点:

它具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外部电源干扰、耐雷击、成本低等显著优点。

八、转子流量计

浮子流量计，也称为转子流量计，是通过测量DC管道中旋转部件的位置来计算流量的装置。

它是一种可变面积流量计。在自下而上膨胀的垂直锥形管中，圆形截面浮子的重力由水动力承担，浮子可在锥形管中自由升降。

它在速度和浮力的作用下上下移动，并在与浮子的重量平衡后，通过磁耦合传输到表盘以指示流量。一般分为玻璃转子流量计和金属转子流量计。

金属转子流量计是工业中最常用的。对于直径较小的腐蚀性介质，通常采用玻璃材料。由于玻璃材料的易碎性，关键控制点也由钛等贵金属制成。

特点:

转子流量计是工业和实验室中最常用的流量计。它具有结构简单直观、压力损失小、维修方便等特点。

转子流量计适用于测量直径d

压力损失小，量程比大（10:1），安装维护方便，可广泛应用于复杂恶劣环境和各种介质条件下的流量测量和过程控制。

九、目标流量计

靶式流量计于20世纪60年代开始用于工业流量测量，主要解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。它经历了气动仪表和电动仪表两个发展阶段。

L系列智能靶式流量计是在原有应变式（电容式）靶式流量计测量原理的基础上，采用最新的力传感传感器作为测量和灵敏的传动元件，同时利用现代数字智能处理技术的一种新型流量测量仪表。

特点:

1.整个仪器结构坚固，没有活动部件，采用插入式结构，拆卸方便；

2、可选用各种耐腐蚀和耐高低温的材料（如哈氏合金、钛等。);

3.整机可全密封无死角（焊接形式），无任何泄漏点，可承受42MPa高压；

4.仪表内有自检程序，故障现象一目了然；

5.传感器不与被测介质接触，无零件磨损，使用安全可靠；

6.干校准法可采用原位法，即重量悬挂法。单键操作即可完成校准；

7、具有多种安装方式可供选择，如在线插件，安装成本低；

8、具有集成温度和压力补偿，直接输出质量或标准；

9.可选小信号切除、非线性校正和滤波时间；

10.它可以精确测量常温、高温500度和低温-200度各种工况下的气体和液体流量；

11、测量精确，精度可达0.2%；

12、重复性好，一般为0.05% ~ 0.08%，测量快速；

13、压力损失小，仅为标准孔板△ P的1/2左右；

14、抗干扰、抗杂质能力很强；

15、根据实际需要更换阻风门（目标）和改变量程；

16.低功率电池现场显示可直接在线读取指示值，显示屏可同时读取瞬时和累积流量及百分比条形图；

17.易于安装和维护；

18、多种输出形式，可传输多种参数；

19.抗振性强，可测量一定范围内的脉动流量。

X.喷嘴流量计

喷嘴流量计是测量流量的差压发生器，可以用各种差压计或差压变送器测量管道中各种流体的流量。

标准喷嘴节流装置可与差压变送器配套使用，测量液体、蒸汽和气体的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。

由智能显示仪表（多交错变送器）和喷嘴装置组成的喷嘴流量计整体安装。它配备了高品质的差压传感器、压力传感器和热电阻温度传感器。

AW2003型智能显示仪表（多交错变送器）不仅在差压传感器的量程范围内自动适应，而且在线计算各种补偿系数，如流出系数c和流量膨胀系数ε，真正扩大了量程并保证了测量精度。

大屏幕LCD用于在同一屏幕上显示累积流量、瞬时流量、瞬时压力和瞬时温度，无需手动切换。

4-20mA双线瞬时流量输出。有本质安全防爆产品和普通产品两大类。

分体式安装由独立的喷嘴装置、差压、压力和温度变送器、流量计算器、截止阀等部分组成。各部分之间的连接和组合由用户自己完成。

特点:

与孔板流量计相比，喷嘴流量计压力损失小，因而节能，更耐用，适用于高温高压流体，广泛用于电力、化工等行业的蒸汽流量测量。

喷嘴流量计包括标准喷嘴（ISA1932喷嘴）和长颈喷嘴。

其设计和制造符合国际标准ISO5167或国家标准GB/T2624。

XI。节流流量计

气流管道上安装有节流装置，节流装置上安装有中心带圆孔的孔板。其孔径比管道内径小，因此气体在孔板前稳定向前流动。当气体流过孔板时，由于孔径变小，截面积缩小，稳定的流动状态被破坏，因此流量将发生变化，速度将增加，气体的静压将下降，因此孔板前后将出现压降，即压差（孔板截面大的地方压力高，

压差与气体流量之间存在确定的数值关系，即流量大时压差大，流量小时压差小。

流速与压差的平方根成正比。节流流量计是根据安装在管道中的流量检测器产生的压差、已知的流体条件以及检测器和管道的几何尺寸来计算流量的仪器。

特点:

节流流量计是一种典型的差压流量计。它是目前工业生产中测量气体、液体和蒸汽流量最常用的流量计。据调查统计，在钢铁厂和炼油厂等工业生产系统中使用的流量计中，约有70-80%是节流式流量计。

在整个工业生产领域中，节流式流量计也占流量计总数的一半以上。节流流量计应用如此广泛主要是因为它有以下两个突出的优点:

1.结构简单，安装方便，运行可靠，成本低，具有一定的精度，能够满足工程测量的需要。

2.它使用历史悠久，实验数据丰富可靠，设计和加工已经标准化。只要按照标准设计和制造节流流量计，它也可以在已知的不确定度范围内测量流量，而无需实际校准。

特别是第二个优点使节流式流量计的制造和使用非常方便，因为一个流量计，特别是用于大流量测量的流量汁，在检定时会遇到各种困难。

十二、电磁流量计

电磁流量计是20世纪50-60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的一种新型流量测量仪器。

电磁流量计是利用电磁感应原理，根据导电流体通过外磁场时感应出的电动势来测量导电流体流量的仪器。

特点:

1.测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；

2.测量管中没有过流部件的阻碍和压力损失，对直管段的要求较低。它对泥浆测量有独特的适应性；

3.合理选择传感器衬里和电极材料意味着良好的耐腐蚀性和耐磨性；

4.变换器采用新颖的励磁方式，功耗低，零点稳定，精度高。流量范围可达150:1；

5.转换器可以与传感器集成或分离；

6.转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设置方便，编程可靠；

7.流量计是一个双向测量系统，配有三个累加器:正向总量、反向总量和差值总量；它可以显示正反向流量，并具有多种输出:电流、脉冲、数字通信、HART；

8.转换器采用表面贴装技术（T），具有自检和自诊断功能；

9.测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。传感器感应的电压信号与平均流量成线性关系，因此测量精度高。

10.测量管道中的通畅部分，因此没有额外的压力损失；测量管道中没有活动部件，因此传感器的使用寿命非常长。

11.由于感应电压信号是在充满磁场的整个空中形成的，并且是管道载体表面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为管道直径的五倍。

12.该转换器采用国际上最新、最先进的单片机（MCU）和表面贴装技术（T），性能可靠、精度高、功耗低、零点稳定、参数设置方便。点击中文液晶显示累计流量、瞬时流量、流量率、流量百分比等。

13.双向测量系统可以测量顺流和逆流。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品性能长期稳定。