流量测量基础知识
一、基本概念
流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量。
这个量用流体的体积来表示称为瞬时体积流量（q v），简称体积流量；单位有Nm3/h,m3/h,L/h等，用流量的质量来表示称为
瞬时质量流量（q m），简称质量流量。
单位有t/h,Kg/h等，它们之间关系的表达式是：q m=ρq vρ——流体密度。
对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。
流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。
因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。
二、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度及流量计的选用都有很大影响。
1．流体的密度
流体的密度由下式定义ρ=m/V
式中：ρ——流体密度，kg/m3；
m——流体的质量，kg；
V——流体的体积，m3。
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
（2）运动粘度
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：
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，
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，
三、流量计分类：
1、差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的
流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。
2、容积式流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知
的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体
的次数来测量流量体积总量。
3、浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它
们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。
4、涡街流量计在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，
其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作
的流量计称为流体振动流量计。
5、超声流量计是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，
以测量体积流量的仪表。
6、非满管状态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的仪表称作
明渠流量计。
明渠流通剖面除圆形外，还有U形、梯形、矩形等多
种形状。
7、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。
8、靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器。
四、差压流量计相关知识
充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
1、差压节流装置：孔板、喷嘴、文丘利管
M=K√△Pρρ Kg/m3 △P Kpa M Kg/h
流量与差压的平方根成正比。
2、孔板本身要求：
a、直角边缘锐利，
b、上下游平面应无伤痕且和孔板中心线垂直，
c、上游入口边缘应无毛刺和凸陷等。
3、使用孔板应满足的条件：
a、流体须充满管道，并且连续流动，
b、流体是牛顿流体，
c、流体流过截面积装置不发生相变，气体还是气体，液体还是液体，
d、流量基本稳定，约为满量程的70-80%，最大不超过95%，最小不低于30%，
e、流体在孔板前流速应于管道轴线平行，
f、流体必须是紊流。
4、孔板安装要求：
a、孔板前端面应于管道轴线垂直，
b、孔板开孔应于管道同心，
c、各种垫片不得凸于内壁，
d、孔板材质与管道材质热膨胀系数相差不能太大，
e、安装方向要正确，
f、管径不能突变，
g、孔板安装与调节阀之前，防止流体不满管，产生相变。
5、引压管安装
1)取压口当测量管道为垂直时，取压口的位置在取压位置的平面上，方向可任意选择。
取压接头的安装方法如图所示。
图1 取压口位置安装示意
2）导压管导压管的材质应按被测介质的性质和参数确定，其内径不小于6mm，长度最好在16m以内，各种被测介质在不同长度时导压管内径的建议值如下表所示。
导压管应垂直或倾斜敷设，起倾斜度不小于1：12，粘度高的流体，其倾斜度应更增大。
当导压管长度超过30m时，导压管应分段倾斜，并在最高点与最低点装设集气器（或排气阀）和沉淀器（或排污阀）。
正负导压管应计量靠近敷设，防止两管子温度不同使信号失真，严寒地区
导压管应加防冻保护，用电或蒸汽加热保温，要防止过热，导压管中流体汽化会产生假差压应予注意。
3)引压管的安装根据被测介质和节流装置与差压变送器（或差压计）的相对位置，引压管管路有以下几种安装方式。
被测流体为清洁液体时，引压管的安装方式如图2所示。
图2 被测流体为清洁液体是，引压管安装示意图
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管道，
被测流体为高温液体
被测流体为清洁干气体时，引压管的安装如图3所示。
图3被测流体为清洁干气体时，信号管路安装示意
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管
道，仪表在取压口上方；（d）垂直管道，仪表在取压口下方被测流体为水蒸气时，引压管的安装方式如图4所示。
图4 被测流体为水蒸气时，引压管安装示意图
（a）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（c）垂直管道，仪表
在取压口下方；（d）仪表在管道下方，同（a）图，仅冷凝器安装方式
不同，可任意选用
被测流体为清洁湿气体时，引压管的安装方式如图5所示。
图5被测流体为湿气体时，引压管安装示意（a），（b）
图5 被测流体为湿气体时，引压管安装示意（c）-（f）。