浅谈流量计的发展及现状ＢｒｉｅｆＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｔａｔｕｓａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＦｌｏｗｍｅｔｅｒ天津商学院制冷及低温工程（夫津３００１３４）苏文［摘要］本文简要回顾了近年来国内外应用最广泛的各种流量计的原理、特点、应用概况以及在国内外的发展情况，同时指出了流量测量仪袁目前存在的问题，并提出算发展方向［关键词］流量计测量Ａｂｓｔｒａｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｆｅａｔｕｒｅ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｏｍｅｋｉｎｄｓｏｆｔｈｅｆｌｏｗ—ｍｅｔｅｒｗｈｉｃｈａｒｅａｐｐｌｉｅｄｍｏｓｔｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒａｌｓｏｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｆｌｏ－ｗｍｅｔｅｒａｔｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｌｏｗｍｅｔｅｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ１概述流量测量方法和仪表的种类繁多，分类力‘法也很多。至今为止，可供工业片ｊ的流量仪表种类达６０种之多。品种如此之多的原冈就在于至今还没找到一种对仟何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流鼍仪表。这６０多种流量仪表，每种产品部有它特定的适用性，电都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。总量丧测量一段时间内流过管道的流量，是以短暂时问内流过的总量除以该时间的商来表示，实际上流量计通常亦备有累积流量装置，做总量表使用，而总嚣表亦备有流量发讯装置。因此，以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。本文按照目前最流行、最广泛的分类法．即分为：容积式流量计、差胝式流量计、浮ｆ流量计、涡轮流《中国仪器仪表》２００２６量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。１．１差压式流量计差雎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汁算流量的仪表。差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，知ｊＬ板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。＿二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件义可按其标准化程度分为二大类：标准的

　万方数据缘进和非标准的。所谓标准检测件是只叟按照标准文件设汁、制造、安装和使用，无须经实流标定即丌丁确定其流量值和估算测最误差，非标准检测什是成熟程度较荠的，尚未列人国际标准中的检测件．差爪式流餐计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表１１ｌ其使用量占居苗位。近年米，由于各种新型流量计的问世，它的使用量臼分数逐渐下降，但月前仍是最重要的一类流量计。优点：（１）鹰用最多的孔板式流量计结构牢崮，性能稳定叫靠，使用鸯命长；（２）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；（３）检洲件与变送器、显示仪表分别Ｉ｝｛不同厂家牛产．便于规模经济生产。缺点：（１）测量精度普遍偏低；（２）范围度窄．一般仅３：ｌ～４：１；（３）现场安装条件要求高；（４）ｊｔ损大（指孔板、喷嘴等）。应用概况：差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几ｍｍ到几ｍ；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各ｌ：业部门的用量约占流量计伞部用量的１／４～１／３。１．２浮子流量计浮子流量计，又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。浮于流量计是仅次于差压式流量计应用范嗣最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。８０年代中期，口奉、西欧、美国的销售金额占流２最仪表的１５％～２０％。我国产量１９９０年估计在１２～１４万台，其中９５％以卜为玻璃锥管浮子流量计。特点：（Ｉ）玻璃锥管浮ｆ流量计结构简单，使用方便，缺点是耐捱力低，有玻璃管易碎的较大风险：（２）适用于小管径和低流速；（３）压力损失较低。１．３容积式流量计容积式流量计，叉称定排量流量计，简称ＰＤ流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它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，根据测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体体积总量。容积式流量计按其测量元件分类，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、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。优点：（１）计量精度高；（２）安装管道条件对计量精度没有影响；（３）可用于高粘度液体的测量；（４）范嗣度宽；（５）直读式仪表无需外部能源可赢接获得累计总量，清晰明了，操作简便。缺点：（１）结果复杂，体积庞大；（２）被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大；（３）不适用于高、低温场合；（４）大部分仪表只适用于洁净单相流体；（５）产生噪声及振动。应用概况：容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。工、ｌｋ发达国家近年ＰＤ流量计（不包括家用煤气表和家用水表）的销售金额占流量仪表的１３％～２３％；我周约占２０％，１９９０年产量（不包括家用煤气表）估计《中国仪器仪表》２００２

６　万方数据——塑鎏为３Ｎ４万台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占７０％（１）测量通道是段光滑直管，不会阻塞，适用于和２０％。测量含固体颗粒的液固二相流体，如纸浆、泥浆、污ｌ４涡轮流量计水等：涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它（２）不产生流量检测所造成的压力损失，节能效采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而果好：推导出流量或总量的仪表。（３）所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、一般它由传感器和显示仪两部分组成，也可做成整体式。涡轮流量计和容积式流量计、科罩奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品，作为十大类型流量计之一，其产品已发展为多品种、多系列、批量牛产的规模。优点：（１）高精度，在所有流量计中，属于最精确的流量计；（２）重复性好；（３）无零点漂移，抗干扰能力好；（４）范围度宽；（５）结构紧凑。缺点：（１）不能长期保持校准特性；（２）流体物性对流量特性有较大影响。应用概况：涡轮流量计在以下一些测量对象获得厂１泛应用：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体等。在欧洲和美国，涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就采用了２６００多台各种尺寸，压力从０．８～６．５ＭＰａ的气体涡轮流量计，它们已成为优良的天然气计量仪表。１．５电磁流量计电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。７０、８０年代电磁流量在技术上有重大突破，使它成为应用广泛的一类流量计，在流量仪表中其使用量酉分数不断上升。优点：《中国仪器仪表》２００２６温度、压力和电导率变化的明显影响；（４）流量范围大，口径范围宽：（５）可应用腐蚀性流体。缺点：（１）不能测量电导率很低的液体，如石油制品；（２）不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体；（３）不能用于较高温度。应用概况：电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆液和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。１．６涡街流量计涡街流量计是在流体中安放一根非流线型漩涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的漩涡的仪表。涡街流量计按频率检出方式可分为：应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。涡街流量计是属于最年轻的～类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。优点：（１）结构简单牢固；（２）适用流体种类多；（３）精度较高；（４）范围度宽；（５）压损小。缺点：（１）不适用于低雷诺数测量；（２）需较长直管段；（３）仪表系数较低（与涡轮流量计相比）；

３　万方数据蜜蔷潼泰（４）仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。１．９明渠流量汁１．７超声流量计’ｊ前述儿种不１司，它是在非满管状敞开渠道测量超卢流最计是通过检测流体流动对超声束（或超自由表面自然流的流量仪表。声脉冲）的作用以测量流量的仪表。非满管态流动的水路称作明渠，测量明巢中水流根据对信弓检测的原弹超声流量计可分为传播速流量的称作明渠流量计（ｏｐｅｎｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｍｅｔ。ｒ）。座差法（直接时差法、时差法、相位差法和频募法）、明渠流量计除圆形外，还有Ｕ字形、梯形、矩形波束偏移法、多普勒法、瓦相关法、窄问滤法及噪声等多种形状。法等。明渠流量计应用场所有城市供水引水渠；火电厂超声流量汁和电磁流量计一样，因仪表流通通道引水和排水渠、污水治理流人和排放渠；Ｔ矿企、ｍ水末没置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计１９９５流量测量同难问题的一类流量计，特别在大口径流量年全球工业和公共事业用明渠流量计销售台数约３．５万测量方面有较突ｆＩＪ的优点，近年来它是发展迅速的一台，约占流量仪表整体的１６％，但是国内应用尚无估类流量计之一。计数据。竹占．ｉ’ｊ做非接触式测量；２新工作原理流最仪表的研究和开发（２）为无流动阻挠测量，无压力损失；２１静电流量计（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｌｏｗｍｅｔｅｒ）（３）可ｉ贝｜ｌ鼍非导电性液体，对无阻挠测量的电磁日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导流量计是一种补充。电液体流量测量的静电流量计。缺点：静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接，测（１）传播时间法只能用于清洁液体和气体；而多量电容器上静电简便可知道测量管内的电荷。他们分普勒法只能用于删量禽有一定量悬浮颗粒和气泡的液别作了内径４－８ｍｍ铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪体：表的实流试验，试验表明流量与电荷之间接近于线性。（２）多普勒法测量精度不高。２．２复合效应流量仪表（ｃｏｍｂｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｓｍｅｔｅｒ）应用概况：该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用（１）传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典于仪表腔体产生的变形，测量复合效应的变形求取流型应用有工厂排放液、烃液、液化天然气等；量。本仪表由美国ＧＭＩ工程和管理学院开发，已申请（２）气体应用方面在高压天然气领域已有使用良两项专利。好的经验；２．３转速表式流量传感器（ｔａｃｈｍｅｔｒｉｅｆｌｏｗｒａｔｅｓｅＨｓｏｒ）（３）多皆勒法适用于异相含量不氏高的双相流体，它足由俄罗斯科学Ｔ程中心工业仪表公司开发，是例如：未处理污水、Ｔ厂排放液、脏流程液；通常不基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功适用于非常清洁的液体。的应用（倒如在核电站安装２０００余台测量热水流量，１．８科单奥利质量流量计连续使用８年），且还在改进以扩大应用领域。，。。型号竺型曼葛妻餐兰。！鬯！氅妻：Ｍ：二号犁要鎏３几种流量仪表应用和发展动向体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里。……一’……～一’…。。奥利力原瑚制成的～种直接式质量流量仪表。３．１科里奥利质量流量计（ＣＭＦ）我国ＣＭＦ的应用起步较晚，近年已有几家制造厂国外ＣＭＦ已发展３０余系列，各系列开发在技术上（如尺行仪表厂）自行开发供应市场；还有几家制造厂着眼点在于：流量检测测量管结构上设计创新；提高组建合资企、吐或引用闰外技术生产系列仪表。（下转第９页）４《中国仪器仪表》２００２

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