1 概述
   流(liu)量測量方法(fa)和儀表的種(zhǒng)類繁多，分類(lèi)方法也很多(duō)。至今爲止，可(ke)供工業用的(de)流量儀表種(zhong)類達60種之多(duo)。品種如此之(zhi)多的🎯原因就(jiu)在于至今還(hái)沒找到一種(zhong)對任😍何流體(tǐ)、任何量程、任(ren)何🈲流動狀态(tai)以及任何使(shi)用條件都适(shì)用的流量儀(yí)表。
這60多種流(liú)量儀表，每種(zhong)産品都有它(tā)特定的适用(yong)性，也都⭕有它(tā)的局限性。按(àn)測量對象劃(huà)分就有封閉(bi)管💋道和明渠(qu)兩大類;按測(cè)量目的又可(ke)分爲總量測(ce)量和流量🔱測(cè)量，其儀表分(fen)👣别稱作總量(liang)表和流量計(ji)。
   總量表測量(liang)一段時間内(nei)流過管道的(de)流量，是以短(duǎn)暫時間内流(liu)過的總量除(chu)以該時間的(de)商來表示，實(shí)際上流量計(ji) 通常亦備有(yǒu)累積流量裝(zhuāng)置，做總量表(biao)使用，而總量(liàng)表亦備有流(liu)量發訊裝置(zhi)。因此，以嚴格(gé)意義來分流(liu)量計和總量(liàng)表已無實際(jì)意義。
按測量(liàng)原理分有力(lì)學原理、熱學(xué)原理、聲學原(yuan)理、電學原理(li)、光學✔️原理、原(yuán)子物理學原(yuán)理等。
   按照目(mu)前廣泛的分(fèn)類法，即分爲(wèi)：容積式流量(liàng)計、差壓式流(liu)量計🔴、浮子流(liu)量計、渦輪流(liu)量計、電磁流(liu)量計、流體振(zhen)蕩流量🚶‍♀️計中(zhong)的渦街流量(liang)計、質量流量(liang)計和插入式(shi)流量計來分(fèn)别闡述各種(zhong)流量計的原(yuán)理、特點、應用(yòng)概況及國内(nèi)⚽外的發展🥰情(qíng)況。
1.1 差壓式流(liú)量計
   差壓式(shi)流量計是根(gen)據安裝于管(guǎn)道中流量檢(jian)測件産生的(de)⭐差壓，已知的(de)流體條件和(hé)檢測件與管(guǎn)道的幾何尺(chǐ)寸來計算流(liu)量的儀表。
   差(cha)壓式流量計(ji)由一次裝置(zhi)（檢測件）和二(er)次裝置（差壓(yā)轉換和💁流量(liang)顯示儀表）組(zǔ)成。通常以檢(jiǎn)測件形式對(duì)差壓式📞流量(liàng)計分💋類，如 孔(kǒng)闆流量計 、文(wén)丘裏流量計(ji)、均速管流量(liàng)計等。
   二次裝(zhuāng)置爲各種機(ji)械、電子、機電(dian)一體式差壓(ya)計， 差壓變送(sòng)器 及流量顯(xian)示儀表。它已(yǐ)發展爲三化(hua)（系列化、通用(yong)化及标🔞準化(huà)）程度很高的(de)、種類規格龐(páng)雜的一大類(lei)儀✉️表，它既可(kě)測量流量參(can)數，也可測量(liang)其它參數（如(ru)壓力、物位、密(mi)度等💘）。
差壓式(shi)流量計的檢(jiǎn)測件按其作(zuo)用原理可分(fèn)爲：節流裝置(zhi)、水力阻力式(shi)、離心式、動壓(yā)頭式、動壓頭(tou)增益式及射(she)流式幾大類(lèi)。
檢測件又可(kě)按其标準化(huà)程度分爲二(èr)大類：标準的(de)和非标準的(de)。
   所謂标準檢(jian)測件是隻要(yào)按照标準文(wén)件設計、制造(zào)、安裝和使🤞用(yòng)，無須經實流(liu)标定即可确(què)定其流量值(zhí)㊙️和估算測量(liàng)誤差。
非标準(zhǔn)檢測件是成(cheng)熟程度較差(cha)的，尚未列入(ru)國際标準中(zhong)🚶的檢測件。
   差(chà)壓式流量計(ji)是一類應用(yòng)廣泛的流量(liang)計，在各類流(liú)量🚩儀表中其(qí)使用量占居(jū)首位。近年來(lai)，由于各種流(liu)量計的問世(shi)，它的🔱使用量(liang)百分數逐漸(jiàn)下降，但目前(qian)仍是重要的(de)一類流量計(jì)。
優點：
（1）應用多(duo)的孔闆式流(liú)量計結構牢(lao)固，性能穩定(ding)可靠，使用壽(shou)命長;
（2）應用範(fan)圍廣泛，至今(jin)尚無任何一(yī)類流量計可(kě)與之相💞比拟(ni)🐇;
（3）檢測件與變(bian)送器、顯示儀(yi)表分别由不(bú)同廠家生産(chan)，便于規⭕模經(jing)濟生産。
缺點(dian)：
（1）測量精度普(pǔ)遍偏低;
（2）範圍(wei)度窄，一般僅(jǐn)3：1~4：1;
（3）現場安裝條(tiao)件要求高;
（4）壓(yā)損大（指孔闆(pan)、噴嘴等）。
應用(yòng)概況：
   差壓式(shì)流量計應用(yong)範圍特别廣(guang)泛，在封閉管(guan)道的流量測(cè)量中各種對(dui)象都有應用(yòng)，如流體方面(miàn)：單相、混相、潔(jié)淨、髒污☎️、粘性(xìng)👌流等;工作狀(zhuang)态方面：常壓(ya)、高壓、真空、常(chang)溫、高溫👉、低溫(wēn)等;管徑方💃🏻面(mian)：從幾mm到幾m;流(liú)動條件方面(miàn)：亞音速、音速(sù)、脈動流等。它(ta)在各工🏃‍♂️業部(bu)門的用量約(yue)占流量計全(quan)部用量的1/4~1/3。
1.2 浮(fú)子流量計
   浮(fú)子流量計，又(you)稱 轉子流量(liang)計 ，是變面積(ji)式流量計的(de)一種，在一根(gēn)由下向上擴(kuò)大的垂直錐(zhuī)管🌏中，圓形橫(heng)截面的浮子(zi)的重力是由(yóu)液體動👨‍❤️‍👨力承(chéng)受的，從而使(shǐ)浮💰子可以在(zài)錐管内自由(yóu)地上升和下(xia)降。
　　浮子流量(liang)計是僅次于(yu)差壓式流量(liang)計應用範圍(wéi)廣的一類流(liu)量計，特别在(zài)小、微流量方(fang)面有着重要(yao)的作用。
80年代(dài)中期，日本、西(xī)歐、美國的銷(xiāo)售金額占流(liú)量儀表的15%~20%。我(wo)國産量1990年估(gū)計在12~14萬台，其(qi)中95%以上爲玻(bo)璃錐管浮子(zǐ)流量計。
特點(dian)：
（1）玻璃錐管浮(fu)子流量計結(jié)構簡單，使用(yong)方便，缺點是(shi)耐壓🚩力🍓低，有(yǒu)玻璃管易碎(sui)的較大風險(xian);
（2）适用于小管(guan)徑和低流速(sù);
（3）壓力損失較(jiao)低。
1.3 容積式流(liú)量計
   容積式(shi)流量計，又稱(chēng)定排量流量(liàng)計，簡稱PD流量(liàng)計，在流量儀(yi)表中是精度(dù)高的一類。它(tā)利用機械測(cè)量元件把流(liu)體連續不斷(duàn)⭕地分割成單(dan)個已知的體(tǐ)積部分，根據(jù)測量室逐次(cì)重複地充滿(man)和排放該體(tǐ)積部㊙️分流體(ti)的次數來測(cè)📧量流體體積(jī)總量。
容積式(shì)流量計按其(qí)測量元件分(fen)類，可分爲 橢(tuǒ)圓齒輪流量(liàng)計 、刮闆流量(liang)計、雙轉子流(liu)量計、旋轉活(huo)塞流量計、往(wang)複‼️活塞流量(liàng)計、圓盤流量(liàng)計、液封轉筒(tǒng)式流量計、濕(shi)式氣量😘計及(ji)膜式氣量計(ji)等。
優點：
（1）計量(liàng)精度高;
（2）安裝(zhuang)管道條件對(dui)計量精度沒(mei)有影響;
（3）可用(yong)于高粘度液(yè)體的測量;
（4）範(fan)圍度寬;
（5）直讀(du)式儀表無需(xū)外部能源可(kě)直接獲得累(lèi)計，總量✨，清晰(xi)明了，操作簡(jian)便。
缺點：
（1）結果(guo)複雜，體積龐(pang)大;
（2）被測介質(zhi)種類、口徑、介(jie)質工作狀态(tài)局限性較大(dà);
（3）不适用于高(gāo)、低溫場合;
（4）大(dà)部分儀表隻(zhī)适用于潔淨(jìng)單相流體;
（5）産(chan)生噪聲及振(zhen)動。
應用概況(kuàng)：
   容積式流量(liang)計與差壓式(shì)流量計、浮子(zi)流量計并列(lie)爲三👌類使用(yong)量大的流量(liang)計，常應用于(yú)昂貴介質（油(you)🌈品、天然氣等(deng)）的總量👄測量(liang)。
   工業發達國(guo)家近年PD流量(liàng)計（不包括家(jia)用煤氣表和(he)家用水表❓）的(de)銷售金額占(zhàn)流量儀表的(de)13%~23%;我國約占20%，1990年(nián)産量（不包括(kuò)家用煤氣表(biao)♊）估計爲34萬台(tái)，其中橢圓齒(chǐ)輪式和腰輪(lún)式分别約占(zhan)70%和20%。
1.4 渦輪流量(liàng)計
   渦輪流量(liàng)計 ，是速度式(shi)流量計中的(de)主要種類，它(tā)采用多葉片(piàn)的轉子😘（渦輪(lun)）感受流體平(ping)均流速，從而(ér)且推導出流(liu)量或總量的(de)儀表。
   一般它(tā)由傳感器和(hé)顯示儀兩部(bù)分組成，也可(kě)做成☔整體式(shì)。
   渦輪流量計(ji)和容積式流(liu)量計、科裏奧(ào)利質量流量(liàng)✍️計稱爲流量(liang)計中三類重(zhong)複性、精度佳(jia)的産品，作爲(wei)十大類型🎯流(liu)量計之一，其(qí)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻産品已發展(zhan)爲多品種、多(duō)🌈系列批量生(shēng)産的規模。
優(yōu)點：
（1）精度佳，在(zài)所有流量計(ji)中，屬于精确(que)的流量計;
（2）重(zhong)複性好;
（3）元零(líng)點漂移，抗幹(gàn)擾能力好;
（4）範(fan)圍度寬;
（5）結構(gou)緊湊。
缺點：
（1）不(bú)能長期保持(chí)校準特性;
（2）流(liu)體物性對流(liu)量特性有較(jiào)大影響。
應用(yòng)概況：
   渦輪流(liu)量計在以下(xia)一些測量對(dui)象獲得廣泛(fan)應用：石油、有(yǒu)機液❗體、無機(jī)液、液化氣、天(tiān)然氣和低溫(wen)流體統在歐(ou)洲和美國，渦(wo)輪流量計在(zai)用量上是僅(jin)次于孔闆流(liu)量計的天然(rán)計量儀表，僅(jǐn)荷蘭在天然(ran)氣管線上就(jiu)采用了2600多台(tai)各種尺寸🔞，壓(yā)力從0.8~6.5MPa的氣體(ti)渦輪流量計(ji)，它們🤩已成爲(wei)優良✊的天然(ran)氣計量儀表(biao)。
1.5 電磁流量計(ji)
   電磁流量計(jì) 是根據法拉(lā)弟電磁感應(ying)定律制成的(de)一種測量導(dao)電性液❄️體💔的(de)儀表。電磁流(liú)量計有一系(xi)列優良特性(xìng)🧡，可以解決其(qi)它流量計不(bu)易應用的問(wèn)題，如髒污流(liú)、腐蝕流的測(ce)量。70、80年代電磁(ci)流量在技術(shu)上有重大突(tū)🛀破，使它成💔爲(wèi)應用廣泛的(de)一類流量計(jì)，在流量儀表(biao)中其使用量(liang)百分數不斷(duan)上升。
優點：
（1）測(cè)量通道是段(duàn)光滑直管，不(bú)會阻塞，适用(yòng)于測量含固(gù)體顆粒的液(yè)固二相流體(tǐ)，如紙漿、泥漿(jiāng)、污水等;
（2）不産(chǎn)生流量檢測(cè)所造成的壓(ya)力損失，節能(néng)效果好;
（3）所測(ce)得體積流量(liang)實際上不受(shou)流體密度、粘(zhān)度、溫度、壓💘力(lì)和電導率變(bian)化的明顯影(yǐng)響;
（4）流量範圍(wei)大，口徑範圍(wéi)寬;
（5）可應用腐(fǔ)蝕性流體。
缺(que)點：
（1）不能測量(liàng)電導率很低(di)的液體，如石(shí)油制品;
（2）不能(neng)測量氣體、蒸(zhēng)汽和含有較(jiào)大氣泡的液(ye)體;
（3）不能用于(yú)較高溫度。
應(yīng)用概況：
   電磁(cí)流量計應用(yong)領域廣泛，大(dà)口徑儀表較(jiào)多應用于給(gei)排水工程;中(zhong)小口徑常用(yong)于高要求或(huo)難測場合，如(rú)鋼鐵✌️工業高(gāo)爐風口冷卻(que)水控制，造紙(zhi)工業測❓量紙(zhi)漿液和黑液(yè)，化學工業的(de)強腐蝕液，有(yǒu)色冶金工業(ye)的礦漿;小口(kǒu)徑、微小口徑(jing)常用于醫藥(yào)工業、食品工(gōng)業、生物👅化學(xue)等有衛生要(yao)求的場☔所。
1.6 渦(wō)街流量計
   渦(wo)街流量計 是(shì)在流體中安(an)放一根非流(liú)線型遊渦發(fā)生體，流體在(zai)🌈發生體兩側(cè)交替地分離(li)釋放出兩串(chuan)規則地交錯(cuo)排♊列的遊渦(wō)的儀👉表。 渦街(jie)流量計按頻(pín)率檢出方式(shi)可分爲：應力(li)式、應變式、電(dian)容式、熱敏式(shì)、振動體式、光(guang)電式及超聲(shēng)式等。 渦街流(liú)量計是屬于(yú)最新一類流(liu)量計，但其發(fā)展迅速，目前(qian)已成爲通⛷️用(yong)的一類流量(liàng)計。
優點：
（1）結構(gòu)簡單牢固;
（2）适(shì)用流體種類(lèi)多;
（3）精度較高(gao);
（4）範圍度寬;
（5）壓(yā)損小。
缺點：
（1）不(bú)适用于低雷(lei)諾數測量;
（2）需(xu)較長直管段(duàn);
（3）儀表系數較(jiào)低（與渦輪流(liu)量計相比）;
（4）儀(yi)表在脈動流(liú)、多相流中尚(shang)缺乏應用經(jing)驗。
1.7 超聲流量(liang)計
超聲流量(liang)計 是通過檢(jiǎn)測流體流動(dòng)對超聲束（或(huo)超聲脈沖）的(de)作用以測量(liang)流❤️量的儀表(biǎo)。
根據對信号(hào)檢測的原理(li)超聲流量計(ji)可分爲傳播(bo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻速度差法（直(zhi)接時差法、時(shí)差法、相位差(chà)法和頻差法(fǎ)）、波束偏移法(fǎ)、多普勒法、互(hù)相關法、空間(jian)濾法及噪聲(shēng)法等。
超聲流(liú)量計和電磁(cí)流量計一樣(yang)，因儀表流通(tōng)通道未設置(zhi)任何阻礙件(jiàn)，均屬無阻礙(ai)流量計，是适(shì)于解決流量(liang)測量困難問(wèn)題的一類流(liu)量計，特别在(zai)大口徑流量(liàng)測量方面有(you)較突出的優(you)點，近😘年來它(tā)是發展迅速(sù)的一類流量(liàng)計之一。
優點(diǎn)：
（1）可做非接觸(chù)式測量;
（2）爲無(wú)流動阻撓測(cè)量，無壓力損(sun)失;
（3）可測量非(fēi)導電性液體(tǐ)，對無阻撓測(ce)量的電磁流(liu)量👌計♻️是一種(zhong)補充。
缺點：
（1）傳(chuán)播時間法隻(zhī)能用于清潔(jie)液體和氣體(tǐ);而多普勒法(fa)隻能🐪用于測(ce)量含有一定(ding)量懸浮顆粒(lì)和氣泡的㊙️液(ye)體;
（2）多普勒法(fǎ)測量精度不(bu)高。
應用概況(kuang)：
（1）傳播時間法(fǎ)應用于清潔(jie)、單相液體和(hé)氣體。典型應(ying)用有工廠排(pai)放液、：怪液、液(ye)化天然氣等(děng);
（2）氣體應用方(fang)面在高壓天(tian)然氣領域已(yǐ)有使用良好(hǎo)的經驗;
（3）多普(pu)勒法适用于(yu)異相含量不(bu)太高的雙相(xiàng)流體，例如：未(wei)處🈲理🏃🏻污水、工(gong)廠排放液、髒(zang)流程液;通常(cháng)不适用于非(fēi)常清潔的✔️液(ye)體。
1.8 科裏奧利(lì)質量流量計(jì)
科裏奧利質(zhì)量流量計（以(yi)下簡稱CMF）是利(li)用流體在振(zhèn)☎️動📱管中流🏃🏻‍♂️動(dòng)⁉️時，産生與質(zhi)量流量成正(zhèng)比的科裏奧(ao)🧡利力🈚原理制(zhi)成的一種直(zhi)接式質量流(liu)量儀表。
我國(guó)CMF的應用起步(bù)較晚，近年已(yǐ)有幾家制造(zào)廠（如太行😄儀(yí)表廠）自行開(kāi)發供應市場(chǎng);還有幾家制(zhi)造廠組建合(hé)資企業或引(yǐn)用國外技術(shu)生産系列儀(yí)表。
1.9明渠流量(liang)計
與前述幾(ji)種不同，它是(shi)在非滿管狀(zhuang)敞開渠道測(ce)量🔴自由表面(miàn)自然流的流(liu)量儀表。
非滿(man)管态流動的(de)水路稱作明(ming)渠，測量明渠(qu)中水流流量(liang)的稱作明渠(qú)流量計（open channel flowmeter）。
明渠(qú)流量計除圓(yuan)形外，還有U字(zi)形、梯形、矩形(xing)等多種形狀(zhuàng)。
明渠流量計(ji)應用場所有(you)城市供水引(yin)水渠;火電廠(chang)引水和⛱️排水(shuǐ)渠、污水治理(li)流入和排放(fàng)渠;工礦企業(yè)✍️水排放以及(jí)水利工程和(hé)農業灌溉用(yong)渠道。有人估(gu)計1995台，約占流(liú)量儀表整體(tǐ)的1.6%，但是國内(nèi)應用尚無估(gū)計數據。
2 新工(gōng)作原理流量(liàng)儀表的研究(jiū)和開發
2.1 靜電(diàn)流量計（electrostatic flowmeter）
日本(ben)東京技術學(xué)院研制适用(yong)于石油輸送(song)管線低導電(dian)液體流量測(cè)量的靜電流(liú)量計。
靜電流(liú)量計的金屬(shǔ)測量管絕緣(yuan)地與管系連(lián)接，測量✏️電容(rong)器😍上靜電荷(he)便可知道測(cè)量管内的電(dian)荷。他們分别(bie)作🏒了内徑4~8mm銅(tong)🛀、不鏽鋼等金(jin)屬和塑料測(cè)量管儀表的(de)實流試驗，試(shì)驗表明流量(liang)與電荷之間(jian)接近于線性(xìng)。
2.2 複合效應流(liu)量儀表（combined effects meter）
該儀(yí)表的工作原(yuán)理是基于流(liú)體的動量和(hé)壓力作用🔅于(yu)儀表腔體産(chan)生的變形，測(ce)量複合效應(yīng)的變形求取(qǔ)流量。本儀表(biǎo)由⭕美國GMI工程(chéng)和管理學院(yuan)開發，已🚩申請(qǐng)兩項專利👨‍❤️‍👨。
2.3 轉(zhuan)速表式流量(liang)傳感器（tachmetric flowrate sensor）
它是(shi)由俄羅斯科(kē)學工程中心(xīn)工業儀表公(gong)司開發，是基(ji)✨于懸浮效應(yīng)理論研制的(de)。該儀表已在(zai)若幹現場成(cheng)功的應用（例(lì)如在核💰電站(zhan)安裝2000餘台測(ce)量熱水流量(liang)，連續使用8年(nian)），且還在改進(jìn)以擴大☀️應用(yòng)領域。
3 幾種流(liú)量儀表應用(yong)和發展動向(xiàng)
3.1 科裏奧利質(zhì)量流量計（CMF）
國(guó)外CMF已發展30餘(yú)系列，各系列(lie)開發在技術(shu)上着眼點在(zài)📞于：流😘量檢💃測(ce)測量管結構(gòu)上設計創新(xīn);提高儀表零(líng)點㊙️穩定性和(he)精确❄️度等性(xìng)能;增加測量(liàng)管撓度，提🔴高(gāo)靈敏👉度;改善(shàn)測量管應力(lì)分布，降低疲(pí)勞損壞，加強(qiáng)抗振動🥰幹擾(rao)能力等。
3.2 電磁(cí)流量計（EMF）
EMF從50年(nian)代初進入工(gōng)業應用以來(lai)，使用領域日(ri)益擴展，80年代(dài)🌈後期起在各(gè)國流量儀表(biǎo)銷售金額中(zhong)已占16%~20%。
我國近(jìn)年發展迅速(sù)，1994年銷售估計(ji)爲6500~7500台。國内已(yi)生産最大口(kou)徑爲2~6m的ENF，并有(yǒu)實流校驗口(kou)徑3m的設備能(neng)力。
3.3 渦街流量(liàng)計（USF）
USF在60年代後(hou)期進入工業(yè)應用，80年代後(hou)期起在各國(guó)流量儀表🧑🏽‍🤝‍🧑🏻銷(xiao)㊙️售👣金額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世界範(fàn)圍估計銷售(shou)量爲3.54.8萬台，同(tong)🛀期國内産品(pǐn)估計在8000~9000台。
4 結(jié)論
   由上述可(ke)知，流量計發(fā)展到今天雖(suī)然已日趨成(chéng)熟，但其種類(lei)仍🍉然極其繁(fan)多，至今尚無(wú)一種對于任(rèn)何場合都适(shi)用的流量計(jì)。
每種流量計(ji)都有其适用(yong)範圍，也都有(you)局限性。這就(jiu)要求我們：
（1）在(zài)選擇儀表時(shí)，一定要熟悉(xī)儀表和被測(cè)對象兩方面(mian)的情✌️況，并要(yao)兼顧考慮其(qi)它因素，這樣(yàng)測量才會準(zhǔn)确;
（2）努力研制(zhi)新型儀表，使(shǐ)其在現有的(de)基礎上更加(jiā)完善。

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