測量不同的介質(zhi)選擇不同的流量(liang)計
廣州迪川儀器(qì)儀表有限公司爲(wèi)了保證流量儀表(biao)在生産現🙇🏻場過程(cheng)中發揮好、精确的(de)使用，流量計的選(xuǎn)擇㊙️，必須要根據生(shēng)産現場需要計量(liàng)的介質而定。
一、氣(qì)體介質，應選擇的(de)流量計品種是：1、超(chāo)聲波氣體流量計(ji)🔞。2、渦街流量計。如氣(qì)體溫度超過300℃,可選(xuan)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(sheng)波流量計。
三、砂漿(jiāng)、電粉漿等大濃度(dù)、固體顆粒含量大(dà)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(zhi)，應選擇的流量計(ji)品種是：适用選型(xing)爲💚智能電磁流量(liang)計、超聲☎️波流量計(ji)。其他諸如渦街流(liu)量計、孔闆流量計(ji)等也可以。
五、污水(shui)、紙漿等渾濁液體(ti)介質，應選擇的流(liu)量計品種是：1、超🔞聲(sheng)波流量計及智能(néng)電磁流量計。但在(zai)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(duō)氣泡的液體介質(zhi)，應選擇的流量計(jì)💃品種是：超聲波流(liu)量計，使用該類型(xing)的流量計測量帶(dài)有氣泡的🐆流體，效(xiào)果十分好。 七、純淨(jing)水、除鹽水等✔️電導(dao)率低的介質，應選(xuǎn)擇的流量計品種(zhǒng)是：超聲波流量計(ji)非常适合測量這(zhe)類流體。 八🈲、酸、堿液(yè)等強腐蝕性介質(zhì)，應選擇的㊙️流量計(ji)品種是：1、抗酸堿内(nei)襯的電磁流量計(jì)。2、外夾式超聲波流(liu)💚量計。
用以測量管(guǎn)路中流體流量(單(dān)位時間内通過的(de)流體⭐體積)的儀📧表(biǎo)。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(fa)和儀表的種類繁(fán)多,分類方法也很(hen)🐪多。至今爲止,可供(gong)工業用的流量儀(yi)表種類達60種之多(duō)。品種如此之多的(de)原因就在于至今(jin)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(yong)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(lei);按測量目的又可(kě)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(nei)流過管道的流量(liang),是以短暫🤟時⛷️間内(nei)流過的總量除以(yǐ)該時間的商來表(biǎo)示,實際上💁流量計(ji)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(xùn)裝置。因此,以嚴格(gé)🈚意義來分流量計(jì)和☔總量表已無實(shí)際意義。
按測量原(yuan)理分有力學原理(lǐ)、熱學原理、聲學原(yuán)理、電學原理、光學(xué)❤️原理、原子物理學(xué)原理等。
按照目前(qian)流行、廣泛的分類(lei)法,即分爲:容積式(shi)流量計、差壓式流(liu)量計、浮子流量計(ji)、渦輪流量計、電磁(cí)流量計、流體振蕩(dang)流量計中的渦街(jiē)流量計、質量流量(liang)計和插入式流量(liang)計、探針式流💔量計(jì)，來分别闡述各種(zhǒng)流量計👣的原理、特(te)點、應用概🏃🏻♂️況及國(guo)内外的發展🐆情況(kuàng)。
差壓式流量計是(shi)根據安裝于管道(dào)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(hé)尺寸來計算流量(liang)的儀表。
差壓式流(liú)量計由一次裝置(zhì)(檢測件)和二次裝(zhuāng)置(差壓‼️轉📐換和流(liú)量顯示儀表)組成(chéng)。通常以檢測件形(xíng)式對差❓壓式流量(liàng)計分類,如🈚孔闆流(liu)量計、文丘裏流量(liàng)計、均速管流量計(ji)等。
二次裝置爲各(ge)種機械、電子、機電(dian)一體式差壓計,差(chà)壓變送✔️器及流量(liàng)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(dà)類儀表,它既可測(cè)量流量參數,也可(ke)測量其它參數(如(ru)壓力、物位、密度等(děng))。
差壓式流量計的(de)檢測件按其作用(yòng)原理可分爲:節流(liú)🏃♂️裝置、水力阻力式(shì)、離心式、動壓頭式(shì)、動壓頭增益式及(jí)射流㊙️式幾大類。
檢(jian)測件又可按其标(biāo)準化程度分爲二(èr)大類:标準的🛀🏻和非(fei)标準的。
所謂标準(zhun)檢測件是隻要按(àn)照标準文件設計(jì)、制造、安裝和使用(yong),無須經實流标定(ding)即可确定其流量(liang)值🈲和估算測量誤(wu)差。
非标準檢測件(jian)是成熟程度較差(cha)的,尚未列入标準(zhun)中的檢測件。
差壓(yā)式流量計是一類(lei)應用廣泛的流量(liàng)計,在各類流量儀(yi)表中其使用量占(zhan)居*。近年來,由于各(ge)種新型流量計的(de)問世,它的使用量(liang)百分數逐漸下降(jiàng),但目前仍是重要(yào)的一類流量計。
優(yōu)點:
(1)應用多的孔闆(pan)式流量計結構牢(láo)固,性能穩定可靠(kao),使用壽命長;
(2)應用(yòng)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(biàn)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(er)開發的平衡流量(liàng)計，這種流量計的(de)測量精度是傳統(tong)節流裝置的5-10倍，永(yong)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(he)使用方便，大大減(jiǎn)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(liú)量測量中各種對(dui)象都有應用,如流(liú)體方面:單相📱、混相(xiang)、潔淨、髒污、粘性流(liu)等;工作狀态方面(mian):常壓、高壓、真空、常(cháng)溫、高溫👨❤️👨、低溫等;管(guǎn)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(liu)量計全部用量的(de)1/4~1/3。
3.2 浮子流量計
浮子(zi)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(dì)🙇🏻上升和下降。
浮子(zi)流量計是僅次于(yu)差壓式流量計應(ying)用範圍寬廣🈲的一(yī)類流量計,特别在(zài)小、微流量方面有(yǒu)舉足輕重的作用(yong)📧。
80年代中期,日本、西(xī)歐、美國的銷售金(jin)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(shang)爲玻璃錐管浮子(zi)流量🏒計。
特點:
(1)玻璃(li)錐管浮子流量計(ji)結構簡單,使用方(fang)便,缺點是耐壓♻️力(lì)低,有玻璃管易碎(suì)的較大風險;
(2)适用(yòng)于小管徑和低流(liú)速;
(3)壓力損失較低(di)。
3.3容積式流量計
容(róng)積式流量計,又稱(cheng)定排量流量計,簡(jiǎn)稱PD流量計,在流量(liang)📱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(fen)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(tǐ)積部分流體的次(ci)數來測量流體體(tǐ)積總量。
容積式流(liu)量計按其測量元(yuan)件分類,可分爲橢(tuo)圓齒輪流💛量計、刮(guā)闆流量計、雙轉子(zi)流量計、旋轉活塞(sai)流🧑🏾🤝🧑🏼量計、往複活塞(sāi)💘流量計、圓盤流量(liang)計、液封轉筒式流(liu)量計、濕式氣量計(ji)及膜💜式氣量✔️計等(děng)。
優點:
(1)計量精度高(gao);
(2)安裝管道條件對(duì)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(biao)無需外部能源可(ke)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(ce)介質種類、口徑、介(jiè)質工作狀态局限(xian)性較大;
(3)不适用于(yú)高、低溫場合;
(4)大部(bu)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(liu)量計、浮子流量計(ji)并列爲三✨類使用(yong)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(fa)達國家近年PD流量(liàng)計(不包括家用煤(mei)氣表和家用水表(biao))的銷售金額占流(liú)量儀表的13%~23%;我國約(yuē)占20%,1990年産量(不包括(kuò)家用煤🈲氣表)估計(jì)爲34萬台,其中橢圓(yuan)齒輪式和腰輪式(shì)分别約占70%和20%。
3.4 渦輪(lun)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(liu)體平均流速,從而(ér)且推導出流量或(huò)⛱️總量的儀表。
一般(bān)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(róng)積式流量計、科裏(li)奧利質量流量計(jì)稱爲流量計中三(sān)類重複性、精度佳(jia)的産品,作爲⭐類型(xíng)👨❤️👨流量計之一,其産(chan)品已發展爲多品(pin)種、多系列批量生(sheng)産的規模。
優點:
(1)高(gāo)精度,在所有流量(liàng)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(diǎn):
(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(xiang)獲得廣泛應用:石(shi)⛷️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(lún)流量計在用量上(shang)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(ti)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(diàn)磁流量計
電磁流(liú)量計是根據法拉(la)弟電磁感應定律(lǜ)制成的一種測量(liàng)導電性液體的儀(yí)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(fǔ)蝕流的測量。
70、80年代(dài)電磁流量在技術(shu)上有重大突破,使(shi)它成爲應⭕用🤩廣🙇🏻泛(fan)的一類流量計,在(zài)流量儀表中其使(shi)用量百分數不斷(duàn)上升📧。
優點:
(1)測量通(tōng)道是段光滑直管(guǎn),不會阻塞,适用于(yú)測量含🙇🏻固體顆粒(li)的液固二相流體(ti),如紙漿、泥漿、污水(shuǐ)等;
(2)不産生流量檢(jiǎn)測所造成的壓力(lì)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(yā)力和電導率變化(huà)的明顯影響;
(4)流量(liang)範圍大,口徑範圍(wéi)寬;
(5)可應用腐蝕性(xing)流體。
缺點:
(1)不能測(cè)量電導率很低的(de)液體,如石油制品(pin);
(2)不能測量氣體、蒸(zhēng)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(ji)應用領域廣泛,大(da)口徑儀表較多應(yīng)用于給排✔️水工程(chéng);中小口徑常用于(yu)高要求或難測場(chang)合,如鋼鐵工業高(gao)爐風口冷卻水控(kòng)制,造紙工業測量(liang)紙漿液和黑液,化(huà)學工業的強腐蝕(shí)液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微(wēi)小口徑常用于醫(yī)藥工業、食💋品工業(ye)、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(zhōng)安放一根非流線(xian)型遊渦發生體,流(liu)體🏒在發生體兩側(cè)交替地分離釋放(fang)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(yīng)變式、電容式、熱敏(mǐn)式、振動體式、光電(dian)式及超聲式等。
渦(wo)街流量計是屬于(yu)年輕的一類流量(liang)計,但其發展迅速(sù),目📧前已成爲通用(yong)的一類流量計。
優(you)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(du)寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不(bu)适用于低雷諾數(shù)測量;
(2)需較長直管(guan)段;
(3)儀表系數較低(dī)(與渦輪流量計相(xiang)比);
(4)儀表在脈動流(liu)、多相流中尚缺乏(fá)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(cè)流體流動對超聲(shēng)束(或超聲脈沖)的(de)作用以測量流量(liàng)的儀表。
根據對信(xin)号檢測的原理超(chao)聲流量計可分爲(wei)傳播速度差法🤟(直(zhí)接時差法、時差法(fǎ)、相位差法和頻差(cha)法)、波束偏移法、多(duō)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(yi)樣,因儀表流通通(tong)道未設置任何阻(zu)礙件,均屬*流量計(ji),是适于解決流量(liang)測量困難問題的(de)一類流🙇🏻量計,特别(bié)在大口徑流量測(ce)量方面有較突出(chu)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(diàn)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(lè)法隻能用于測量(liàng)含有一定量懸浮(fú)顆粒和氣泡的液(ye)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(yīng)用于清潔、單相液(ye)體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液(yè)、:怪液、液化天然氣(qì)等;
(2)氣體應用方面(miàn)在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好(hao)的經驗;
(3)多普勒法(fa)适用于異相含量(liàng)不太高的雙相流(liu)體,例如:未處🔞理污(wu)水、工廠排放液、髒(zang)流程液;通常不适(shi)用于非常清✌️潔的(de)液體。
[編輯本段]3.8 科(kē)裏奧利質量流量(liàng)計
科裏奧利質量(liàng)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(lì)力原理制成的一(yi)🌂種直♊接式質量流(liu)量儀表。
我國CMF的應(ying)用起步較晚,近年(nian)已有幾家制造廠(chǎng)(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(huò)引用生産系列儀(yi)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(gè)速度傳感‼️器♍和一(yi)個溫度傳感器。它(ta)們自動地補償和(he)校💃正氣體溫度變(bian)化。儀⚽表的電加熱(rè)部分将速度傳感(gan)器加熱到高于工(gōng)況溫度的某一個(gè)定值，使速度傳感(gǎn)器和測量工況溫(wēn)度的傳感🤞器之間(jian)形成恒定溫差。當(dāng)保持溫差不變時(shí)，電加熱消耗的😍能(néng)量，也可以說熱消(xiāo)散值🍓，與流過氣體(tǐ)的質量流量成正(zheng)比。
熱式氣體質量(liàng)流量計即Mass Flow Meter(縮寫爲(wei)MFM)，它是氣體流量計(jì)量中♍新型儀🚶♀️表，區(qu)别于其它氣體流(liu)量計不需要進行(háng)壓力和🌏溫度修正(zhèng)，直接測量氣體的(de)質量流量，一支傳(chuán)感器可以做到量(liàng)程從極低到高量(liang)程。它适合單一氣(qi)體和固定比例多(duō)組份氣體的測量(liàng)。
熱式氣體質量流(liú)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(gong)、鋼鐵、冶金、電力、輕(qing)工、醫💛藥、環保等工(gōng)業🔅部門的空氣、烴(ting)類氣體、可燃性氣(qì)體、煙道氣體的監(jian)測。
特 點
可靠性高(gao) 重複性好 測量精(jīng)度高 壓損小
無活(huo)動部件 量程比寬(kuan) 響應速度快 無須(xū)溫壓補償
應 用
•工(gong)業管道中氣體質(zhi)量流量測量 •煙囪(cong)排出的煙氣㊙️流速(su)測量
•煅燒爐煙道(dào)氣流量測量 •燃氣(qì)過程中空氣流量(liàng)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(shuǐ)處理中氣體流量(liàng)測量 •加熱通風和(hé)空調系統中的✨氣(qi)🌈體流🙇♀️量測量
•熔劑(ji)回收系統氣體流(liu)量測量 •燃燒鍋爐(lu)中燃燒氣體流量(liàng)測量
•天然氣、火炬(jù)氣、氫氣等氣體流(liu)量測量
•啤酒生産(chan)過程中二氧化碳(tàn)氣體流量測量
•水(shuǐ)泥、卷煙、玻璃廠生(shēng)産過程中氣體質(zhì)量流量測量
如：美(měi)國SIERRA
中國DSN
3.9 明渠流量(liàng)計
與前述幾種不(bú)同,它是在非滿管(guan)狀敞開渠道測量(liang)自☎️由表面自👣然流(liú)的流量儀表。
非滿(man)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(jì)(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓(yuán)形外,還有U字形、梯(ti)形、矩形等多種形(xíng)🤞狀。
明渠流量計應(ying)用場所有城市供(gong)水引水渠;火電廠(chǎng)引☂️水和排水渠、污(wū)水治理流入和排(pai)放渠;工礦企業水(shui)排放以及水利工(gōng)程和農業灌溉用(yong)渠道。有人估計1995台(tái),約占流量儀表整(zheng)體的1.6%,但⛹🏻♀️是國内應(yīng)用尚無估計數據(ju)。
4, 新工作原理流量(liang)儀表的研究和開(kāi)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(yóu)輸送管線低導電(diàn)液體流量測量的(de)靜電流量計。
靜電(dian)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(kě)知道測量管内的(de)電荷。他們分🏒别作(zuo)‼️了内‼️徑4~8mm銅、不鏽鋼(gang)等金屬和塑料測(ce)量管儀表的實流(liú)試驗,試驗表明流(liú)量與電荷之間接(jiē)近于線性。
4.2 複合效(xiào)應流量儀表
(combined effects meter)
該儀(yí)表的工作原理是(shi)基于流體的動量(liàng)和壓力作用于儀(yi)表腔體産生的變(bian)形,測量複合效應(ying)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(zhuan)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(si)開發，是基🌐于懸🌈浮(fú)效應理論研制的(de)。該儀表已在若幹(gàn)現場成功的應用(yòng)(例如在核電站安(ān)裝2000餘台測量熱水(shui)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(ào)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(zai)各國流量儀表銷(xiao)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(tái)。國内已生産大口(kou)徑✨爲2~6m的ENF,并有實流(liu)校驗口徑3m的設備(bei)能力。
5.3 渦街流量計(ji)(USF)
USF在60年代後期進入(rù)工業應用,80年代後(hòu)期起在各國流量(liàng)儀表銷售金額中(zhong)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(pin)估✊計在8000~9000台。
5.4威力巴(ba)流量計
威立巴流(liu)量計計采用了*符(fu)合空氣動力學原(yuán)理的工程結構設(shè)計，是一種在精度(dù)、功效及可靠方面(mian)達到了🥵無比卓yue程(chéng)度的🏃傳感元件。
6, 結(jié)論
由上述可知,流(liu)量計發展到今天(tian)雖然已日趨成熟(shú),但其種類仍🔆然極(jí)其繁多,至今尚無(wú)一種對于任何⁉️場(chang)合都适💘用的流量(liàng)😄計。
每種流量計都(dōu)有其适用範圍,也(ye)都有局限性。這就(jiu)要求我🈲們:
(1)在選擇(ze)儀表時,一定要熟(shú)悉儀表和被測對(duì)象兩方🐅面的情況(kuang),并要兼顧考慮其(qí)它因素,這樣測量(liàng)才會準确;
(2)努力研(yán)制新型儀表,使其(qi)在現有的基礎上(shàng)更加完善。
差壓式(shi)流量計
差壓式流(liú)量計(以下簡稱DPF或(huò)流量計)是根據安(ān)裝于管🌏道中流量(liàng)檢測件産生的差(cha)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(ce)件)和二次裝置(差(chà)壓轉換和流量🙇🏻顯(xiǎn)示儀表)組成。通常(cháng)💋以檢測件的型式(shì)對🐉DPF分類，如孔扳流(liú)量計、文丘裏管流(liu)量計及均速管流(liú)量計等。二次裝置(zhì)爲各種👨❤️👨機械、電子(zǐ)、機電一體式差壓(ya)計，差壓變送器和(he)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(ge)龐雜的一大類儀(yí)表。差壓計既可用(yòng)于測量流量參數(shu)，也可測量其他參(cān)數(如壓力、物位、密(mì)度等👉)。
DPF按其檢測件(jian)的作用原理可分(fen)爲節流式、動壓頭(tóu)式✨、水力阻㊙️力☔式、離(li)心式、動壓增益式(shì)和射流式等幾大(da)類，其中以節流式(shì)和動壓頭式應用(yong)爲廣泛。
節流式DPF的(de)檢測件按其标準(zhǔn)化程度分爲标準(zhun)型和非标準㊙️型兩(liǎng)大類。所謂标準節(jie)流裝置是指按照(zhao)标準文件設🏃🏻♂️計、制(zhì)造、安裝和使用，無(wú)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(du)較差，尚未📱列入标(biāo)準文件中的檢測(cè)件。
标準型節流式(shi)DPF的發展經過漫長(zhǎng)的過程，早在20世紀(jì)20年代，美國🔞和歐洲(zhōu)即開始進行大規(gui)模的節流裝置試(shi)驗研究☁️。用得普遍(biàn)🙇♀️的節💛流裝置--孔闆(pan)和噴嘴開始标準(zhun)化。現在标準噴嘴(zuǐ)的一種型式ISA l932噴💋嘴(zuǐ)，其幾何形狀就是(shi)30年代标準化的，而(er)标準孔闆亦曾稱(chēng)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(biao)準化了，才有可能(neng)把🌈上衆多研究成(cheng)果彙集到一起，它(tā)促進檢測件的理(lǐ)論和實踐向深度(du)和廣度拓展，這是(shì)其他流量計所不(bu)及的。1980年ISO(标準化組(zǔ)織)正式通過标準(zhǔn)ISO 5167，至此流量測量節(jiē)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(yu)試驗的研究成♈果(guǒ)，反映了此類檢測(cè)件的當代科學💋與(yu)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(gè)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(dai)的試驗結果，今天(tian)無論節流裝置制(zhì)造技術，流量試驗(yàn)設備🏃🏻♂️及實驗技術(shu)都㊙️有巨大的進步(bù)，重新進行系統🐇地(di)試驗以獲得更高(gāo)精确度及更可靠(kào)的數據是必要的(de)。進入80年代美國和(he)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(ding)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(dù)的規定有不同意(yi)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(chu)系📐數的因素🌏特别(bie)多，主要有孔徑與(yǔ)管徑的比值β、取壓(ya)📞裝置🚶♀️、雷諾數、節流(liu)件安裝⭐偏心度、前(qian)後阻流件類型及(ji)直管段長度、孔闆(pǎn)入❄️口邊緣尖銳度(dù)、管壁粗糙度、流體(tǐ)流動湍流度等，衆(zhōng)多因素影響錯綜(zōng)複雜，有的參數難(nán)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(di)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(wen)題，如孔闆平直度(dù)、同心度、直角邊緣(yuán)尖銳度、管道粗糙(cao)度、上遊流速分布(bù)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(jie)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(xue)術會議認爲必須(xū)使流量測量工作(zuo)者、流體力學與計(jì)算機技術工作者(zhě)緊密合作共同攻(gōng)關才能解決此問(wèn)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(liu)量計🌈試驗研究，歐(ōu)洲爲歐共體實驗(yan)計劃(EEC Experimental Program)，美國爲API實驗(yàn)計劃(API Experimental Program)。試👉驗的目的(de)是用現代新測試(shi)設備及試驗㊙️數據(jù)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(ji)術基礎。1999年ISO發出🌈ISO 5167的(de)修訂稿(ISO/CD 5167-1-4)，該文件爲(wèi)委員會草案，它在(zai)技術内容與編輯(ji)上都有很大改動(dong)，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(chá)通過爲DIS(标準草案(àn))，但是會議認爲尚(shang)有🛀🏻細節問題應再(zai)商榷而未能通過(guo)。新的ISO 5167标準何時正(zheng)式頒布尚不得而(er)知。ISO 5167新标準在✍️标準(zhǔn)的兩個核心💋内容(rong)皆有實質性變化(huà)，一是孔闆的流出(chū)系數公式，用Reader-Harris/Gallagher計算(suan)式(R-G式)代替Stolz計算式(shì)，另一爲節流裝置(zhi)上遊側直管段長(zhǎng)度的🥵規定以及流(liú)動調🐆整器的使用(yong)等。
我們通常稱ISO 5167(GB/T2624)中(zhōng)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(gāi)指出，非标準節流(liu)裝置不僅是指那(nà)些節流裝置結構(gòu)與标難節流裝置(zhi)相異的，如果标準(zhun)節流裝🧡置在偏離(lí)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(pēn)嘴在臨界流下工(gong)作的都是。
目前非(fei)标準節流裝置大(da)緻有以下一些種(zhǒng)類：
1)低雷諾數用 1/4圓(yuan)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(huán)狀孔闆，楔形孔闆(pan)，彎管節流件等；
3)低(dī)壓損用 羅洛斯管(guǎn)，道爾管，道爾孔闆(pǎn)，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(ti)(内藏)孔闆；
5)端頭節(jiē)流裝置 端頭孔闆(pǎn)，端頭噴嘴，Borda管等；
6)寬(kuān)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(liú)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(lǐ)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(zhǎn)必然提出發展非(fēi)标準節流🐉裝置的(de)要求，十餘年來ISO亦(yì)在不斷制訂有關(guan)非标準節流裝置(zhi)的技術✍️文件，在它(ta)們不能成爲正㊙️式(shì)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(xíng)的。
20世紀90年代中後(hòu)期世界範圍内各(gè)式DPF銷售量在流量(liàng)儀表總量中台數(shù)占50%-60%(每年約百萬台(tai))，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(biǎo)及玻璃管浮子流(liú)量計)的35%-42%(每年6萬-7萬(wan)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(shí)，如❤️圖4.1所示，流☀️速将(jiang)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(yā)差。流體流量🛀🏻愈大(da)，産🔴生的壓差愈大(dà)，這樣可依據💋壓差(cha)來衡量流量的🆚大(dà)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(liu)裝置形式或管道(dao)内流體的物理性(xìng)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(su)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(xi)數；
β--直徑比，β=d/D;
d--工作條(tiáo)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(ya)，Pa；
ρl--上遊流體密度，kg/m3。
由(yóu)上式可見，流量爲(wei)C、ε、d、ρ、P、β(D)6個參數的函數，此(ci)6個參數可分爲實(shí)測量[d，ρ，P，β(D)]和統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量
1)d、D 式(4.1)中d與(yu)流量爲平方關系(xì)，其精确度對流量(liàng)總精度影響較大(dà)，誤差值一般應控(kong)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(xiǎng)。标準規定管道内(nei)徑🌂D必須實測，需在(zai)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(du)要求較高外，還應(yīng)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(dang)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(bian)送器高精度等級(ji)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(jiang)低所抵消。
3)P 差壓P的(de)精确測量不應隻(zhī)限于選用一台高(gao)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(jué)定于一系列因素(su)，其中正确的取壓(yā)孔🌈及引壓管線的(de)♋制造、安裝及使❗用(yòng)是保✔️證獲得真實(shi)差壓值的關鍵，這(zhè)些影響因素很多(duō)是難以定量或定(ding)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(shi)測的量(指按标準(zhun)設計制造安裝，不(bu)經校準使用)，在現(xiàn)場使用時複雜的(de)情況出現在實際(ji)的C值與标準确定(dìng)的C值不相符合。它(ta)們的偏離是由設(shè)🍉計、制造、安裝及使(shi)用一🛀🏻系列因素造(zao)成的。應🚶該明确，上(shang)述各環節全部嚴(yan)格遵循标準的規(gui)定，其📱實際值才會(huì)與标準确定的值(zhi)相符合，現場是難(nan)以*這種要求的。
應(yīng)該指出，與标準條(tiao)件的偏離，有的可(kě)定量估算(可進行(háng)‼️修正)，有的隻能定(ding)性估計(不确定度(dù)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(fei)常複雜的情況，因(yīn)爲一般資料中隻(zhī)介紹某一條件偏(piān)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(peng)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(liu)量下ε的誤差，即标(biāo)準确定值的誤差(cha)；其二爲由于流量(liàng)變化ε值🤟将随之波(bo)動帶來的誤差。一(yī)般在低靜壓高差(cha)壓情況，ε值有不可(ke)忽略的誤差。當P/P≤0.04時(shí)，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(liang)計分類表
分類原(yuán)則 分 類 類 型
按産(chǎn)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(zeng)益式；6)射流式
按結(jie)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(qiū)裏噴⭕嘴；5)錐形入口(kǒu)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(huan)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(jie)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(jie)流節流裝置；
3.1 按産(chǎn)生差壓的作用原(yuan)理分類
1)節流式 依(yī)據流體通過節流(liu)件使部分壓力能(néng)轉變爲動能以産(chǎn)生差壓的原理工(gōng)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(bian)爲靜壓的原理工(gong)作，如均速管流✔️量(liang)計🛀🏻。
3)水力阻力式 依(yi)據流體阻力産生(sheng)的壓差原理工作(zuò)，檢測件爲♍毛細管(guan)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(liàng)計，環形管流量
計(ji)等。
5)動壓增益式 依(yi)據動壓放大原理(lǐ)工作，如皮托-文丘(qiū)裏管。
6)射流式 依據(jù)流體射流撞擊産(chǎn)生原理工作，如射(she)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(tóng)心直角邊緣孔闆(pan)，其軸向截面如圖(tú)4.2所🚶示。孔闆是一塊(kuài)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(biān)緣應是銳利的直(zhi)🏒角。标準孔闆有三(sān)種取壓方式：角接(jie)、法蘭及D-D/2取壓；如圖(tú)4.3所示。爲從兩個方(fāng)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(fú)合直角邊緣孔闆(pan)上遊邊緣的特🔞性(xìng)，且孔闆全部♻️厚度(dù)🐇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(qǔ)壓方式
2) 标準噴嘴(zuǐ) 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(mian)、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(yā)一種。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長徑(jìng)噴嘴(圖4.5) 上遊面由(you)垂直于軸的平面(mian)、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(pen)嘴。長徑噴嘴的取(qǔ)壓方式僅D-D/2取壓一(yi)種。
3) 經典文丘裏管(guan) 由入口圓筒段A、圓(yuán)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(shì)。根據不同的加工(gōng)方😘法，有以下✊結構(gòu)形式：①具有粗鑄收(shōu)縮段的；②具有機械(xie)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(rú)表4.2所示。
4)文丘裏噴(pēn)嘴 由進口噴嘴、圓(yuan)筒形喉部及擴散(sàn)段組✍️成😍，如圖4.7所示(shì)。
5)錐形入口孔闆 錐(zhuī)形入口孔闆與标(biāo)準孔闆相似，相當(dāng)😍于一塊🈲倒裝的标(biāo)準孔闆，其結構如(ru)圖4 . 8所示，取壓方式(shì)爲角💋接取壓。表4.2 L1、L2、R1、R2與(yu)D、d關系
注 粗 鑄 入 口(kou) 機械加工的入口(kou) 粗焊的鐵闆入口(kou)
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(kou)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(diǎn)文丘裏管
圖4.7 文丘(qiu)裏噴嘴
圖4.8 錐形入(rù)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(liú)向；7-取壓口；8-孔闆；
X-帶(dài)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(yīn)🐅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(dù)差法、多普勒法❄️、波(bō)束偏💋移法、噪聲法(fǎ)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(lai)随着🏒集成電路技(ji)術迅速發展才開(kai)始應用🌈的一種
非(fēi)接觸式儀表，适于(yu)測量不易接觸和(he)觀察的流體以及(jí)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(biàn)流體的流動狀态(tai)，不産生附加阻力(li)，儀表的安裝及檢(jian)修均可不影響生(sheng)産管線運行因而(er)是一種理想的節(jiē)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(yīn)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(zào)價提高、能損加大(dà)、安裝不僅🙇♀️這些缺(quē)點，超聲波流量計(jì)均可避免。因爲各(ge)類超❤️聲波流量計(jì)均可管外安裝、非(fēi)接觸測流，儀💁表造(zào)價基本上與被測(ce)管道口徑大小🈲無(wú)關，而其它類型的(de)流量計随着口徑(jìng)增加，造價大💃🏻幅度(du)增加，故口徑✔️越大(da)超聲波流量計比(bi)相同功能其它類(lèi)型流量計的📞功能(néng)價格比越*。被認爲(wei)是較好的大管徑(jìng)🔞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(yòng)于下水道及排污(wu)水💞等髒污流的測(ce)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(liàng)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(mǐ)寬的明渠、暗渠到(dao)500m寬的🛀河流都可适(shi)用。
另外，超聲測量(liang)儀表的流量測量(liàng)準确度幾乎不受(shòu)被‼️測🆚流體🏃🏻溫度、壓(ya)力、粘度、密度等參(can)數的影響，又可制(zhì)成非接觸及便攜(xié)式測量儀表，故可(ke)解決其它類🔅型儀(yi)表所難以測量的(de)強腐蝕🔴性、非導電(dian)性、放射性及易燃(ran)易爆介質的♋流量(liang)測量💜問題。另外⛱️，鑒(jian)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(guan)徑測量和多種流(liu)量範圍測量。超聲(sheng)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(pin)系列化、通用化發(fa)展，現已🏃♂️制成不同(tong)聲道的标準型、高(gao)溫型、防爆型、濕式(shì)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(shēng)波流量計目前所(suo)存在的缺點主要(yào)是可測流✍️體的🏃🏻♂️溫(wēn)度範👄圍受超聲波(bo)換能鋁及換能器(qi)與管道之間🔞的耦(ou)合材🥰料耐溫程💘度(dù)的限制，以及高溫(wen)下被測流體⛷️傳聲(sheng)速度的原始數據(jù)不全。目前我國隻(zhi)能用于測量200℃以下(xià)的流體。另外，超聲(sheng)波流量計的測量(liàng)線路比一般流量(liang)計複雜。這是因爲(wèi)，一般工業計量中(zhong)液體的流速常常(cháng)是每秒幾👨❤️👨米，而聲(sheng)波在液體中🔞的傳(chuan)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(sù)的變化量大也是(shi)10-3數量級.若要求測(ce)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(shù)量級♍，因此必須有(yǒu)完善的測量線路(lù)才能實現🙇♀️，這也正(zheng)是超聲波流量計(jì)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(yin)。
超聲波流量計由(you)超聲波換能器、電(diàn)子線路及流量顯(xiǎn)示和累積系統三(san)部分組成。超聲波(bō)發射換能器将電(diàn)能轉🐆換爲超聲波(bo)能量，并将其發射(shè)到被測流體中，接(jiē)收器接收到的超(chao)聲波信号，經電子(zǐ)線路放大并轉換(huàn)爲代表流量的電(dian)信号供給顯💋示和(he)積算儀表進行顯(xiǎn)示和積算。這💜樣就(jiù)實現了流量的檢(jiǎn)測🍓和顯示。
超聲波(bo)流量計常用壓電(diàn)換能器。它利用壓(yā)電材料的壓🔱電效(xiao)📐應，采用适出的發(fa)射電路把電能加(jiā)到發🚶射換❤️能器的(de)壓電元件上，使其(qí)産生超聲波振勸(quàn)。超聲波以某一角(jiǎo)度射入流體中傳(chuán)播，然後由接收換(huàn)🈚能器接收，并經壓(ya)電📱元件變爲電能(neng)，以便檢測。發射💃換(huàn)能器利用壓電元(yuan)件的逆壓電效應(ying)💋，而接收換能器則(zé)是利用壓電效應(yīng)。
超聲波流量計換(huàn)能器的壓電元件(jian)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(tài)酸鉛。爲固定壓電(dian)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(gou)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(yao)求超聲波經聲楔(xiē)後能量損失小♌即(ji)透射系數接近1。常(cháng)用的聲楔材料是(shi)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(hao)處理和顯示電🔞路(lù)。測得的瞬時流量(liàng)和累積流量值用(yòng)數字量或模拟量(liàng)顯示。
根據對信号(hao)檢測的原理，目前(qian)超聲波流量計大(dà)緻😍可✉️分傳播速度(du)差法(包括：直接時(shi)差法、時差法、相位(wei)差法、頻差法)波束(shù)偏移法、多普勒法(fa)、相關法、空間濾波(bō)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(ce)量和攜🌈帶，價格便(bian)🚶♀️宜但準确度較低(di)，适于在流量測量(liang)準确度要求💛不高(gāo)的場合使用。由于(yu)直㊙️接時差法、時差(chà)法、頻差法和相位(wèi)差法的基本原理(li)都是通過測量超(chao)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(cha)法。其中頻差法和(he)時差法克服了✉️聲(shēng)速随流體溫度變(biàn)化帶來的誤差，準(zhun)确度較高，所以被(bèi)廣泛采用。按照換(huan)能器的配置方法(fa)不同，傳播速度🔴差(chà)撥又分爲：Z法(透過(guo)法)、V法(反射法)、X法(交(jiāo)叉法)等。波束偏移(yi)⭐法是利用超聲波(bo)束在流體😍中的傳(chuan)播方向随流體流(liu)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(xing)不大.多普勒法是(shi)利用聲學多普勒(lè)原理，通過測量不(bu)均勻🈲流體中散射(shè)體散射的超聲波(bo)多普
勒頻移來确(que)定流體流量的，适(shì)用于含懸浮顆粒(li)、氣泡等流🈲體流👅量(liàng)測量。相關法是利(li)用相關技術測量(liàng)🛀🏻流量，原理上，此法(fǎ)的測量❤️準确度與(yǔ)流體中的聲速無(wu)關，因而與流體溫(wēn)度，濃度等無關，因(yīn)而測量準确😘度高(gāo)，适用範圍廣。但相(xiàng)關器價格貴，線路(lù)比較複雜🌏。在微處(chù)理機普及應用後(hou)，這個缺點可以克(kè)服。噪聲👌法(聽音法(fǎ))是利用管道内流(liu)體流動時産生的(de)💔噪聲與流體的流(liu)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(dù)💁低。
以上幾種方法(fa)各有特點，應根據(ju)被測流體性質.流(liú)速分布情🌈況、管路(lù)安裝地點以及對(dui)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(bao)持恒定，故多采用(yòng)頻差法及🏃♀️時差法(fa)。隻有在管徑很大(dà)時才采用直接時(shi)差法。對換能器安(ān)裝方法的選擇原(yuán)則一般是：當流體(ti)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(di)點使換能器安裝(zhuang)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(jiào)短時，也可采用多(duo)聲🏃♀️道(例如雙聲道(dào)或四聲道)來✌️克服(fu)流速擾動帶來的(de)流🌈量測量誤差。多(duo)普勒法适于測量(liàng)兩相💰流，可避免常(cháng)規🔅儀表由懸浮粒(li)或氣泡造成🈚的堵(du)塞、磨損、附着而不(bu)能運行的弊病，因(yīn)而得💁以迅速發👉展(zhan)。随着工業的發展(zhǎn)及節能工作的開(kāi)展，煤油混合(COM)、煤水(shuǐ)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(dou)爲多普勒超聲波(bo)流量計應用開辟(pì)廣闊前景。
流量計(jì)的種類很多，一般(bān)市場上用得比較(jiào)廣泛的有：電磁流(liu)❄️量計、渦街流量計(jì)、渦輪流量計、孔闆(pǎn)流量計、V錐流量💃🏻計(jì)、金屬轉子流量計(ji)、玻璃轉子流量計(jì)、旋進旋渦流量計(ji)、橢圓齒⁉️輪流量計(ji)、均速🔴管流量計、超(chāo)聲波流量計等。它(ta)們的安裝條件對(dui)直管段的要求V錐(zhui)流量計是低，而電(diàn)磁、渦🧑🏾🤝🧑🏼街、孔闆等對(duì)直管段要求就較(jiào)高，一般🏃🏻是前5D後3D,對(duì)于流量計前端有(you)彎頭🛀、閥門電磁流(liu)量計等的直管段(duan)要求就更高，高要(yào)求直管段是前50D後(hòu)5D,因此在選購流量(liàng)計時一定要考慮(lü)流量計現場安裝(zhuāng)的環境、位置等因(yīn)素，從而選擇更加(jiā)适🆚合現場工礦的(de)流㊙️量計。
現在流量(liang)計所需要的參數(shù)：
1、被測量的介質
2、被(bèi)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(qing)況
