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涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量等优点。缺点是安装管道一般要求是直管道，要求前后直管段要满足涡街流量计的要求，所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致，并且远离振动源和电磁干扰较强的地方。

3 涡轮流量计

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求瞬时流量和累积流量[4]。涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动并冲击涡轮叶片时，便有

Q=fk

其中：Q—流经变送器的流量，L/s；
f—电脉冲频率；
k—仪表系数，次/升。

管道内流体的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比，k是涡轮变送器的重要特性参数，它是代表每立方米流量有几个脉冲，或者每升流量有几个脉冲。不同的仪表有不同的k，并随仪表长期使用的磨损情况而变化。尽管涡量计的设计尺寸相同，但实际加工出来的涡轮几何参数却不会完全一样，因而每台涡轮变送器的仪表常数k也不完全一样，它通常是制造厂在常温下用洁净的水标定出来的。涡轮变送器输出的脉冲信号，经前置放大器放大后，送入显示仪表，就可以实现流量的测量[5]。涡轮流量计特点具有精度高、重复性好、无零点漂移、高量程比等优点。涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片，因此极大降低了磨损，对峰值不敏感，甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。缺点：（1）测量气、液混相或粘度较大的流体会产生很大的误差；（2）测量的含有颗粒的流体需要提前过滤以免涡轮被卡。

4 浮子流量计

浮子流量计又称（转子流量计）是以浮子在垂直锥形管内随着流量变化而升降而改变它们之间形成的流通环隙面积作流量测量的体积流量仪表[6]。

浮子流量计按其制造材料的不同可分为玻璃管浮子流量计、塑料管浮子流量计和金属管浮子流量计3种。玻璃管浮子流量计和塑料管浮子流量计结构简单，浮子位置清晰可见、易读、成本低廉、常用于测量常温、常压、透明和腐蚀性介质。如空气、煤气、氨气等。便于现场目测，多用于工业原料的配比计量。玻璃管浮子流量计虽然有很多优点，但只适用于就地指示，信号不能远传，玻璃管强度不够而不能用于测量高温高压及不透明的流体，所以工业生产中采用金属管浮子流量计的较多。浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理是被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。

浮子流量计具有结构简单、工作可靠、压损小且稳定、可测低流速介质等诸多优点。浮子流量计有较宽的流量范围度，一般为10︰1，最低为5︰1，最高为25︰1。流量检测元件的输出接近于线性。压力损失较低。但是测量液体中含有微粒固体或气体中含有液滴通常不适用，使用前要作流量示值修正。

5 数字靶式流量计

靶式流量计于20世纪60年代开始应用于工业流量测量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量，先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。

数字靶式流量计结构组成及工作原理：其主要由测量管、受力元件（靶片）、感应元件（电容式力传感器，压力传感器，温度传感器）、传递部件、积算器及其显示和输出部分组成。当介质在测量管中流动时，因其自身的动能和因阻流件而产生的压差，产生一个对阻流件的作用力，其作用的大小与介质流速的平方成正比。优点有：整台仪表结构坚固无可动部件，插入式结构，拆卸方便；仪表内设自检程序，精度高、重复性好、耐高温等；缺点有：对流体的要求较高，例如：所测流体必须是牛顿流体、流体必须充满流量计的测量管等。

6 电磁流量计

电磁流量计有一体型和分体型两种组合形式，输出级皆采取电隔离，可方便地与后位仪表配套，实现对流量的记录、控制和调节等功能。同时，流量计配备RS-485通讯接口，可与计算机互联。电磁流量计的工作原理为法拉第电磁感应定律。导电液体在磁场中流动切割磁力线，产生感应电势。表达式：E=KBLv，式中，B为磁感应强度；L为测量电极之间的距离；v为被测流体在磁场中运动的平均速度；K为比例常数。电磁流量计主要由流量传感器和信号转换器两部分组成。传感器把流过的被测液体的流量转换为相应的感应电势。信号转换器的作用是把电磁流量传感器输出的和流量成比例的毫伏级电压信号放大并转换成为可被工业仪表接收的标准直流电流、电压或脉冲信号输出，以便与仪表及调节器配合，实现流量的指示、记录和运算。电磁流量计的优点有：

（1）可测含有固体颗粒、悬浮物或酸、碱、盐溶液等具有一定电导率的液体体积流量；也可进行双向测量。（2）测量导管内没有可动部件和阻流体，因而无压损，无机械惯性，反应十分灵敏。（3）测量范围度大。（4）电磁，流量计所测得的体积流量，实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。

缺点有：（1）电磁流量计不能测量电导率很低的液体。（2）不能测量气体、蒸气和含有较多较大气泡的液体。（3）不能用于较高温度的液体。

7 超声波流量计

超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成，是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算，这样就实现了流量的检测和显示[7]。超声波流量计大体分为：插入式超声流量计，管段式超声流量计，外夹式超声流量计等。超声波流量计的优点：（1）超声波流量计是非接触测量，适用于大管径、大流量测量，并且不受流体的温度、粘度、密度等参数的影响。（2）超声波流量计可以测水、气或油各种介质。（3）超声波流量计运行能耗极小，可方便地实现长年电池供电，加之先进的智能化主机可方便地进行网络无线通信，其应用前景更加广阔。缺点：超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能器及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。

8 结束语

综上所述，流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。这60多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。希望在流量计今后发展道路上研制出更方便、经济、实用并且适用测量各种条件流体的流量计，更好的满足工业的要求，造福人类。

参考文献：
[1]卢晓刚，张鹏，张红兵.孔板流量计计量存在的问题及措施[J].仪表与计量技术，2005，1：39-41.
[2]武雅芝.V锥流量计与孔板流量计的比较[J].工业仪表与自动化装置，2009（4）：79-81.
[3]鲁学军.涡街流量计在饱和蒸汽测量中的应用[J].自动化仪表，2001，22（2）：78-81.
[4]康建华.涡轮流量计的应用[J].机械与电子，2007（2）：61.
[5]史登跃，侯芬，闫丽瑾.涡轮流量计的原理及应用[J].仪器仪表与分析检测，2004（2）：21-22.
[6]孙仁伟.浮子流量计的发展介绍[J].仪器仪表装置，2005（5）：29-31.
[7]崔玉峰，杜志强.浅谈超声波流量计的选型[J].黑龙江科技信息，2010（13）：16.(end)

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关键词： 流量计 流量检测 流体流量