塔瑪薩崎電子（蘇州）有限公司：一文看懂各種流量計工作原理及優缺點

日本TOFCO東富科流量計

測量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表。流量計是工業測量中重要的儀表之一。隨著工業生產的發展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高。流量測量技術日新月異，為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世，目前已投入使用的流量計已超過 100 種。

流量計

每種產品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量原理分為力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。
按流量計的結構原理進行分類，有容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質量流量計和插入式流量計。
按測量對象劃分，就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。總量表測量一段時間內流過管道的流量，是以短暫時間內流過的總量除以該時間的商來表示，實際上流量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表亦備有流量發訊裝置。因此, 以嚴格意義來分流量計和總量表已無實際意義。
按流量計結構原理分類
按當前流量計產品的實際情況，根據流量計的結構原理，大致上可歸納為以下幾種類型：
1差壓式流量計
差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計、差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數，也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。
所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用，無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標準檢測件是成熟程度較差的、尚未列入國際標準中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用*廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數逐漸下降，但目前仍是*重要的一類流量計。
優點:
(1)應用*多的孔板式流量計結構牢固，性能穩定可靠，使用壽命長;
(2)應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產，便于規模經濟生產。
缺點:
(1)測量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄，一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝條件要求高；
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應用概況:
差壓式流量計應用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面:從幾mm到幾m；流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
2孔板流量計

優點：

標準節流件是全世界通用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是**的結構易于復制的儀表，簡單、牢固、性能穩定可靠且價格低廉；
應用范圍廣，包括全部單相流體（液、氣、蒸汽）、部分混相流，一般生產過程的管徑、工作狀態(溫度、壓力)皆有產品。
檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產，方便專業化規模生產；
缺點：
測量的重復性、**度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，**度難于提高。
范圍度窄，由于流量系數與雷諾數有關，一般范圍度僅3∶1 ～4∶1。有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對較大管徑，問題更加突出；
壓力損失大，通常為維持一臺孔板流量計正常運行，水泵需要附加動力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計算確定，一年約需多耗電數萬度，折合人民幣數萬元。
孔板以內孔銳角線來保證精度，因此對腐蝕、磨損、結垢、臟污敏感，長期使用精度難以保證，需每年拆下強檢一次。采用法蘭連接，易產生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護工作量。
3浮子流量計

浮子流量計，又稱轉子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍*寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國1990年產量估計在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點:
(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險;
(2)適用于小管徑和低流速;
(3)壓力損失較低。
4容積式流量計

容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度*高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。
容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
優點:
(1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用于高粘度液體的測量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量清晰明了，操作簡便。
缺點:
(1)結果復雜，體積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用于高、低溫場合;
(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體;
(5)產生噪聲及振動。
應用概況:
容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量*大的流量計，常應用于昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
工業發達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%；我國約占20%，1990年產量(不包括家用煤氣表)估計為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。