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測量不同的介質選擇不(bú)同的流量計
  • 發布日期：2013-09-04      浏覽次數：5344
      • 　　工控摘要： 爲了保證流量儀表在生(shēng)産(chǎn)現場過(guò)程中發揮、zui的使用，流量計的(de)選擇，必須要根據生産現場需要計量的介質而定。一(yī)、氣體介質，應選擇(zé)的流量計品種是：1、超聲波氣體流量計。2、渦街流量計。如氣體溫度超過(guò)300℃,可選(xuǎn)氣壓式流量計。二、石油、柴油等油品介質，應選擇的流(liú)量計品種是：超聲(shēng)波流量計。三、砂(shā)漿、電粉漿等大濃度、固體顆粒含量(liàng)大的介質，應(yīng)選擇的流量計品(pǐn)種是：電磁流量計。四、自來水大(dà)流量的介質，應選擇的流量計品種(zhǒng)是：适用選型爲智能電磁流量計(jì)、超聲波流量計。其他諸(zhū)如渦街流量計、孔闆流量計等也可以。五、污水、紙漿等渾濁液體介質，應選擇的流量計品種是：1、超(chāo)聲波流量計(jì)及智能電磁流量計。但(dàn)在選用(yòng)電磁流量計時要考慮液體(tǐ)中不含(hán)較多空(kōng)氣或氣泡。六、帶有較(jiào)多氣泡的(de)液體介質(zhì)，應選擇的流量計品種是：超(chāo)聲波流量計，使用該類(lèi)型的流量計測量帶有氣泡的流體，效果十分好。七、純淨水、除鹽水等電導率低的介質，應選擇的流量計品種是：超聲(shēng)波流量(liàng)計非常(cháng)适合測量這類流體。八、酸、堿(jiǎn)液(yè)等強腐蝕性介質，應選擇(zé)的流量計(jì)品種是(shì)：1、抗酸堿内襯的電磁流(liú)量計。2、外夾式超聲波流量計。
      　　
      　　用以測量管路中流體流量(liàng)（單位時間内(nèi)通過的流體體積）的儀表。有轉子流量計、節流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和(hé)堰等。
      　　
      　　流量測量方法和儀表的種類(lèi)繁多,分類方法也很多。至今爲止,可(kě)供工業用的流量(liàng)儀表種類達60種之(zhī)多(duō)。品種如此(cǐ)之多的原因就(jiù)在于至今還沒找到(dào)一種對任何流體、任何量程、任何流動狀态以及任何使用條件都适用的流(liú)量儀表。
      　　
      　　這60多種流(liú)量儀表,每種(zhǒng)産品(pǐn)都有它特定的适用性,也(yě)都有它的局限性。按測量對象(xiàng)劃分就有封閉管道和明渠兩大類;按測量目(mù)的又可分爲總量測量和流量測量,其儀(yí)表分别稱作總量表和流量計。
      　　
      　　總量表測量一(yī)段時間内流過管道的流(liú)量(liàng),是以短暫時(shí)間(jiān)内流過(guò)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(yǒu)流(liú)量發訊裝置(zhì)。因此,以嚴格意義來分流量(liàng)計和總量表已無實(shí)際(jì)意義。
      　　
      　　按測量原理分有力學原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理(lǐ)、光(guāng)學原理、原子物理(lǐ)學原(yuán)理等。
      　　
      　　按照(zhào)目前zui流行、zui廣泛的分類法,即分爲:容積式流量計、差壓式流量(liàng)計、浮子流量計、渦輪流量計、電(diàn)磁流量計、流體振蕩流(liú)量計中(zhōng)的渦(wō)街流量計(jì)、質量流量計和插入式流量計、探針式流量計，來分别闡述各種流量計的原理(lǐ)、特點、應用概況及國内外的發展情況。
      　　
      　　差壓式流量計是根據安裝于(yú)管道中流量(liàng)檢測件産生的差壓,已知的流體條件和檢(jiǎn)測件(jiàn)與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
      　　
      　　差壓式流(liú)量計由一次裝(zhuāng)置（檢測件）和二(èr)次裝置（差壓轉換和(hé)流量顯示(shì)儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓(yā)式流量計分類,如孔闆流量(liàng)計、文丘裏流量計、均速管(guǎn)流量計等。
      　　
      　　二次裝置爲各種機(jī)械、電子、機(jī)電一體式(shì)差壓計,差壓變送器及流量(liàng)顯示儀表。它已發展爲三化（系列化、通用化及标準化）程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表,它(tā)既可(kě)測量流量參數,也可測(cè)量其(qí)它參數（如壓力、物位、密度等）。
      　　
      　　差壓(yā)式流量(liàng)計(jì)的檢測件按其作用(yòng)原理可分爲:節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭(tóu)式、動壓頭增益式(shì)及(jí)射流式幾大類。
      　　
      　　檢測件又可按其标準化程度分爲二大類:标準(zhǔn)的和非标準的。
      　　
      　　所(suǒ)謂标準(zhǔn)檢測件(jiàn)是隻(zhī)要按照标準文件設(shè)計、制造、安裝和使用(yòng),無須經實流标定即可确定其流量值(zhí)和估算(suàn)測量(liàng)誤差。
      　　
      　　非标準檢測件是成熟程度較差的,尚未(wèi)列入(rù)标準中的檢測件。
      　　
      　　差壓式流量計是一類應用zui廣泛的流(liú)量計,在各類流(liú)量(liàng)儀表中其(qí)使用量占居*。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(xià)降,但目前仍是zui重要的一(yī)類流(liú)量計。
      　　
      　　優點:
      　　
      　　（1）應用zui多的孔闆式流量計結構(gòu)牢固,性能穩定(dìng)可靠,使用壽命(mìng)長;
      　　
      　　（2）應用範圍廣泛,至今尚無任何一類流(liú)量計可與之相比拟(nǐ);
      　　
      　　（3）檢測件與變送器、顯(xiǎn)示儀表分别由不同廠家生産,便于(yú)規模(mó)經濟生(shēng)産。
      　　
      　　缺點:
      　　
      　　（1）測量精度普(pǔ)遍偏低;
      　　
      　　（2）範圍度窄,一般僅3:1~4:1;
      　　
      　　（3）現場安(ān)裝條件要求高;
      　　
      　　（4）壓損大（指孔闆(pǎn)、噴(pēn)嘴(zuǐ)等）。
      　　
      　　注：一種新型産品：引進美國*而開發的平衡流量計(jì)，這種流量計的測(cè)量精度是傳統節(jiē)流裝置的5-10倍，*壓力損失1/3。壓力恢複快(kuài)2倍，zui小(xiǎo)直管段可以小至1.5D，安裝和使用方(fāng)便，大大減少流(liú)體運行的能力消(xiāo)耗。
      　　
      　　應用概況:
      　　
      　　差壓(yā)式流量計應用(yòng)範圍特别(bié)廣泛,在封閉管道的流量測量(liàng)中各種對象都有應用,如流體(tǐ)方面:單相、混相、潔淨、髒污(wū)、粘性流等;工作狀态方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方(fāng)面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速(sù)、音速、脈動流等。它在各工(gōng)業部門的(de)用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
      　　
      　　[編輯本段]3.2浮子流量計(jì)
      　　
      　　浮子流量計,又稱(chēng)轉子流量計,是變(biàn)面積式流量計的一種,在(zài)一根由下向上擴大的垂直(zhí)錐管中,圓(yuán)形橫截面(miàn)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内自(zì)由地上升和(hé)下降。
      　　
      　　浮子流量計(jì)是僅次于差(chà)壓式流量(liàng)計應用範(fàn)圍zui寬廣的一類流量(liàng)計,特(tè)别在(zài)小、微流量方(fāng)面有舉足輕重的(de)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%。中國産(chǎn)量1990年(nián)估計在12~14萬台,其中95%以(yǐ)上爲玻(bō)璃錐管浮子流量計。
      　　
      　　特(tè)點:
      　　
      　　（1）玻璃錐管浮子流(liú)量計結構簡單,使用方便,缺點是耐(nài)壓力低,有玻璃管易碎的較大風險(xiǎn);
      　　
      　　（2）适用于小管徑和低流速;
      　　
      　　（3）壓力(lì)損失較低。
      　　
      　　[編輯本段]3.3容積式流量計
      　　
      　　容積式流量計,又稱定(dìng)排量流量計,簡(jiǎn)稱PD流量計,在流量儀表中是精度zui高的一類。它利(lì)用機械(xiè)測量元件把流體連續(xù)不斷地分割(gē)成單個已知的體(tǐ)積部分(fèn),根據測量室逐次重複地充滿(mǎn)和排放該體積部分流體的次數來(lái)測量流體體積總量。
      　　
      　　容積式(shì)流量(liàng)計按其測量元件(jiàn)分類,可分爲橢圓(yuán)齒輪流量計、刮闆流量計、雙轉子(zǐ)流量計(jì)、旋轉活塞流量計、往複活塞流量計、圓盤(pán)流量計(jì)、液封轉筒式流量(liàng)計、濕式氣量計及膜式氣(qì)量計等。
      　　
      　　優點:
      　　
      　　（1）計量精度高(gāo);
      　　
      　　（2）安裝管道條件對計量精(jīng)度沒有影響;
      　　
      　　（3）可用于高粘度液體(tǐ)的測量;
      　　
      　　（4）範圍(wéi)度寬;
      　　
      　　（5）直讀式儀表無(wú)需外部能源可直(zhí)接獲得累計,總量(liàng),清晰明了,操作簡便。
      　　
      　　缺點:
      　　
      　　（1）結果複雜(zá),體積龐大;
      　　
      　　（2）被測介質種類(lèi)、口徑、介質工作狀态局限性(xìng)較大;
      　　
      　　（3）不适用于高、低溫場合;
      　　
      　　（4）大部分儀表隻适用于潔淨單相流(liú)體;
      　　
      　　（5）産生噪聲及振動。
      　　
      　　應用概況:
      　　
      　　容積式流量計與差(chà)壓(yā)式流量計、浮子流量計(jì)并列爲三類使用量(liàng)zui大(dà)的流量計,常應用于昂貴介質（油品、天然氣等）的總(zǒng)量測量。
      　　
      　　工業發達國家近年(nián)PD流量計（不(bú)包括家用煤氣表和家用水表）的(de)銷售金額占流量(liàng)儀表(biǎo)的13%~23%;我國約(yuē)占20%,1990年産量（不包括家用煤氣表）估計爲34萬台,其中橢(tuǒ)圓齒(chǐ)輪式和腰輪式分别(bié)約占70%和20%。
      　　
      　　[編輯本段]3.4渦輪流(liú)量計
      　　
      　　渦輪流量計,是速度(dù)式流(liú)量計中的主要種類,它采用多(duō)葉片的轉子（渦輪）感受流體平均流(liú)速,從而且推導出流量或總量的儀(yí)表。
      　　
      　　一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。
      　　
      　　渦輪流量計和容積式流量計(jì)、科裏(lǐ)奧利質量(liàng)流量計稱爲流(liú)量計中三類重複性(xìng)、精度*的産品,作爲類型流量計(jì)之一,其産品已發展爲(wèi)多(duō)品種、多(duō)系列批(pī)量生産的規模。
      　　
      　　優點:
      　　
      　　（1）高精度,在所有流量計中,屬于zui的流量計(jì);
      　　
      　　（2）重複性好;
      　　
      　　（3）元零點漂移(yí),抗幹擾能力好;
      　　
      　　（4）範圍度(dù)寬;
      　　
      　　（5）結構緊湊。
      　　
      　　缺點:
      　　
      　　（1）不能(néng)長期保持校準特性;
      　　
      　　（2）流體物性對(duì)流量特性有較大影(yǐng)響。
      　　
      　　應用概況:
      　　
      　　渦輪流量計在以(yǐ)下一些測量對象(xiàng)獲得廣泛應(yīng)用:石油、有機液體、無機(jī)液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐(ōu)洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次(cì)于孔闆流量計的天(tiān)然計量儀表(biǎo),僅荷蘭在天然氣管線上就(jiù)采用了2600多台各種尺(chǐ)寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦(wō)輪(lún)流量計,它們(men)已成爲優(yōu)良的天然氣計量儀(yí)表。
      　　
      　　[編輯本段]3.5電(diàn)磁流量計
      　　
      　　電磁流量計是根據法拉(lā)弟電磁感應定律制成的一種測(cè)量導電性液體的(de)儀表。
      　　
      　　電磁流量(liàng)計有一系列優良特性(xìng),可以解決其它流量計不易應用的問(wèn)題,如(rú)髒污流、腐蝕流(liú)的測量。
      　　
      　　70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成爲(wèi)應用廣泛的一類(lèi)流量計,在流量儀表中其使(shǐ)用量百分數不斷上升。
      　　
      　　優(yōu)點:
      　　
      　　（1）測量通道是段光滑直管,不會阻(zǔ)塞,适用(yòng)于測量含(hán)固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污(wū)水等;
      　　
      　　（2）不産(chǎn)生流(liú)量檢測所造成的壓力損失(shī),節能效果好;
      　　
      　　（3）所測得體積流量實際上不(bú)受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率(lǜ)變化的明顯影響;
      　　
      　　（4）流量範圍大,口徑範圍寬;
      　　
      　　（5）可應用腐蝕性流體。
      　　
      　　缺點(diǎn):
      　　
      　　（1）不能測量電導率很低的液體,如(rú)石油制品;
      　　
      　　（2）不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
      　　
      　　（3）不能用于(yú)較高溫度。
      　　
      　　應用概況:
      　　
      　　電磁流量計應(yīng)用領域廣泛,大口徑儀表較多應用于給排水工程;中小(xiǎo)口(kǒu)徑常用(yòng)于高要求或(huò)難測場合,如鋼鐵工業高爐風口(kǒu)冷卻水控制,造紙(zhǐ)工業測量紙漿液(yè)和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業(yè)的礦漿;小口徑、微小口徑常(cháng)用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
      　　
      　　[編輯(jí)本段]3.6渦街(jiē)流量計
      　　
      　　渦街流量計(jì)是在流體中安放一根非流線型遊渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的(de)遊渦的儀表。
      　　
      　　渦街(jiē)流(liú)量計按頻率檢出方(fāng)式可分爲:應力式、應變式、電容式、熱(rè)敏式、振動體式、光電式及(jí)超聲式等。
      　　
      　　渦街流量計是屬于(yú)zui年輕的一類流(liú)量計,但其發展迅速,目前已成爲通(tōng)用的一類流量計(jì)。
      　　
      　　優點:
      　　
      　　（1）結構簡(jiǎn)單牢固;
      　　
      　　（2）适用流體種類多;
      　　
      　　（3）精度較(jiào)高;
      　　
      　　（4）範圍度寬;
      　　
      　　（5）壓損小。
      　　
      　　缺(quē)點(diǎn):
      　　
      　　（1）不适用于低雷諾數測量;
      　　
      　　（2）需較長直管段;
      　　
      　　（3）儀(yí)表系數較(jiào)低（與渦輪流量計相比）;
      　　
      　　（4）儀表在脈動流(liú)、多相流中尚缺乏應用經驗。
      　　
      　　[編輯(jí)本段(duàn)]3.7超聲(shēng)波流量(liàng)計
      　　
      　　超聲波流量(liàng)計是通過檢測流體流動對超聲束(shù)（或(huò)超聲脈沖(chòng)）的作用以測量流量的儀表。
      　　
      　　根據對信号檢測的原理超聲流(liú)量計可分爲傳播速度差法（直接時差(chà)法、時差法、相(xiàng)位差法和頻差(chà)法）、波束偏移法、多普勒(lè)法(fǎ)、互相關法、空間濾法及噪聲法等。
      　　
      　　超聲流量計和電(diàn)磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何(hé)阻礙件,均屬*流量計,是(shì)适于解決流量測量困(kùn)難問題的(de)一類流量(liàng)計,特别(bié)在大口(kǒu)徑流量測量方(fāng)面(miàn)有較突出的優點,近年來它(tā)是發展迅速的一類流量計之一。
      　　
      　　優點:
      　　
      　　（1）可做非接觸式測(cè)量;
      　　
      　　（2）爲無流動阻撓測量,無(wú)壓力損失;
      　　
      　　（3）可測量非(fēi)導電性液體,對無阻(zǔ)撓測量(liàng)的電磁流量計是(shì)一種補充。
      　　
      　　缺點(diǎn):
      　　
      　　（1）傳播時(shí)間法隻能用于清潔液體和氣體(tǐ);而多普勒法(fǎ)隻能用于測量含有一定量懸浮顆粒(lì)和氣泡的液體;
      　　
      　　（2）多普勒法測量精度(dù)不高。
      　　
      　　應用概況:
      　　
      　　（1）傳播(bō)時間法應用于清潔、單相液體和(hé)氣體。典型應用有(yǒu)工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
      　　
      　　（2）氣體應用方(fāng)面在高壓天然氣領域已有使(shǐ)用良好的經驗;
      　　
      　　（3）多普勒法适用(yòng)于異相含量不太高(gāo)的雙相流體,例(lì)如:未處理污水、工廠排放液、髒流程液;通常不(bú)适用于非常清潔的液體。
      　　
      　　[編輯本段]3.8科裏(lǐ)奧利質量流量計
      　　
      　　科裏奧利質量流量計（以下簡稱CMF）是利(lì)用流體在振動管中(zhōng)流動時,産生與(yǔ)質量流量成正比的科裏奧利(lì)力原理制成的一種直接式質量流量儀(yí)表。
      　　
      　　我國CMF的應用起(qǐ)步較晚,近年已有(yǒu)幾家制造廠（如太行儀表廠）自(zì)行開發供應市場;還有(yǒu)幾家制造廠組建合資企業或引用生産系列儀表。
      　　
      　　熱(rè)式(shì)氣體(tǐ)質量流量(liàng)計
      　　
      　　熱式流量計傳(chuán)感器包含兩個(gè)傳(chuán)感元件，一個速度傳感器和(hé)一個(gè)溫(wēn)度傳感器。它們自動地補償和校正氣體溫度變化。儀表的電加熱部分将速度傳感器加(jiā)熱到高于工況溫度的某一個定值(zhí)，使速度傳感器(qì)和測(cè)量工況溫(wēn)度的傳感器之間形(xíng)成恒定溫差。當保持(chí)溫差不變時，電(diàn)加(jiā)熱(rè)消耗的能量，也可以說熱消散值，與流過氣體的質(zhì)量流量成(chéng)正比。
      　　
      　　熱式氣體質量(liàng)流量(liàng)計即MassFlowMeter（縮寫爲MFM），它是氣體流量計量中(zhōng)新型(xíng)儀表，區别(bié)于其它(tā)氣體流量計不需要進行壓力和溫度修正，直接(jiē)測量氣體(tǐ)的質量流(liú)量，一支傳感器可以做到量程從(cóng)極低到高量程。它适合單一氣體和固(gù)定比例多組份氣體的測量。
      　　
      　　熱式氣(qì)體質量流量計是用于測量和控制氣體質量流(liú)量的新型儀表。可用于石油、化工、鋼鐵、冶金、電力、輕工、醫(yī)藥、環保等工業部門的空氣、烴類氣體、可燃性氣體、煙道(dào)氣體的監(jiān)測。
      　　
      　　特點
      　　
      　　可靠性高(gāo)重複性好(hǎo)測量精度高(gāo)壓損小
      　　
      　　無活動部(bù)件量程(chéng)比寬響(xiǎng)應速度快無須溫壓補償
      　　
      　　應用
      　　
      　　•工業管道中氣體質量流量測量•煙(yān)囪排出(chū)的煙氣流速測量
      　　
      　　•煅燒爐煙道氣流量測量•燃氣過程中空氣流量測量
      　　
      　　•壓縮空氣流量測(cè)量•半道體芯片制造過程中(zhōng)氣體流(liú)量測量
      　　
      　　•污水處(chù)理中氣體(tǐ)流量測量•加熱通風和空(kōng)調系統中的氣體流(liú)量測(cè)量
      　　
      　　•熔劑回收系統氣體流量測量•燃燒鍋爐中(zhōng)燃(rán)燒(shāo)氣體流量(liàng)測量(liàng)
      　　
      　　•天然氣、火(huǒ)炬氣、氫氣等氣體流量測(cè)量
      　　
      　　•啤(pí)酒生産過程中二氧化碳氣體(tǐ)流量測(cè)量
      　　
      　　•水泥、卷煙、玻璃廠生(shēng)産過程中(zhōng)氣(qì)體質量流(liú)量測量
      　　
      　　如：美國SIERRA
      　　
      　　中(zhōng)國DSN
      　　
      　　3.9明渠流量計
      　　
      　　與(yǔ)前(qián)述幾種不同,它是在非滿管(guǎn)狀(zhuàng)敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
      　　
      　　非滿管态流動的水路稱作明渠,測量明渠中(zhōng)水流(liú)流量的稱作明渠流量計（openchannelflowmeter）。
      　　
      　　明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種(zhǒng)形狀。
      　　
      　　明渠(qú)流量計應用場所有(yǒu)城市供水引水渠;火(huǒ)電廠引水和排水渠(qú)、污水治理流入和排放渠;工礦(kuàng)企業水排放以及水利工程和(hé)農業灌溉用渠道。有(yǒu)人估計(jì)1995台,約占流量儀表整體的1.6%,但是國内應用尚(shàng)無估計數據。
      　　
      　　4,新工作原理流量儀表的研究和開發
      　　
      　　4.1靜(jìng)電流量計
      　　
      　　（electrostaticflowmeter）
      　　
      　　日本東(dōng)京技術學院研制适用于石油輸送管線低導電液體流量測(cè)量的靜電流量計。
      　　
      　　靜(jìng)電流量計的金屬測量管絕緣地與管系連(lián)接,測量電容器上靜電荷便可知(zhī)道測量管内的電荷。他們(men)分别作了(le)内徑4~8mm銅、不鏽鋼等金屬(shǔ)和塑料測量管儀表的實流試驗(yàn),試驗表明流量與(yǔ)電荷之間接近于(yú)線性。
      　　
      　　4.2複合效應流量儀(yí)表
      　　
      　　（combinedeffectsmeter）
      　　
      　　該儀表的工作原理是基于流體的(de)動量和(hé)壓力作(zuò)用于儀表腔體産生的變(biàn)形,測量複合效應的變形求取(qǔ)流量。本儀表由(yóu)美國GMI工程和管理學院開發,已(yǐ)申請兩項。
      　　
      　　4.3轉速表式流量傳感器
      　　
      　　（tachmetricflowratesensor）
      　　
      　　它(tā)是由俄羅(luó)斯科學工程中心工業儀表公司開發，是(shì)基于懸浮效應理論(lùn)研制的。該儀表已在若幹現場成功的應用（例如在核電站安裝2000餘台測(cè)量熱水流量，連續使用8年）,且還在改進以擴大應用(yòng)領域(yù)。
      　　
      　　5,幾種流量儀表應用和發展動向
      　　
      　　5.1科裏奧利質量流(liú)量計（CMF）
      　　
      　　國外CMF已發展30餘系列，各系列開發在技術上着眼(yǎn)點在于:流量檢測(cè)測量管結構上設計創新;提高儀表(biǎo)零點穩定(dìng)性和度(dù)等性能(néng);增加測量管撓度,提高靈敏度;改善測量(liàng)管應(yīng)力分布,降(jiàng)低疲勞(láo)損壞(huài),加強抗振動(dòng)幹擾能力等。
      　　
      　　5.2電(diàn)磁(cí)流量計（EMF）
      　　
      　　EMF從50年代初(chū)進入工業應用以來,使用領域日益擴展,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額(é)中已占16%~20%。
      　　
      　　我國近年發展迅速,1994年銷售估計(jì)爲6500~7500台。國内已生産zui大(dà)口徑爲2~6m的ENF,并有實流(liú)校驗口徑3m的設(shè)備能力。
      　　
      　　5.3渦街流量計（USF）
      　　
      　　USF在60年(nián)代後期進入工業應用,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已占4%~6%。1992年世界範(fàn)圍估計銷(xiāo)售量爲3.54.8萬台,同期國内産品估計在8000~9000台。
      　　
      　　5.4威力巴流量計
      　　
      　　威立巴流量計(jì)計采用了*符合空氣動力學原理的(de)工程結構(gòu)設計，是一種在精度、功效及可靠方面(miàn)達到了無比程度的傳感元件。
      　　
      　　6,結論
      　　
      　　由上述可知,流量計發展(zhǎn)到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無(wú)一種對于任何場合都(dōu)适用的流量計。
      　　
      　　每種流量計都(dōu)有其适用範圍,也(yě)都有局限(xiàn)性。這就要(yào)求我們:
      　　
      　　（1）在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被(bèi)測對象兩方面的情況,并要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會準确;
      　　
      　　（2）努力研制新型儀表,使其在現有的基礎上更加完善。
      　　
      　　差壓式(shì)流量計
      　　
      　　差(chà)壓式流量計（以下簡稱DPF或流(liú)量計）是根據安(ān)裝于(yú)管道中流量檢測件(jiàn)産生的差壓、已知的流體條件和檢測件(jiàn)與(yǔ)管道的幾何尺寸(cùn)來測量流量(liàng)的儀表(biǎo)。DPF由一次裝置（檢測(cè)件）和二次裝置（差壓轉換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件的型式對DPF分類，如孔扳流(liú)量計、文丘裏管流(liú)量計及均速管流(liú)量計等。二次裝置爲各種機械、電子(zǐ)、機電一體式差壓計(jì)，差壓變送器和(hé)流量顯示(shì)及計算儀表(biǎo)，它已發展爲三化（系列化、通用化及标準化）程度很高的種類規格龐(páng)雜的一大類儀表。差壓計既可用于測量流量參數，也可測量其他參(cān)數（如壓力、物位、密度等）。
      　　
      　　DPF按其(qí)檢測件的作用原理可分(fèn)爲節流式、動壓頭(tóu)式、水力阻力(lì)式、離心式(shì)、動壓增益式和射流(liú)式等幾大(dà)類，其中以節流式和動(dòng)壓頭式(shì)應用。
      　　
      　　節流式DPF的檢測(cè)件按其标準化程度分爲标準型和非(fēi)标準型兩大類。所謂标準節流裝置是指按照标準文件設計、制造、安裝和使用，無須(xū)經實流校準即可确定其流量值并估算流量測量誤差，非(fēi)标準節流裝置是成熟(shú)程度較差(chà)，尚未列入标準文件(jiàn)中(zhōng)的檢測件。
      　　
      　　标準型節流式DPF的發展(zhǎn)經過漫長的過程(chéng)，早在20世紀20年代，美國和歐洲即開始進(jìn)行大規模(mó)的節流裝置試驗研究(jiū)。用得(dé)zui普遍(biàn)的節流裝置--孔闆(pǎn)和噴嘴(zuǐ)開始标準化。現在标準噴嘴的一種型式ISAl932噴(pēn)嘴，其幾何(hé)形狀就是(shì)30年代标準化的，而标準孔闆亦(yì)曾稱爲ISAl932孔闆。節流裝置結構形式的标準化(huà)有很深遠的意義(yì)，因爲隻有節流裝置(zhì)結構形式标準化了(le)，才有可能把上衆多研究(jiū)成果彙集到一起，它促進(jìn)檢測件的理論和實踐向深度(dù)和廣度拓展，這是其他流量計所不及的。1980年ISO（标準化組織）正式(shì)通過标準ISO5167，至此流量(liàng)測(cè)量節流(liú)裝置*個标準誕生了。ISO5167總結了幾十年來上對爲數有限的幾(jǐ)種節流裝置（孔闆、噴嘴和文丘裏管）的理論與試(shì)驗的研究成果，反映了此(cǐ)類檢測件的當代科學與生(shēng)産的技術水平。但是從(cóng)ISO5167正式頒布之日起，它就暴露出許多亟待解決的問題(tí)，這些問(wèn)題主要有以下幾個方面。
      　　
      　　1）ISO5167試驗數據的陳舊性ISO5167中采用的(de)數據大(dà)多是30年代的試驗結果，今(jīn)天無論節流裝置制造技術(shù)，流量(liàng)試驗設備及實驗技術(shù)都有巨(jù)大的進步，重新(xīn)進行系統地試驗以獲得更(gèng)高度及更可靠的數據是必要的。進入80年代美國(guó)和歐洲都進行大規模的(de)試驗，爲修訂ISO5167打下基礎。
      　　
      　　2）ISO5167中關于直管段長度規定的問題在ISO投(tóu)票通過ISO5167時，美國(guó)投了反對(duì)票，其主要(yào)原因是對直管段長度的規定(dìng)有不同意見，這個問題應是ISO5167修訂的主要問題之一。
      　　
      　　3）ISO5167中各項(xiàng)規定的科學性問題影響節流裝(zhuāng)置流出系數的因素特别多，主要有孔徑與管(guǎn)徑的比值β、取壓裝置、雷諾數、節流件安裝偏心(xīn)度、前後阻流件類型(xíng)及直管段長度、孔(kǒng)闆入口邊緣尖銳度、管壁粗糙(cāo)度、流體流動湍流度等，衆多因素影響(xiǎng)錯綜複(fú)雜，有的(de)參數難以直接測量(liàng)，因此标準中有些(xiē)規定并非科學地确定(dìng)，而是爲了取得一緻(zhì)，不(bú)得不人爲地确定。流量專家斯賓塞（E．A．Spencer）提出一系列應重新檢讨的(de)問題(tí)，如孔闆平(píng)直度、同心度、直角邊緣尖銳度、管道(dào)粗糙(cāo)度、上遊流速分布及流動調整(zhěng)器的作用等(děng)。
      　　
      　　4）關于(yú)節流式DPF測量度提高的問題鑒于節流式DPF在流量計中(zhōng)占有重要地位，提高(gāo)其測量(liàng)度意義重大。曆次學術會議認爲(wèi)必須使流量測(cè)量工作者、流體力學與計算機技術工作者緊密合作共同攻關才能解決此問題。
      　　
      　　20世紀80年代美國和歐洲開始進行(háng)大規模的孔闆(pǎn)流量計(jì)試驗研究，歐洲爲(wèi)歐共體實驗計劃（EECExperimentalProgram），美國爲API實驗計劃（APIExperimentalProgram）。試驗(yàn)的目的是(shì)用現代測試設備及試(shì)驗數據的統計(jì)處理(lǐ)技術進行(háng)新一輪的範圍廣泛(fàn)的試驗研究，爲修訂ISO5167打下技術基礎(chǔ)。1999年ISO發(fā)出ISO5167的修訂稿（ISO／CD5167-1-4），該文件爲(wèi)委員會草案，它在技術内容與編輯上都有很大改動，是一份全新的(de)标準。本來(lái)預定于1999年7月在美國丹佛舉行的ISO／TC30／SC2會(huì)議上審查通過爲DIS（标準草案），但是會議認爲尚有細節問(wèn)題應再商榷而未能(néng)通過。新的ISO5167标準何時正式頒布尚不得而知。ISO5167新标準在标準的兩個核心内容皆有(yǒu)實質性變化，一是孔(kǒng)闆的流出系數公式，用Reader-Harris/Gallagher計算式（R-G式）代替Stolz計算式，另一爲節流裝置上遊側直(zhí)管段長度的規定以及流動調整器的使用等。
      　　
      　　我們通常稱ISO5167（GB／T2624）中所列節流裝置爲标準節(jiē)流(liú)裝(zhuāng)置，其他的都稱爲非标準節流裝置，應該指出(chū)，非标準節流裝置(zhì)不僅是指那些節流裝置(zhì)結構與标難節流裝置相異的，如果标準節流裝置在偏離标準條件(jiàn)下(xià)工作(zuò)亦應稱爲非标準(zhǔn)節(jiē)流裝置，例如，标準孔闆(pǎn)在混相流或标準(zhǔn)文丘裏噴嘴在臨界流下工(gōng)作的都(dōu)是。
      　　
      　　目前非标準節流裝置(zhì)大緻有以(yǐ)下一些種類：
      　　
      　　1）低雷諾數用1／4圓孔闆，錐(zhuī)形入口孔(kǒng)闆，雙重孔(kǒng)闆，雙斜孔闆，半圓孔闆等；
      　　
      　　2）髒污介(jiè)質用圓缺孔闆，偏(piān)心孔闆，環狀孔闆，楔形孔闆，彎管節(jiē)流件等；
      　　
      　　3）低壓損用羅洛斯管，道爾管，道爾孔闆，雙重文(wén)丘(qiū)裏噴嘴，通用文(wén)丘裏管，Vasy管等；
      　　
      　　4）小管徑用整體（内藏）孔(kǒng)闆；
      　　
      　　5）端頭節流裝置端頭孔闆，端頭噴嘴(zuǐ)，Borda管等；
      　　
      　　6）寬範圍度節流裝置彈性加(jiā)載可變面積可變壓頭(tóu)流量計（線性(xìng)孔闆）；
      　　
      　　7）毛細管節(jiē)流件層流流量計；
      　　
      　　8）脈(mò)動流節流裝置；
      　　
      　　9）臨界流節流裝置音(yīn)速文丘裏噴嘴；
      　　
      　　10）混相流節(jiē)流裝置。
      　　
      　　節流式DPF現場應用的(de)不斷拓展必然提(tí)出發展非标準(zhǔn)節流裝置的要(yào)求，十(shí)餘年來ISO亦在不(bú)斷制訂有關非标準節流裝置的技術文件，在它們不能成爲正式标準之前作爲技術報告發表。可以預見(jiàn)，今後有(yǒu)可能若幹較(jiào)爲成熟的(de)非标準節流裝置會晉升(shēng)爲标準型的。
      　　
      　　20世(shì)紀90年代中後期世界範圍内各式DPF銷售量在流量儀(yí)表總(zǒng)量中台數占50％-60％（每年約百萬台），金額占(zhàn)30％左右。我國銷售台數約占流量儀表總量（不包括*表和家用水(shuǐ)表及玻璃管浮子流量計）的35％-42％（每年6萬-7萬台(tái)）。
      　　
      　　2工作(zuò)原理
      　　
      　　2.1基本(běn)原(yuán)理
      　　
      　　充滿管道的流體，當(dāng)它流經管道内的(de)節流件時，如圖4.1所示，流速将(jiāng)在節流(liú)件處形成局部收縮，因而流速增(zēng)加，靜壓力降低(dī)，于是在節流件前後便産生了壓差。流體流量愈大(dà)，産生的(de)壓差愈大，這樣可依據壓差來衡量流量的大小。這種(zhǒng)測量方法是以流動連續性方程（質量守恒定律）和伯努利方程（能量守(shǒu)恒定律）爲基礎的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關，例如當節流裝置形式或管道内流體的物理性質（密度、粘度）不(bú)同時，在同(tóng)樣大小的流量下産生的壓差也是不同的。
      　　
      　　圖4.1孔闆附(fù)近的流速和壓力分布
      　　
      　　2.2流量方程
      　　
      　　式中qm--質量流(liú)量，kg/s;
      　　
      　　qv--體積流量，m3/s;
      　　
      　　C--流出系數；
      　　
      　　ε--可膨脹性系數；
      　　
      　　β--直徑比，β=d/D;
      　　
      　　d--工作條(tiáo)件下節流件的孔徑，m；
      　　
      　　D--工作條件下上遊管道内徑，m；
      　　
      　　P--差壓，Pa；
      　　
      　　ρl--上遊流體密度，kg/m3。
      　　
      　　由(yóu)上式可見，流量爲C、ε、d、ρ、P、β（D）6個(gè)參數(shù)的函數，此(cǐ)6個參(cān)數可分爲實測量[d，ρ，P，β（D）]和統計量（C、ε）兩類。
      　　
      　　（1）實測量
      　　
      　　1）d、D式（4．1）中d與流量爲(wèi)平方關(guān)系，其度對流量總(zǒng)精度影(yǐng)響(xiǎng)較大，誤差值一般(bān)應控制在±0．05％左(zuǒ)右，還應計及工作溫度對材料熱膨脹的(de)影響。标準規定管道内徑D必須實測(cè)，需在上遊管段的幾個截面上進行多次測量求其平均值，誤差不應大于±0．3％。除對(duì)數值測量(liàng)精度要求較高外，還應考慮(lǜ)内徑偏差會對節流件上遊通(tōng)道造(zào)成不正常節流現象所帶來的嚴重影響。因此，當不是成(chéng)套供(gòng)應節流裝置時，在現場配管應充分(fèn)注意這個問題。
      　　
      　　2）ρρ在流(liú)量方程中與P是處于(yú)同等位置，亦就是說，當追求差壓變送器高精度等級時(shí)，絕不要忘(wàng)記ρ的測量精(jīng)度亦應與之相匹配。否則P的提高将會被ρ的降低所抵消。
      　　
      　　3）P差壓P的測量不應隻限于選用一台高(gāo)精度差壓變送器(qì)。實際上差壓變送器能否接受到真實的差壓值(zhí)還決定于一系列因素，其中正确的取壓孔及引壓管(guǎn)線的制造、安(ān)裝(zhuāng)及使用(yòng)是保(bǎo)證獲得真實(shí)差壓值的關(guān)鍵，這些影響因素很多(duō)是難以定量或定性确定的(de)，隻有加(jiā)強制造及安裝的規範(fàn)化工作才能達到目的。
      　　
      　　（2）統計量
      　　
      　　1）C統計量C是(shì)無法實測的量（指按标(biāo)準(zhǔn)設計制造安裝，不(bú)經校準使用(yòng)），在現場使用(yòng)時zui複雜的情況出現在實際的C值(zhí)與标準确定的C值不(bú)相符合。它(tā)們的偏離(lí)是由設計、制造、安裝及使用一系列因素(sù)造成的。應該明确，上述(shù)各環節全部嚴格遵循标準的規定，其實際值才會與标準确定的值(zhí)相符合，現場是難以*這種要求的。
      　　
      　　應(yīng)該指出，與标準條件的偏離，有的可定量估算（可進行修(xiū)正），有的隻能定性估計（不确定度的幅值與方向）。但是在現實中，有時不僅是一個(gè)條件偏離(lí)，這就帶來(lái)非常複雜的情況，因(yīn)爲一般(bān)資料中隻介(jiè)紹某一條件(jiàn)偏(piān)離引起的誤差。如果許多(duō)條件同時偏離，則缺(quē)少(shǎo)相關的資料可查。
      　　
      　　2）ε可膨脹性系數ε是對流體通過節流件時(shí)密度發生變化而引起的流出系數變化的修正，它的誤(wù)差由兩部分組(zǔ)成：其一(yī)爲常用流量下ε的誤差，即标(biāo)準确定值的誤差；其二爲由于流量變化ε值将随之波動帶來的誤差。一般在(zài)低靜壓高差壓情(qíng)況，ε值有不可(kě)忽略的誤差。當P／P≤0.04時，ε的誤差(chà)可忽略不計。
      　　
      　　3分(fèn)類
      　　
      　　差壓式流量計分類如表4.1所示。
      　　
      　　表4.1差壓式流量計分類表
      　　
      　　分類原(yuán)則分類類型
      　　
      　　按産(chǎn)生差壓的作用(yòng)原理分類1）節流式；2）動壓(yā)頭式；3）水力阻力(lì)式；4）離心式；5）動壓增益式；6）射流(liú)式
      　　
      　　按結構形式分(fèn)類1）标準孔闆；2）标準噴嘴；3）經(jīng)典文丘裏管；4）文丘裏噴(pēn)嘴；5）錐形入口孔闆；6）1/4圓孔(kǒng)闆；7）圓缺孔闆；8）偏心孔(kǒng)闆；9）楔形孔闆；10）整體（内(nèi)藏）孔闆；11）線性孔闆；12）環形孔闆；13）道爾管；14）羅洛斯管；15）彎管；16）可換孔闆節流裝置；17）臨界流節流裝置
      　　
      　　按(àn)用途分(fèn)類1）标準節流裝置；2）低雷諾數節流裝(zhuāng)置；3）髒污流節流裝置；4）低壓損(sǔn)節流裝置(zhì)；5）小管徑(jìng)節流裝置；6）寬範圍度節流裝置(zhì)；7）臨界流節流(liú)裝置；
      　　
      　　3.1按産生差壓的作用原理分類
      　　
      　　1）節流(liú)式依據流體通過節(jiē)流件使部分壓力能轉(zhuǎn)變爲動能以産生(shēng)差壓(yā)的原理工作，其檢測件稱
      　　
      　　之爲節流(liú)裝置，是DPF的(de)主(zhǔ)要品種。
      　　
      　　2）動壓頭式依據動壓轉變爲靜壓的原理(lǐ)工作，如均速管流量計。
      　　
      　　3）水力阻力式依據(jù)流體阻力(lì)産生(shēng)的壓差(chà)原理工作，檢測件(jiàn)爲毛細管束，又稱層流流量計，一
      　　
      　　般用于微小(xiǎo)流量測量。
      　　
      　　4）離心式依據彎曲管或環(huán)狀管産生離心力原(yuán)理形成的壓差工作，如彎管流量計，環形(xíng)管流量
      　　
      　　計(jì)等。
      　　
      　　5）動壓增益式依(yī)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，如射流式差壓流量計。
      　　
      　　3.2按結構形式分類(lèi)
      　　
      　　1）标準孔闆又稱同心直(zhí)角(jiǎo)邊緣孔闆，其軸向截面如圖4.2所示。孔闆是一塊加工成圓(yuán)形同心的(de)具有銳利直角(jiǎo)邊緣的薄闆。孔(kǒng)闆(pǎn)開孔的上遊側邊緣應是銳(ruì)利的(de)直角。标準孔闆有三種取壓方式：角接、法蘭及D-D/2取壓；如圖(tú)4.3所示。爲從兩個方向的任一個方向測量流(liú)量，可采用對稱孔闆，節流(liú)孔的兩個邊緣均符合(hé)直角邊緣孔闆上遊邊(biān)緣的特性，且孔闆全部厚度(dù)不(bú)超過節流孔的(de)厚度。
      　　
      　　圖4.2标準孔闆(pǎn)
      　　
      　　圖4.3孔(kǒng)闆的三種取壓方式
      　　
      　　2）标準噴嘴(zuǐ)有兩種結構形式：ISA1932噴嘴和長徑噴嘴。
      　　
      　　a.ISA1932噴(pēn)嘴（圖4.4）上遊面由垂直于軸的平面、廓形爲圓周的兩段弧線所确定的收縮段、圓筒形喉部(bù)和凹槽組成的噴嘴。ISA1932噴嘴的取壓方式僅角接取壓一種。
      　　
      　　圖4.4ISA1932噴嘴
      　　
      　　b.長徑噴嘴（圖4.5）上遊面由(yóu)垂直于軸的平面(miàn)、廓形爲1/4橢圓(yuán)的收(shōu)縮段、圓筒形喉部(bù)和可能有的凹槽或斜角(jiǎo)組成的噴嘴(zuǐ)。長徑噴嘴的取壓方式僅D-D/2取壓(yā)一種。
      　　
      　　3）經典文丘(qiū)裏管由入口圓筒段A、圓錐收縮段B、圓筒形喉部(bù)C和圓錐擴散段E組成(chéng)，如圖4.6所示(shì)。根據不同的加工方法，有以下(xià)結構形式：①具有粗鑄收縮段的(de)；②具有(yǒu)機械加工收縮段的；③具有(yǒu)鐵闆焊接收縮(suō)段的(de)。不同結構(gòu)形式的(de)L1、L2、R1、R2與D、d的關系如表4.2所示。
      　　
      　　4）文(wén)丘裏噴嘴由進口噴嘴、圓筒形喉部及擴散段組成，如圖4.7所示(shì)。
      　　
      　　5）錐形入口孔闆(pǎn)錐形入口孔闆(pǎn)與标準孔闆相似，相當于一塊倒裝的标準(zhǔn)孔闆，其結構如圖4.8所示，取壓(yā)方式爲角接取壓。表(biǎo)4.2L1、L2、R1、R2與D、d關系
      　　
      　　注粗鑄入口(kǒu)機械加工的入口粗焊的鐵闆入口
      　　
      　　1±0.25D（100mm＜D＜150mm）
      　　
      　　L1=0.5D±0.05DL1=0.5D±0.05D
      　　
      　　2L2=1D或0.25D+250mm兩個量中的小者L2≥D（入口直徑(jìng)）L2≥D（入口直徑）
      　　
      　　3R1=1.375D+20%R1＜0.25DR1=0,焊縫除外
      　　
      　　4R2=3.625d至3.8dR2＜0.25DR2=0,焊(hàn)縫除外
      　　
      　　圖(tú)4.6經典文丘裏管
      　　
      　　圖4.7文(wén)丘裏噴嘴
      　　
      　　圖4.8錐形入口孔闆
      　　
      　　1一環隙；2-夾持(chí)環；3一上遊端面(miàn)A；4-下遊(yóu)端面B；
      　　
      　　5-軸線(xiàn)；6-流向；7-取壓口；8-孔闆(pǎn)；
      　　
      　　X-帶(dài)環隙的夾持環；Y-單獨取壓口
      　　
      　　超聲波流量計的基本原理及類型
      　　
      　　超聲波(bō)在流動的流體中傳播時就載上流(liú)體流速的信息。因此通過接收(shōu)到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的(de)流速(sù)，從而(ér)換算(suàn)成流量。根據檢測的方式，可分爲(wèi)傳播速度差(chà)法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法(fǎ)及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量(liàng)計是近十幾(jǐ)年(nián)來随着集成電路技術迅(xùn)速發展才開始應用的一(yī)種(zhǒng)
      　　
      　　非(fēi)接觸式儀表，适于測量不易接觸和觀察的流(liú)體以及(jí)大管徑流量。它與(yǔ)水位(wèi)計聯動可進行敞(chǎng)開水流的流(liú)量測量。使用超聲波流量比不(bú)用在流體中安裝測量(liàng)元件(jiàn)故不會改變(biàn)流體的流(liú)動狀(zhuàng)态，不産生附加(jiā)阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生産管線運行因而是一種理想的節能型流量計。
      　　
      　　*，目前的工業流量測量普遍存在(zài)着大管徑、大流量測量困(kùn)難的(de)問題，這是因(yīn)爲一般流量計随着測量管(guǎn)徑的增大(dà)會帶來制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大(dà)、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可(kě)避免。因爲各類超聲波(bō)流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造(zào)價基本上與被測管(guǎn)道口徑大小無關，而其它類型的(de)流量計(jì)随着(zhe)口徑(jìng)增加，造價大幅度增加，故口徑越大(dà)超聲(shēng)波流量計比相同功能其(qí)它類型流量計的功能價格比(bǐ)越*。被認爲是較好的大管徑流量測量儀表(biǎo)，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用于下水道及排污水等髒污流的測量。在發電廠(chǎng)中，用便攜式超聲波流量(liàng)計測量水輪機(jī)進水(shuǐ)量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫(tuō)管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。管徑的适用範圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬(kuān)的河流都可适(shì)用。
      　　
      　　另外，超(chāo)聲測量儀(yí)表的流量測量(liàng)準确度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密(mì)度等(děng)參數的影響，又可制成非(fēi)接(jiē)觸及便攜式測量儀表，故可(kě)解決其它類型儀表所難以測量的(de)強腐蝕性(xìng)、非導電性、放射性及易燃(rán)易爆介質的流量測量問題。另(lìng)外，鑒(jiàn)于非接觸測量特點，再配以合(hé)理的電子線路，一台儀表可适應多種管徑測量和多種流(liú)量範圍(wéi)測(cè)量。超聲波流量計的适應能力也是其它儀(yí)表不可比拟的。超聲波流量計具有(yǒu)上述一些優點(diǎn)因此(cǐ)它越來越受到重視(shì)并且向産品系列化、通用化發展，現已制成不同(tóng)聲道的标準型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以适應(yīng)不同介質，不同場合和(hé)不同管道條件的流量測量。
      　　
      　　超聲波流量計目(mù)前所存在(zài)的缺點主要是可測流體(tǐ)的溫度範(fàn)圍受超聲波換(huàn)能鋁及換能器(qì)與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下(xià)被測流體傳聲速度的原始(shǐ)數據不全。目前我國隻能用于測量200℃以下的流(liú)體。另外，超聲(shēng)波流量計(jì)的測量線路比一般流量計複雜。這是因爲(wèi)，一般工業計量中(zhōng)液體的(de)流(liú)速常常是每秒幾米(mǐ)，而聲波在液體中(zhōng)的傳播速度約爲1500m／s左右(yòu)，被測流體流速（流量）變化帶給聲速(sù)的變化量zui大也是10－3數量級．若要求測(cè)量流速的準确度爲1％，則對聲速的測量準确度需爲10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有(yǒu)完善的測量線路才(cái)能實現，這也正(zhèng)是超聲波流量計隻有在(zài)集成電路技術迅速發展的前題下才能(néng)得(dé)到實際應用的原因。
      　　
      　　超聲波(bō)流量計由(yóu)超聲波換能器、電(diàn)子線路及流量顯示和累積(jī)系統三部分組成。超聲波發射換能器将電能轉換爲超聲波(bō)能量，并将其發射到被測(cè)流體中，接收器接收到的超聲(shēng)波信号，經電子線路放大并轉換爲代表(biǎo)流量的電信号供給(gěi)顯示和(hé)積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢(jiǎn)測和顯示。
      　　
      　　超(chāo)聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓(yā)電材料的壓電效應，采用适(shì)出的發(fā)射電路把電能加到發射換能器(qì)的(de)壓電元件上，使其産生超聲(shēng)波振勸。超聲波以某一角度射(shè)入流體中傳播，然後由接收換能器接收，并經壓電元件變爲電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而(ér)接收換能器則(zé)是利用壓電效應(yīng)。
      　　
      　　超聲波(bō)流量計換(huàn)能器的壓(yā)電元件常做成圓形薄片，沿厚(hòu)度振動。薄片(piàn)直徑超過厚度的(de)10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材(cái)料多采用锆钛酸鉛。爲固定壓電元件，使超聲波以(yǐ)合适的角度(dù)射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體（又稱探頭）。聲楔的材料不(bú)僅要求強度高(gāo)、耐老化，而且要(yào)求超聲波經聲楔後能量損失(shī)小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是(shì)有機玻璃，因爲它透明，可以觀察到(dào)聲楔中壓電元件的(de)組裝情況。另外(wài)，某些橡膠(jiāo)、塑料及膠木也(yě)可作聲楔材料。
      　　
      　　超聲波流量計的電子線路包(bāo)括發射、接收、信号處理和顯示(shì)電路。測得的瞬時流量(liàng)和累積(jī)流量值用數(shù)字量或模拟量顯示。
      　　
      　　根據對信号(hào)檢(jiǎn)測的原理，目前超聲波流量計(jì)大緻可分傳播速度差法（包括：直接時(shí)差法(fǎ)、時差法、相位差法、頻(pín)差(chà)法）波束偏移法、多普勒法、相關法、空間(jiān)濾波(bō)法及噪聲(shēng)法等類型，如圖所(suǒ)示。其中(zhōng)以噪聲法原理及結(jié)構zui簡單，便于測量和攜帶，價格便(biàn)宜但準确度較低，适于在流量測量準确度要求不高的場(chǎng)合使用(yòng)。由于直(zhí)接時差法、時差(chà)法、頻差(chà)法和相位(wèi)差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和(hé)逆流傳報時速(sù)度(dù)之差來反映(yìng)流體(tǐ)的流速的，故又統稱爲傳播速度差(chà)法。其中頻差法和時差法克服了聲速随流體溫度變化帶來(lái)的誤差，準(zhǔn)确度較高，所以被(bèi)廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分爲：Z法（透過法）、V法（反射法）、X法（交(jiāo)叉法）等(děng)。波束偏移法是利用超聲波束在流體(tǐ)中的傳播方向随流體流(liú)速變化而産生偏移來反映(yìng)流體流(liú)速的，低流速時，靈敏度很低适用性(xìng)不大．多普勒法是利用聲(shēng)學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲(shēng)波多普
      　　
      　　勒頻移來确定流體流量的，适用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相(xiàng)關法是利用相關技術測量流量，原理上(shàng)，此法的測量準确度與(yǔ)流體中的聲速無(wú)關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量準确度高，适用範圍廣。但相關(guān)器價格貴，線路比較複雜。在微處理機普及應用後(hòu)，這個缺點可以克(kè)服。噪聲法（聽音法）是(shì)利用管道内流體流(liú)動時産(chǎn)生的(de)噪聲與(yǔ)流體的流(liú)速有關的原理，通過(guò)檢測噪聲表示流速或(huò)流量值(zhí)。其方法簡單，設備價(jià)格便(biàn)宜，但準确度低。
      　　
      　　以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流(liú)速分布情況、管(guǎn)路安裝地點以(yǐ)及對(duì)測量準确度的要求等因(yīn)素進行(háng)選擇。一般說來由于工業生(shēng)産(chǎn)中工質的溫度常不能(néng)保(bǎo)持恒定，故多采用頻差法及時差法。隻有在管徑很大(dà)時才采用(yòng)直接時差法。對換能(néng)器安(ān)裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管(guǎn)軸平行流動時，選用Z法；當流動(dòng)方向與管鈾(yóu)不平行或管路安裝地點使換能器安(ān)裝間隔受到限制時，采用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較(jiào)短時，也可采用多(duō)聲道（例如雙聲(shēng)道或四聲道）來克(kè)服(fú)流速擾動帶來的流量測量誤差(chà)。多(duō)普勒法适于測量(liàng)兩相流，可避免常(cháng)規儀表由(yóu)懸浮粒或氣泡(pào)造成的堵(dǔ)塞、磨損、附着而不能運行的弊(bì)病，因而得以迅速發展。随着(zhe)工業的發展及節能工作的開展，煤油混合（COM）、煤水泥合（CWM）燃料的輸送和應用以及燃料(liào)油加水助燃(rán)等節能方法的發展，都(dōu)爲多普勒超聲波流量(liàng)計應用開辟(pì)廣闊前景。
      　　
      　　流量計的種類很多，一般(bān)市場(chǎng)上(shàng)用得比較廣泛的有：電磁流量計(jì)、渦街流量計、渦(wō)輪流量計(jì)、孔闆流量計、V錐流量計(jì)、金屬轉子流量計(jì)、玻璃轉子流量計、旋(xuán)進旋渦流量計(jì)、橢(tuǒ)圓齒輪流量(liàng)計、均速管流量計、超(chāo)聲波流量計等。它們的安裝條件對直管段的要(yào)求V錐流量計是zui低，而電磁、渦街、孔闆等對直管段要求就較高，一般是前5D後3D,對于流量(liàng)計前端有彎頭、閥門電磁流(liú)量(liàng)計等的直管段(duàn)要求就(jiù)更高，zui高要求直管段是前50D後5D,因此在選購(gòu)流量計時一定要考慮(lǜ)流量計現場安裝的環境、位置等因(yīn)素，從而選擇更加适合現場工礦的(de)流量計。
      　　
      　　現在流量計所需要的參數：
      　　
      　　1、被測量的介質
      　　
      　　2、被測量介質的溫度
      　　
      　　3、被測量介質的壓力
      　　
      　　4、被測量介質的流量
      　　
      　　5、要求的測量精度
      　　
      　　6、現場工(gōng)礦情(qíng)況

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