第一篇：各流量計工作原理、優缺點分析
V錐型流量計： 工作原理
V型錐流量計屬高精度、高穩定性的新型差壓式流量儀表。和其他差壓式儀表一樣，也是基于流動連續性原理和伯努利方程來計算流體工況流量的。我們知道在同一密閉管道內，當壓力降低時，速度會增加，當介質接近錐體時，其壓力為P+，在介質通過錐體的節流區時，速度會增加，壓力會降低為P-，如圖一所示，P+和P-都通過V型錐形流量計的取壓口引到差壓變送器上，流速發生變化時，差壓值會隨之增大或減小。也就是說對于穩定流體，流量的大小與差壓平方根成正比。當流速相同時，錐體節流面積越大，則產生的差壓值也越大。
測量介質
V型錐流量計主要用于煤氣（焦爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣），天然氣（包括含濕量5%以上的天然氣），各種碳氫化合物氣體，包括含濕的HC氣體，各種稀有氣體，如氫、氦、氬、氧、氮等，濕的氯化物氣體，空氣，包括含水，含其它塵埃的空氣，煙道氣；飽和蒸氣，過熱蒸汽；油類，包括原油（在一定的粘度下）、燃料油、含水乳化油等，水，包括凈水、污水，各種水溶液，包括鹽、堿水溶液，含蠟、含有水，含油、含沙的水。
優點
1．安裝直管段要求低
伯努力方程要求受測流體為理想流體，在實際應用中這是根本不可能的，很多情況會造成流體分布不均勻，如彎頭，閥門，縮徑，擴徑，泵，三通等等，對其它儀表而言，這是一個很難解決的問題。V錐流量計可在極為惡劣的情況下均勻流體分布，如在緊鄰儀表上游有單彎管，雙彎管，經過錐體“整流”后的流體分布比較均勻可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度，由于V型流量計可均勻流體分布曲線，因此同其它類型的差壓流量計相比，對上下游直管段的要求小，建議安裝時在上游留0-3D的直管段，在下游留0-1D的直段管。當用戶的管道尺寸大，管道價格高或直管段不夠的情況下，V錐型流量計將是最佳選擇。在過去十年內，對V型流量計的上游有一個90℃的單彎管或兩個不在一個平面上的雙彎管的情況進行了測試，測試結果表明，V錐型流量計可在緊鄰它的地方裝有一個彎管或不在同一個平面上的雙彎管而不會對測量精度有影響。這對那些大口徑，費用昂貴的管路用戶，或較短運行管路的用戶帶來好處。
2、量程比很寬
可以測量較低雷諾數范圍（Re≥8000）的流量（小流量）。
典型量程比是10∶1，選擇合適的參數，可以做到50∶1。由于V錐體懸掛在管道的中央，直接與高流速區域產生相互作用，迫使高流速區域與靠近管壁的低流速混合；當流量減小時，V錐繼續與管道內的最大流速產生相互作用，在其它差壓儀表可能檢測不出差壓信號時，V錐傳感器仍然能夠產生差壓信號低到8000。這是V錐流量計在檢測小流量時的一個最大優點。
3、高精度
V錐傳感器的一次元件精度為±0.5%。系統精度取決于V錐傳感器的精度等級和差壓變送器、二次儀表的精度等級等。
4、重復性好
V錐傳感器的重復性優于0.1%
5、V錐傳感器耐磨損，傳感器長期穩定性能好
由于V錐體的外形是收縮流體，在錐體表面產生真空效應，不會對突變表面產生撞擊，沿錐體表面形成分界層，引導流體離開β邊。這意味著β邊不會遭到臟污流體的磨損，因此β系數保持不變，V錐傳感器具有長期穩定性能好的特點。
6、信號穩定性好
差壓檢測一般都有“信號波動”，即使在流量穩定情況下，一次元件產生的信號也會由于干擾而有一定的波動。對于V錐傳感器，流體通過V錐，在V錐體后面形成短的渦流，產生低振幅，高頻率信號，轉換成穩定的V錐信號。其信號波動是孔板的1/10。
7、永久壓力損失小
因為流體對突變V錐的平滑表面沒有撞擊，因此V錐傳感器的永久壓損比孔板低。同樣，由于V錐信號的穩定性，同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。同樣的β值，其壓損是孔板的1/3～1/5。
8、V錐體β系數計算范圍寬
由于V錐傳感器的V錐獨特的幾何形狀，使得它的β系數范圍寬，標準的β系數范圍：0.45, 0.55, 0.65, 0.75,0.85。
9、V錐傳感器不堵塞，不粘附，無滯留死區，適用于臟污介質的流量測量
由于V錐傳感器具有自清潔的功能，不會在管內有流體中的顆粒、殘渣、凝結物沉積的滯留區域，適用于臟污流體的流量測量，比如：焦爐媒氣、高爐媒氣、原料油、渣油等。
10、可以測量高溫高壓的介質
工作溫度最高850℃，最大壓力40MPa。
11、規格齊全，安裝方式靈活
可選擇法蘭式、對夾式、直接焊接式等。管徑從15mm～2000mm。缺點
當然，作為差壓流量計的一種，它由于成本關系而并不能完全取代孔板、文丘里等傳統差壓流量計的位置。相比渦街流量計、電磁流量計等，它又有安裝導壓管等劣勢。電磁流量計
工作原理
電磁流量計是一種應用法拉第電磁感應定律的流量計，其傳感器主要由內襯絕緣材料的測量管，穿通測量管壁安裝的一對電極和用以產生工作磁場的一對線圈及鐵芯組成。當導電流體流經傳感器測量管時，在電極上將感應與流體平均流速成正比的電壓信號。該信號經轉換器放大處理，直接顯示流量及總量并可輸出模擬、數字信號。測量介質
測量各種酸、堿、鹽等腐蝕液體；各種易燃，易爆介質；各種工業污水，紙漿，泥漿等。電磁流量計不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體.不能用來測量電導率很低的液體介質,不能測量高溫高壓流體。
優點
1、電磁流量計可用來測量工業導電液體或漿液。
2、無壓力損失。
3、測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5ｍｍ到2.6ｍ。
4、電磁流量計測量被測流體工作狀態下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。
5、無節流部件，因此壓力損失小，減少能耗，只與被測流體的平均速度有關，測量范圍寬；只需經水標定后即可測量其他介質，無須修正，最適合作為結算用計量設備使用。由于技術及工藝材料的不斷改進，穩定性、線性度、精度和壽命的不斷提高和管徑的不斷擴大，對于固液兩相的介質的測量采用了可更換電極以及刮刀電極的方式，解決了高壓（32MPA）、耐腐蝕（防強酸、堿襯里）介質的測量問題，以及口徑的不斷擴大（最大作到 3200MM 口徑），壽命的不斷增長（一般大于 10 年），電磁流量計得到越來越廣泛的應用，其成本也得到了降低，但整體價格特別是大管徑的價格仍較高，因此在流量儀表的采購中有重要的地位。
缺點
1、電磁流量計的應用有一定局限性，它只能測量導電介質的液體流量，不能測量非導電介質的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。
2、電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求，對于液態介質，應測量質量流量，測量介質流量應涉及到流體的密度，不同流體介質具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態下的體積流量是不合適的。
3、電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜，且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時，從安裝地點的選擇到具體的安裝調試，必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動，不能有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會造成較大的測量誤差。
4、電磁流量計用來測量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來測量誤差，電極上污垢物達到一定厚度，可能導致儀表無法測量。
5、供水管道結垢或磨損改變內徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測量誤差。如100ｍｍ口徑儀表內徑變化1ｍｍ會帶來約2％附加誤差。
6、變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號，除流量信號外，還夾雜一些與流量無關的信號，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量，必須消除各種干擾信號，有效放大流量信號。應該提高流量轉換器的性能，最好采用微處理機型的轉換器，用它來控制勵磁電壓，按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結構復雜，成本較高。
7、價格較高。
渦街流量計 工作原理
渦街流量計的原理是在流量計管道中，設置一阻流件，當流體流經阻流件時，由于阻流件表面的阻流作用等原因，在其下游會產生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在阻流件的側后方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉方向是相反的，卡門從理論上證明了當h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩定的，在此情況下，產生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ呈線性關系。測量介質
渦街流量計,主要用于工業管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。優點
1、渦街流量計無可動部件，測量元件結構簡單，性能可靠，使用壽命長。
2、渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1：10。
3、渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。
4、它造成的壓力損失小。
5、準確度較高，重復性為0.5％，且維護量小。缺點
1、渦街流量計工作狀態下的體積流量不受被測流體溫度、壓力、密度等熱工參數的影響，但液體或蒸汽的最終測量結果應是質量流量，對于氣體，最終測量結果應是標準體積流量。質量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算，必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。
2、造成流量測量誤差的因素主要有：管道流速不均造成的測量誤差；不能準確確定流體工況變化時的介質密度；將濕飽和蒸汽假設成干飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除，渦街流量計的總測量誤差會很大。
3、抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產生測量誤差，甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發生體的懸臂產生附加振動，使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
4、對測量臟污介質適應性差。渦街流量計的發生體極易被介質臟污或被污物纏繞，改變幾何體尺寸，對測量精度造成極大影響。
5、直管段要求高。專家指出，渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D，才能滿足測量要求。
6、耐溫性能差。渦街流量計一般只能測量300℃以下介質的流體流量。
第二篇：各種流量計優缺點
各種流量計優缺點
來源：本站 作者：admin 日期：2011-5-2 21:54:35 瀏覽次數：2458 按照目前最流行、最廣泛的分類法,即分為: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來分別闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發展情況
1.1 渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
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、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬于最精確的流量計;
(2)重復性好;
(3)無零點擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.2 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,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游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用于低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.3電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成為應用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數不斷上升。
優點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
(2)不產生流量檢測所造
成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量范圍大,口徑范圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體,如石油制品;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
(3)不能用于較高溫度。
應用概況:
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀表較多應用于給排水工程;中小口徑常用于高要求或難測場合,如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制,造紙工業測量紙漿液和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業的礦漿;小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
1.4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最廣泛的流量計,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,但目前仍是最重要的一類流量計。
優點:
(1)應用最多的孔板式流量, 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。1.5 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最寬廣的一類流量計,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%。我國產量1990年估計在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。1.6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最高的一類。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最大的流量計,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%。1.7 超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
(2)多普勒法測量精度不高。
應用概況:
(1)傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。1.8 科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。
我國CMF的應用起步較晚,近年已有幾家制造廠(如太行儀表廠)自行開發供應市場;還有幾家制造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。1.9明渠流量計
與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
非滿管態流動的水路稱作明渠,測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。
明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。有人估計1995臺,約占流量儀表整體的1.6%,但是國內應用尚無估計數據。
按照目前最流行、最廣泛的分類法,即分為: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來分別闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發展情況
1.1 渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
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、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬于最精確的流量計;(2)重復性好;
(3)無零點擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.2 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,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游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用于低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.3電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年
(2)重復性好;
(3)無零點擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.2 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,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游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用于低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.3電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成為應用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數不斷上升。
優點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用于測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
(2)不產生流量檢測所造成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量范圍大,口徑范圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體,如石油制品;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
(3)不能用于較高溫度。
應用概況:
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀表較多應用于給排水工程;中小口徑常用于高要求或難測場合,如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制,造紙工業測量紙漿液和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業的礦漿;小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
1.4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最廣泛的流量計,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,但目前仍是最重要的一類流量計。優點:
(1)應用最多的孔板式流量, 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。1.5 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最寬廣的一類流量計,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%。我國產量1990年估計在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。1.6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最高的一類。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最大的流量計,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%。1.7 超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
(2)多普勒法測量精度不高。
應用概況:
(1)傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。1.8 科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。
我國CMF的應用起步較晚,近年已有幾家制造廠(如太行儀表廠)自行開發供應市場;還有幾家制造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。1.9明渠流量計
與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
非滿管態流動的水路稱作明渠,測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。
明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。有人估計1995臺,約占流量儀表整體的1.6%,但是國內應用尚無估計數據。
第三篇：流量計的選型與優缺點分析
流量計的選型與優缺點分析
流量計是少數幾種使用比制造艱難的儀表之一。這是因為流量是一個動態量，處于運動狀態的液體內部不僅存在著粘性摩擦作用，還會產生不穩定的旋渦和二次流等復雜流動現象。測量儀表本身受到眾多因素，如：管道、口徑大小、形狀（圓形、矩形）、邊界條件、介質的物性（溫度、壓力、密度、粘度、臟污性、腐蝕性等）、流體的流動狀態（紊流狀態、速度分布等）以及安裝條件與水平的影響。
面對國內外十幾類、上百個品種的流量儀表（先后發展起來的容積式、差壓式、渦輪式、面積式、電磁式、超聲波式和熱式流量計等類型），如何根據流量、流態、安裝要求與環境條件、經濟性等因素合理選型，是應用好流量儀表的前提和基礎。除了儀表自身質量要得到保證，工藝數據的提供和儀表的安裝、使用、維護是否合理也相當重要。
沒有一種流量計是完美的，對任何流體、工況都完全適應的，每種流量計都有自己的特點，有著其適應的條件，因此在對各種測量方法和儀表特性作比較全面了解的前提下，選擇出最適合、最穩定可靠的最佳形式。本文介紹了幾種流量計的特點和適用環境。
1、電磁流量計
電磁流量計自20世紀50年代末國內首次工業應用以來，七八十年代在流量測量中運用和發展很快。電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律，即被測介質垂直于磁力線方向流動，因而在與介質流動和磁力線都垂直的方向上產生一感應電動勢EX，當磁場強度B與兩極間距離d一定時，則感應電動勢EX與被測介質流量（流速）成正比。電磁流量計不受溫度、壓力、粘度、重度等外界因素的影響，測量管內部無收縮或凸出部分的壓力損失，另外，流量元件檢測出的最初信號，是一個與流體平均流速成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質無關，具有很大的優越性。根據污水具有流量變化大、含雜質、腐蝕性小、有一定的導電能力等特性，測量污水的流量，電磁流量計是一個很好的選擇。它結構緊湊、體積小，安裝、操作、維護方便，如測量系統采用智能化設計，整體密封加強，能在較惡劣的環境下正常工作。選型時要注意以下幾點：
① 被測量液體必須是導電的液體或漿液；
② 口徑與量程，最好是正常量程超過滿量程的一半（一般為正常流量的4～8倍），流速在2-4m/s之間； ③ 使用壓力必須小于流量計耐壓；
④ 不同溫度及腐蝕性介質選用不同內襯材料和電極材料。
優點：無節流部件，因此壓力損失小。不受流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響；只與被測流體的平均速度有關，測量范圍寬；只需經水標定后即可測量其他介質，無須修正，最適合作為結算用計量設備使用。由于技術及工藝材料的不斷改進，穩定性、線性度、精度和壽命的不斷提高和管徑的不斷擴大，對于固液兩相的介質的測量采用了可更換電極以及刮刀電極的方式，解決了高壓（32MPa）、耐腐蝕（防強酸、堿襯里）介質的測量問題，以及口徑的不斷擴大（最大作到3200mm口徑），壽命的不斷增長（一般大于10年），電磁流量計得到越來越廣泛的應用，其成本也得到了降低，但整體價格特別是大管徑的價格仍較高，因此在流量儀表的采購中有重要的地位。缺點：電磁流量計不能用于測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體，不能用來測量電解率很低的液體介質，不能測量高溫高壓流體；電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜，且要求更嚴格；用來測量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來測量誤差，電極上污垢物達到一定厚度，可能導致儀表無法測量。
2、超聲波流量計
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。在封閉管道用超聲波流量計按測量原理分類有：時間傳播法、多普勒效應法、波束偏移法、相關法、噪聲法。
對管道流量進行測試時，為提高水流量測量精度，選擇測量點時要求選擇流體流場均勻的部分，一般應遵循下列原則：
① 被測管道內流體必須是滿管。
② 選擇被測管道的材質應均勻質密，易于超聲波傳播，如垂直管段(流體由下向上）或水平管段（整個管路中最低處為好）。
③ 安裝距離應選擇上游大于10倍直管徑，下游大于5倍直管徑(注：不同儀器要求的距離會有所不同,具體距離以使用的儀器說明書為準)以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段，測量點應充分遠離閥門、泵、高壓電、變頻器等干擾源。
④ 充分考慮管內結垢狀況，盡量選擇無結垢的管段進行測量。
優點：是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量，它不會改變流體的流動狀態，不會產生壓力損失，且便于安裝；可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量；超聲波流量計的測量范圍大，管徑范圍從20mm～５m，不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響；可以做成捆綁式、管道式和便攜式兩種形式。
缺點：溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體；抗干擾能力差；易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度；直管段要求嚴格，為前20D，后5D否則離散性差，測量精度低；測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示；可靠性、精度等級不高（一般為1.5～2.5級左右），重復性差。
3、渦街流量計
渦街流量計作為一種新型流量計，80年代中期以來發展較快，它在流量測量方面有著諸多的優點和長處，在現代流量測量中應用越來越廣泛。在國內使用渦街流量計進行流量測量也愈來愈得到重視，目前我國已有性能優良并有自主知識產權的產品系列。渦街流量計是基于流體振動發展起來的，根據旋渦的不同，檢測方式從熱絲式、熱敏式逐漸發展了應力式、磁敏式及差動開關電容式、超聲波式等。
渦街流量計的原理是在流量計管道中，設置一阻流件，當流體流經阻流件時，由于阻流件表面的阻流作用等原因，在其下游會產生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在阻流件的側后方分開，形成所謂的卡門旋渦列，兩列旋渦的旋轉方向是相反的，當旋渦列是穩定時，產生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ呈線性關系。
優點：幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合，不僅可用于封閉的管道，還可用于開放的溝槽。與渦輪流量計相比，渦街流量計沒有可動的機械部件，維護工作量小，儀表常數穩定；與孔板式流量計相比，渦街流量計測量范圍大，壓力損失小，準確度高，安裝與維護簡單。
缺點：
（1）渦街流量計的測量范圍較大，一般10：1，但測量下限受許多因素限制：Re＞10000是渦街流量計工作的最基本條件，除此以外，它還受旋渦能量的限制，介質流速較低，則旋渦的強度、旋轉速度也低，難以引起傳感元件產生響應信號，旋渦頻率f也小，還會使信號處理發生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應（如磁敏式一般不超過400Hz）和電路的頻率限制，因此設計時一定要對流速范圍進行計算、核算，根據流體的流速進行選擇。使用現場環境條件復雜，選型時除注意環境溫度、濕度、氣氛等條件外，還要考慮電磁干擾。在強干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場合，磁敏式、壓電應力式等儀表不能正常工作或不能準確測量。
（2）振動也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時注意避免機械振動，尤其是管道的橫向振動（垂直于管道軸線又垂直旋渦發生體軸線的振動），這種影響在流量計結構設計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感，故直管段長度不能保證穩定渦街所必要的流動條件時，是不宜直接選用的（要加裝整流器）。即使是抗振性較強的電容式、超聲波式，保證流體為充分發展的單向流，也是不可忽略的。
（3）介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響。如壓電應力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態下，因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出信號也變小，導致測量特性惡化，對此宜選用磁敏式或電容式結構。在測量系統中，傳感器與轉換器宜采用分離安裝方式，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。
渦街流量計如果選擇不當，性能也不能很好發揮。只有經過合理選型、正確安裝后，還需要在使用過程中認真定期維護，不斷積累經驗，提高對系統故障的預見性以及判斷、處理問題的能力，從而達到令人滿意的效果。
4、節流式流量計
節流式流量計是一種使用歷史悠久，實驗數據較完善的測量裝置。它是以測量流體流經節流裝置所產生的靜壓差來顯示流量大小的一種流量計。最基本的配置是由節流裝置、差壓信號管路和差壓變送器組成。工業上最常用的是節流裝置是已經標準化了的“標準節流裝置”。如，標準孔板、噴嘴、文丘利噴嘴、文丘利管。現在節流裝置特別是噴嘴流量測量朝一體化方向，將高精度的差壓變送器和溫度補償與噴嘴做成一體化，大大提高了精度。
采用皮托管技術可對節流裝置進行在線標定。現今在工業測量中也采用一些非標準節流裝置，如雙重孔板，圓缺孔板，環形孔板等，這些儀表一般需要實流標定。標準節流裝置結構比較簡單，但由于它尺寸公差、形狀和位置公差的要求比較高，加工的技術難度較高。以標準孔板為例，它屬于超薄板狀零件，加工易產生變形，較大的孔板在使用過程中也易產生變形而影響精度。節流裝置的取壓孔一般不會開得太大，在使用過程中也會產生變形而影響測量精度。標準孔板由于在使用過程中經過流體對它的摩擦，也會使其與測量有關的結構要素（如銳角）產生磨損而降低測量精度。
盡管差壓流量計發展較早，但隨著其他各種形式的流量儀表的不斷完善和開發，隨著工業發展對流量計量要求的不斷提高，差壓流量計在工業測量中的地位已逐步地被先進的、高精度的、便利的流量儀表所取代。
5、渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而推導出流量或總量的儀表。渦輪流量計首先將流速轉換為渦輪的轉速，再將轉速轉換成與流量成正比的電信號。一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。它在一些測量對象上得到了廣泛的應用，例如：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點：渦街流量計精度高，重復性高，無零點漂移，抗干擾能力強，量程范圍寬，結構緊湊。壓力損失小，葉輪能具有防腐功能；容易維修，有自整流的結構，小型輕巧，結構簡單，可在短時間內將其組合拆開。現階段生產的渦輪流量計還采用全硬質合金(碳化鎢)屏蔽式懸臂梁結構軸承，集轉動軸承與壓力軸承于一體，大大提高了軸承壽命，并可在有少量泥沙與污物的介質中工作。而且具有非線性精度補償功能的智能流量顯示器，修正公式精度優于±0.02%。
缺點：不適合長期使用，它不能長期保持校準狀態，流體物性對流量特性有較大影響。；要求上游管道長度應有不小于2D的等徑直管段；不適合臟污介質。
除了以上幾個類型的流量計外，還有浮子流量計、科氏力質量流量計、熱式（氣體）質量流量計、容積式流量計等。
綜上所述，流量計選型是指按照生產要求，從儀表產品供應的實際情況出發，綜合地考慮測量的安全、準確和經濟性，并根據被測流體的性質及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規格。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節能性。為此，不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據被測介質的特點選擇合理的測量方式。為保證流量計使用壽命及準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區要選擇濕熱式儀表。正確地選擇儀表的規格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。
總之，沒有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應的．不同的測量方式和結構，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件。每種型式都有它特有的優缺點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產要求的，既安生可靠又經濟耐用的最佳型式。
第四篇：電磁流量計的工作原理
電磁流量計的工作原理
電磁流量計是在各類工業生產和電流流量測量等方面具有很強實用性的重要儀器。他的工作原理主要是依據法拉第的電磁感應原理，主要針對于管內導電介質的體積和流量進行測量，從而可以比較順利把握使用的精度和準確的流量測量值。
電磁流量計一般是使用交流磁場進行測量，可以保證測量的高效和便捷，受外部因素的影響也會比較小，保證測量數據的準確性等。
另外，的測量導管和電極都使用特殊的材料制成以保證使用的磁場維持穩定，不受到外部因素的干擾，最大程度的維護和形成測量數據的穩定性能，把導電流量進行準確的測量。
正是由于電磁流量計的特殊結構才使得它不但簡潔而且測量的數據非常的準確、有效，在很多的工業生產和電力測量部門被廣泛的使用。
第五篇：介紹GILFLO流量計工作原理
介紹GILFLO流量計工作原理，特點、功能，實際應用情況。
傳統的孔板流量計最大的不足是在被測流量相對于滿量程流量較小時，差壓信號很小，這一缺點大大影響其范圍度和測量精確度。人們針對其不足，在傳統的孔板式差壓流量計基礎上，開發了可變面積可變壓頭孔板流量計。因為其輸出的差壓信號與被測流量之間有線性關系，所以也稱線性孔板差壓流量計。
線性孔板最早由英國斯派莎克（SpiraxSarco）公司開發并命名為GILFLO，1993年進入中國市場后，由于其突出的優點，使得其在測量范圍度要求大，測量精確度要求高，振動較明顯等場合很受青睞。
GILFLO流量計工作原理
GILFLO又稱彈性加載可變面積可變壓頭孔板，其環隙面積隨流量大小而自動變化，曲面圓錐形塞子在差壓彈簧力的作用下來回移動，環隙變化使輸出信號（差壓）與流量成線性關系，并大大地擴大范圍度，其結構如圖1所示。
在孔板流量計中，當流體流過開孔面積為A的孔板時，流量q與孔板前后產生的差壓之間有如下關系：
式中：
q——流量； K1——常數； A——孔板開孔面積；
Δp——差壓。
在圖1中所示的Gilflo線形孔板中，于孔板處插入一個紡錘形活塞，由差壓引起的活塞—彈簧組件的壓縮量（活塞的移動距離）為Χ，則式（2）成立：
式中：K2——彈簧系數。
當活塞向前移動時，流通面積受活塞形狀的影響而發生變化，其關系為：
式中：
K3——常數。由式（2）和（3）得
將式（4）代入式（1）得
式中：K——常數。
由式（5）可知，流量與差壓成線性關系，所以取出差壓信號即可得到流量。
特點
（1）范圍度寬。典型的GILFLO流量計可測范圍為1%FS～100%FS，因此，對于流量變化大的測量對象，一臺流量計就可解決。能適應蒸汽、燃油測量的夏季、冬季負荷變化。
（2）精確度高。由于逐臺經過水標定，并進行多項補償，因此測量精確度大大提高，精確度可達±1%。
（3）線性差壓輸出。差壓信號與流量成線性關系，被測流量相對于滿量程流量較小時，差壓信號幅值也較大，有利于提高測量精確度。
（4）直管段要求低。由于孔板的變面積設計，使其成為在高雷諾數條件下工作的測量機構，可在緊靠彎管、三通下游的部位進行測量（為了保證測量精確度，制造廠還是要求上游直管段≥6倍管徑，下游直管段≥3倍管徑）。
（5）耐振性好。在振動較大的惡劣場所，人們總是抱怨渦街流量計用不好，容易出現“無中生有”和示值偏高問題。GILFLO流量計耐振性要比渦街流量計優越。
流量二次表的國產化
與GILFLO配用的流量二次表，進口原裝產品為M800系列流量顯示計算機，國產化產品為FC6000 SpiraxSarco型流量演算器。供應商既可供應進口原裝產品又可供應國產化產品。流量二次表實現國產化的目的主要是根據中國的國情和微電子技術發展的新成果增加了用戶需要的，有些是必不可少的重要功能。
3.1 下限流量計費功能
任何流量計都有保證精確度的最小流量和可測量最小流量，如果流量進一步減小，將會出現精確度無法保證或小信號切除的情況，這對貿易計量來說是不公正的。因此，供用雙方往往根據流量測量范圍和能夠達到的范圍度，約定某一流量值為“下限流量”，而且約定若實際流量小于該約定值，按照多少流量收費。
在智能二次表菜單中，有一條寫入“下限流量約定值”，另一條寫入“下限收費流量”，儀表運行后，如果實際流量小于“下限流量約定值”，即以“下限收費流量”取代實際流量進行積算。
3.2 停汽判斷功能
有些用戶在休息天將蒸汽完全關閉，停止用汽，這時不能再按“下限收費流量”計費，方法是由儀表根據停汽后流體溫度、壓力參數的變化作出判斷，判斷結果一旦為“停汽”，即停止積算。
由儀表對停汽作出靈敏而正確的判斷，以流體溫度和壓力為信號具有相同的效果。當供汽總閥關閉后，管道內溫度很快降低到飽和溫度，隨著管內流體的進一步冷卻，溫度和壓力同步降低，當低于“標志值”時，儀表作出已停汽的判斷。
另外，這一功能的運用，供用雙方協商設置一個合適的“標志值”是重要的。
3.3 超計劃耗用計費功能 流量計如果超過設定范圍運行，一般均導致計量值偏低。除此之外，在熱網中如果超計劃耗能，還將影響熱網的供熱品質。這不僅損害供方利益，而且損害其他用戶利益。遇此情況，熱力公司一般同需方約定最大用能量，如果超過此量，一般約定加1倍或數倍收費。
智能二次表實現這一功能需占用二條菜單，一條寫入“最大耗用流量”，另一條寫入“超用費率”。儀表運行時，依次顯示兩個瞬時流量，一個是“實際流量”，另一個是“收費流量”。
3.4 掉電記錄功能
用于熱能計量的表計一般都為電動式，當其電源中斷后，儀表停止工作，累積值雖能保持但不會繼續增加。有時需方為了少付熱費，就將儀表電源拉掉一段時間，顯然這是很不公平的。流量演算器的掉電記錄功能就是要將這種有意拉電和無意掉電事件一次不漏地記錄下來。
智能二次表內部裝有實時時鐘，其集成電路自帶長壽命蓄電池，可以長期使用，當主電源掉電時，儀表自動記下實時時鐘所指的日期和時間，當主電源恢復供電時，儀表再一次記下實時時鐘所指的日期和時間。
3.5 定時抄表功能
定時抄表功能，就是儀表在抄表員所指定的抄表時刻（在菜單中預先設置），讀取流量累積值并存放在儀表的一個單元中，當抄表人員按下抄表鍵時，儀表顯示抄表符號和該單元中的數據。該單元中的累積值一直保持到下一天的“抄表時間”才被刷新。如果全廠流量演算器設置同一抄表時間，那么，抄表人員巡回路線和時間的差異都不影響抄錄結果，因此有利于分表和總表的平衡計算。
定時抄表功能在智能二次表中占用一條菜單，即“抄表時間”。
3.6 無紙記錄功能 有許多流量測量系統都希望具備記錄功能，記下重要數據和信息。在智能流量演算器中加上一片海量存儲器，在軟件的支持下，使儀表具有無紙記錄功能，從而可收到簡單、可靠、價廉、存儲的信息量大的效果。例如在一片Flash Rom海量存儲器中可存入11520組與流量測量有關的重要數據和信息，每一組數據除了日期和時間數據之外，還可以包含質量流量累積值、熱量累積值、質量流量瞬時值、熱量瞬時值、流體壓力、流體溫度、故障診斷結果、流體密度等，重要數據和信息。如果每10分鐘存儲一組數據，則可存放80天的最新數據。保存數據的時間間隔最長為1小時。這些數據存放在流量二次表中，便于查詢和抄錄。
實際應用
從2006年7月開始在嘉興嘉愛斯熱電有限公司的13家用戶中采用了DN50～200mm口徑的GILFLO流量計21臺，其中8家印染企業原來采用標準孔板流量計，最小口徑250mm，最大400mm，另外5家企業是新增用戶，直接采用了GILFLO流量計。
8家印染企業是熱網主要用戶，蒸汽用量占整個供熱量的2/3，每小時用量達到180～220噸，在使用標準孔板流量計時，每天在兩個交接班時段共計約3個小時流量明顯減少，大部分時間，部分設備在運行，流量值小于標準孔板流量計的下限值，導致流量指示為零，造成蒸汽計量的損失。每天按照2小時計算，每天損失蒸汽44.12噸。按照蒸汽價格130元/噸計，每天損失5500元。自更換了15臺DN200口徑的GILFLO流量計后，由于下限計量范圍明顯下降，交接班時的小流量計量明顯得到改善，每年可增收汽款達到了160多萬元，儀表的投資約105萬元，經濟效益十分明顯。
通過2006年半年的實際運行，儀表工作狀態非常穩定、可靠。從2007年開始，在與熱用戶簽定供熱協議時，將GILFLO流量計作為了雙方貿易結算計量的標準配置。在處理大用戶計量時采用了DN200口徑雙表并聯運行的方式，并留有進行再并聯的接口，確保最大流量滿足用戶的需要。在更新流量計的同時，采用了GPRS（或CDMA）遠程通訊系統，將二次儀表（FC6000）采集的數據及時地傳送至供熱管理部門，使整個蒸汽計量系統得到了進一步的完善。5 結束語
GILFLO是新一代孔板流量計，測量范圍度大，測量精確度高，在渦街流量計不能勝任的許多惡劣場所，在普通孔板流量計不能勝任的要求高的場合，線性孔板均能顯示其獨特的優越性，是在傳統孔板差壓式流量計基礎上的飛躍。
國產化的智能流量二次表，結合中國實際增設的許多功能，在熱能貿易計量中有實際效果，為維護熱力公司的合法權益作出貢獻。
參考文獻：
[1] 紀綱.流量測量儀表應用技巧.北京：化學工業出版社.2003 [2] GB/T2624-93流量測量節流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量 [3] 余小寅，紀綱.流量測量應用技術-熱能貿易結算中的計量要求
點擊咨詢 