【时讯科普】流量计的选择及类型
什么是流量计？
流量计（英：Flowmeter）是测量流过管道等的流体的体积流量或质量流量的装置。
已经开发了许多测量原理以根据压力和温度等条件适当地测量各种流量。流动类型包括气体、液体和多相流。
有些产品可以贴在管道的外面来测量流量。但是，由于许多产品安装在管道内部以测量流量，因此在安装管道之前或在设计阶段就需要考虑安装流量计。
流量计的应用
流量计广泛应用于化工、油厂、汽车、半导体、医药、食品等流体制造领域。
流量计已发展出10多种不同的工作原理，需要根据所处理的流体选择合适的流量计。
安装在管道内的流量计会扰乱流量。在做出选择之前，有必要考虑其影响的程度。您还需要考虑维护的频率、时间和成本。
流量计类型
下面简单介绍一下流量计的种类及其机理、原理和优点。
- 体积流量计
- 科里奥利流量计
- 超声波流量计
- 电磁流量计
- 热流量计
- 卡门涡街流量计
- 面积流量计
- 涡轮流量计
- 差压流量计
- 涡街流量计
- 流通池流量计
1、体积流量计
容积式流量计由与被测管道内径相同的管道、转子和旋转检测器组成。流体流经管道引起转子转动，通过检测转数即可测量流量。
虽然结构简单，精度高，但由于使用齿轮，存在卡死等问题。
由于它直接测量流体的体积，因此用于测量密度不易变化的燃料油和润滑油的流量。由于其高精度流量计，适用于燃料油交易等应用。
2. 科里奥利流量计
科里奥利流量计由两个 U 形管、一个振动器和一个力传感器组成。该流量计利用科里奥利力，这是两个振动的 U 形管在其中流动的流体产生相反方向的力的原理。
科里奥利流量计虽然因其测量原理而存在体积长的缺点，但它是一种可以直接测量质量流量的流量计。高精度和高响应性，当您想同时测量流体的密度时，它被广泛使用。
另一方面，它比其他的更有效，不能测量有振动或气泡的流体的流量。
3、超声波流量计
超声波流量计由超声波发生器和测量仪表组成。通过测量超声波的传播时间和超声波反射引起的多普勒效应来计算流量。它是一种可以从管道外部进行测量的流量计。
它的优点是能够在非接触的情况下测量流体流速。也可在配管上加装流量计，具有即使是大口径配管也能以低成本设置的优点。
但是，它不适用于需要高精度流量测量的应用，因为可能会因管道壁厚等因素而产生误差。
4.电磁流量计
电磁流量计通过测量作为电磁流量计元件的线圈产生的电动势和放置在被测流体内部的磁性材料的速度来计算流量。
许多流量计不需要安装在管道内，当安装在管道内的流量计维护成本高时使用，例如污水。
电磁流量计没有活动部件，不干扰流体流动，因此用于测量混有固体的浆液的流量。但是，它不能测量非导电流体，例如油。
5.热流量计
热式流量计由两个温度传感器和一个加热器组成。测量流体被加热器加热前和流体被加热器加热后的温度之差，并换算出流量。它的特点是温度范围广。
热式流量计可以非接触式测量气体流量，从而可以测量腐蚀性气体。此外，几乎没有压力损失，可以测量质量流量。另一方面，如果气体中含有污垢成分，则不适合。
图 1. 散热原理
6.面积流量计
在面积流量计中，垂直锥形管中的浮子会阻止从底部到顶部的流动，从而在浮子上产生压力差。浮子的重量和压差产生的力是平衡的，读取那个位置就可以得到流量。
用于液体或气体流量测量、吹扫流体或气体测量等。结构简单，造价低廉，但测量精度不是很高。
图 2 面积公式原理
7、涡轮流量计
涡轮流量计放置在流体中，利用轴平行于流体的叶轮的转速与流速成正比的事实，并根据叶轮的转速计算体积流量。
由于重量轻，安装自由度高。它重量轻、价格低廉，具有出色的重复性和响应性，适用于测量大量流体。但是，由于轴承劣化，因此存在使用寿命短的问题。
8、差压流量计
差压流量计通过节流孔产生压力损失，并利用一次侧和二次侧之间的压力差来测量流量。
它的特点是成本低，应用范围广。此外，不需要实际流量校准。
图 3 压差式原理
9. 卡门涡街流量计
卡门涡街流量计由障碍物和产生卡门涡流的涡流测量装置组成。通过测量卡门涡流计算流量。
卡门涡流是在障碍物后面产生的规则涡流。
卡门涡街流量计可以测量多种流体，因为它没有活动部件或电极。但是，它不能用于高振动区域，因为它需要直管长度并且会因振动而发生故障。
用于测量蒸汽、清水等。
图 4 卡门涡旋原理
10.涡街流量计
涡街流量计是一种利用卡门涡流的流量计。卡门涡流是一种交替的规则涡街，出现在放置在流体流中的物体（涡源）的下游。
11.流通池流量计
流通池流量计是一种孔板流量计，通过在水或空气流过的管道上安装孔板来产生压差，并测量安装在支流中的浮子指示的值所产生的压差。它是一种流量计
[补充]数字流量计
大多数模拟规格的流量计都是面积式流量计，用于现场检查流量。它价格低廉，已经使用了很长时间。
近年来，许多具有数字规格的流量计正在销售。带变送输出的流量计多为数字式，内部有电子元器件和电路板。虽然存在电子线路有剩余寿命的缺点，但具有调整自动归零点、改变量程值、集成功能、改变流量单位等功能，提高了便利性。