浅谈流量计的发展及现状 

冯阳

河南省西峡开元冶金材料有限公司 474500

摘要： 本文通过对国内外近年来常用流量计的原理、应用和特点等进行阐述，从而分析了当今流量计存在的问题，为其发展提供参考依据。

关键字：流量计 发展 现状

一、概述

由于流量测量种类和分类方法繁多，因此迄今为止还未找到一种对任何量程、任何流体以及任何使用条件都满足的流量仪表。所以说，每一种流量仪表都有其自身的优势和缺点，我们可以按照不同要求将其进行划分，例如按测量对象我们可以将其分为明渠和封闭管道；按测量目的又可分为流量测量和总量测量，其仪表则被称为流量计和总量表。本文主要是按照最为流行的方法进行分类，既分为差压式流量计、容积式流量计、涡轮流量计、浮子流量计、电磁流量计等方面进行流量计发展和现状阐述。

二、几种常见流量计应用和优缺点

2.1差压式流量计

顾名思义，差压式流量计就是依据安装管道中流量检测件产生的差压，以及检测件和管道的尺寸来计算流量的仪表。一次装置既检测件，二次装置既差压转换流量显示仪表是此仪表的重要组成部分，一般情况下是根据一次装置的形式对其进行分类，如文丘里流量计、孔板流量计等。差压转换流量显示仪表可以是电子、各种机械或者机电一体化差压计等。随着科技的进步，其已经发展的更加标准化、系列化以及通用化，其不仅可以测量流量参数而且还可以测量例如物位、密度等其他参数。

差压式流量计的应用范围非常广泛如流体方面：单相、脏污、洁净等工作状态方面：高压、真空、高温等情况下有应用，虽然近年来各种新型流量计的研制，但是其仍是一类非常重要的流量计，这自然与它的优势是离不开的。其优点主要包括：第一，性能稳固，使用寿命长；应用范围广泛；显示仪表和检测件等分别由不同长江生产，有利于规模经济发展；

2.2浮子流量计

作为变面积式流量计的一种，浮子流量计又被称作转子流量计，其主要工作原理是在一根垂直的，由下向上扩大的锥管中，浮子所受到的重力由液体动力承受，进而使浮子在椎管中上下浮动进行测量。其主要工作特点为：第一，玻璃锥管浮子由于结构较为简单，所以极易操作使用，但是由于玻璃耐压力低，因而需要承担易碎风险；第二，主要是对于低流速、小管径的流量进行测量；第三，压力损失较低。

2.3容积式流量计

作为仪表中精度最高的一类，容积式流量计又被称作定排量流量计，简称PD流量计。其工作原理主要是通过机械测量元件将流体连续不断的分割成一个个已知体积的部分，然后在通过测量室依次对该体积部分流体次数来测量流体体积总量。按照测量元件划分的话，其可以分为双转子流量计、圆盘流量计、往复活塞流量计等。由于此仪表精度高，所以主要是应用在昂贵介质例如石油、天然气等的总量测量。该仪表的优缺点如下：

优势：第一,精度高；第二，应用范围较为宽广；第三，其测量精度不受安装环境的影响；第四，也可以应用在高粘度液体的测量上；第五，直读式仪表可以直接获得累计总量，无需借助外部能源，操作简单，清晰明了。缺点：1）由于结构较为复杂，所以导致其体积较大；2）目前所研制的此仪表主要还是应用在洁净单项流体；3）高、低温场合并不适用；4）应用过程中会出现噪声和震动；5）受被测介质的种类、孔径等的影响较大。

2.4涡轮流量计

作为速度式流量计的主要种类之一，涡轮式流量计是基于多叶片的转子来感受流体的平均流速，进而推导出流量或总量的仪表。其和容积式流量计、科里奥利质量流量计被称作流量计中精度最佳的产品，因此，其已经发展为多品种、多系列的规模，并且被广泛的应用在石油、低温流体、无机液等的方面。其主要优缺点如下：

优势：1）在所有流量计中其精度是最精确的；2）具有良好的重复性；3）测量范围度宽；4）抗干扰能力较好，无零点漂移；5）结构紧凑；劣势：1）流量特性受流体物性影响较大；2）其校准特性不能长时间保持；

2.5科里奥利质量流量计

通过流体在振动管中流动时所产生的与质量流量成正比的科里奥利原理制成的科里奥利质量流量计简称CMF是一种直接式质量流量仪表。对于此仪表的开发使用，我国起步较晚，近年来才形成几家自行开发供应厂家，但仍主要是借助于国外技术活着组建合资企业进行生产。

2.6电磁流量计

依据法拉第电磁感应定律而制成的电磁流量计主要是一种测量导电性液体的仪表。该仪表的应用范围较为广泛，如大口径的仪表可以应用在排水工程中；中小口径则可以应用在化学工业中氢腐蚀液体或者有色冶金工业的矿浆等这些高要求或难测场合；小口径和微小口径则可以应用在医药、生物化学、食品等有卫生要求场合。其主要优点为：1）具有较好的节能效果；2）测量通常是段光滑直管，不会阻塞；3）所测体积流量不受流体密度、温度、密度等的影响；4）口径范围宽，流量范围大；5）对于腐蚀性流体依然适用；缺点：1）对于石油制品这类导电率低的液体不适用；2）较高温度的液体不适用；3）气体、蒸汽这类含有较大气泡的液体不适用。

三、新工作原理流量计的研究和开发

3.1静电流量计

静电流量计起初是由日本东京技术学院研制出的，其主要是应用在石油输送管线低导电液体流量的测量。由于静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接，因而通过测量电容器上的净电荷就可以对管内的电荷进行测量。通过实验表明，其流量与电荷之间接近与线性。

3.2 复合效应流量仪表

由美国GMI工程和管理学院开发研制的复合效应流量仪表是基于流体的压力和动量作用于仪表腔体产生变形，然后测量复合效应的变形求取流量进行测量应用的。此仪表已经申请了两项专利技术。

3.3 转速表式流量传感器

转速表式流量传感器是基于悬浮效应理论由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发研制的。此仪表自研制成功以来已经被广泛的应用，例如在核电站中已连续使用八年对2000余台测量热水流量，而且其使用领域更加广泛。

四、几种流量计应用和发展方向

4.1 科里奥利质量流量计

此流量计的开发在国外已经发展了30余系列，但即使如此要想增强其的应用性能，还应致力于以下几个方面的研究：流量检测测量管的创新；流量计零点的稳定性和精确度的提升；测量管应力分布的改善从而降低仪表疲劳损坏，增强仪表的抗干扰能力。

4.2电磁流量计

从50年代初，EMF的使用频率就得到了明细提升，截止到80年代后期，此流量计的销售额在各国中占有近一半的销售额。而随着我国经济水平的不断提升，据不完全统计，此流量计的销售额在1994年就已达到6500多台。并且国内生产的EMF最大口径可以达到2——6mm。

4.3涡街流量计

涡街流量计简称USF，此流量计在60年代后期应用在工业领域，到80年代出其销售额占各国流量计销售额的4%左右。1992年世界范围内估计已销售3万多台，国内保守估计销售8千台左右。

综上所述，流量计的发展随着时代的进步逐渐发展成熟，但由于其种类繁多，且没有任何一种可以同时满足各项需求的流量计，所以这就要求我们一定要熟悉流量计原理以及被测对象，并考虑其他可观因素只有这样才能选择出正确的流量计，测量才会准确；其次，我们还应加强对新流量计的研制，使其在现有的基础上更加完善。

参考文献

[1]蔡昌武 流量测量方法与仪表选用讲座自动化仪表，1996．

[2]杨世清 涡街流量计简介.仪器与未来.1993.9．