流量儀錶

計量是工業生產的眼睛。流量計量是計量科學技術的組成部分之一，它與國民經濟、國防建設、科學研究有密切的關係。做好這一工作，對保證產品質量、提高生產效率、促進科學技術的發展都具有重要的作用，特別是在能源危機、工業生產自動化程度愈來愈高的當今時代，流量計在國民經濟中的地位與作用更加明顯。

工程上常用單位m3/h，它可分為瞬時流量（Flow Rate）和累計流量（Total Flow），瞬時流量即單位時間內過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內（一天、一周、一月、一年）流體流過封閉管道或明渠有效截面的累計量。通過瞬時流量對時間積分亦可求得累計流量，所以瞬時流量計和累計流量計之間也可以相互轉化。

電磁流量計是60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀錶．它根據法拉第電磁感 應定律製成，用來測量導電流體的體積流量。由於其獨特的優點，已廣泛地應用於工業上各種導電液體的測量。例如，測量各種酸、鹼、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。

測量原理是基於法拉第電磁感應定律。即當導電液體流過電磁流量計時，導體液體中會產生與平均流速V （體積流量）成正比的電壓，其感應電壓信號通過兩個與液體接觸的電極檢測，通過電纜傳至放大器，然後轉換成統一的輸出信號。基於電磁流量計的測量原理，要求流動的液體具有最低限度的電導率。

①電磁流量計的變送器結構簡單，沒有可動部件，也沒有任何阻礙流體流動的節流部件，所以當流體通過時不會引起任何附加的壓力損失，同時它不會引起諸如磨損，堵塞等問題，特別適用於測量帶有固體顆粒的礦漿，污水等液固兩相流體，以及各種粘性較大的漿液等．同樣，由於它結構上無運動部件，故可通過附上耐腐蝕絕緣襯裡和選擇耐腐材料製成電極，起到很好的耐腐蝕性能，使之可用於各種腐蝕性介質的測量．

②電磁流量計是一種體積流量測量儀錶，在測量過程中，它不受被測介質的溫度．粘度、密度以及電導率(在一定範圍內)的影響．因此，電磁流量計只需經水標定以後，就可以用來測量其它導電性液體的流量，而不需要附加其它修正．

③電磁流量計的量程範圍極寬，同一台電磁流量計的量程比可達1：100．此外，電磁流量計只與被測介質的平均流速成正比，而與軸對稱分佈下的流動狀態（層流或紊流）無關．

④電磁流量計無機械慣性，反應靈敏，可以測量瞬時脈動流量，而且線性好．因此，可將測置信號直接用轉換器線性地轉換成標準信號輸出，可就地指示，也可遠距離傳送．

電磁流量計雖具有上述優良特性，但它還有一些不足之處，以致在使用上受到一定限制．主要有如下幾點：

①電磁流量計不能用於測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體．

②電磁流量計還不能用來測量電導率很低的液體介質，被測液體介質的電導率不能低於10－5（S/cm），相當於蒸餾水的電導率．對石油製品或者有機溶劑等還無能為力。

③由於測量管絕緣襯裡材料受溫度的限制，工業電磁流量計還不能測量高溫高壓流體。

④電磁流量計受流速分佈影響，在軸對稱分佈的條件下，流量信號與平均流速成正比．所以，電磁流量計前後也必須有一定長度的前後直管段．

⑤電磁流量計易受外界電磁干擾的影響

早在1738年，瑞士人丹尼爾伯努利以第一伯努利方程為基礎利用差壓法測量水流量。後來義大利人G.B.文丘里研究用文丘里管測量流量，並於1791年發表了研究結果。

1886年，美國人赫謝爾應用文丘里管製成了測量水流量的的實用測量裝置。

20世紀初期到中期，原有的測量原理逐漸走向成熟，人們不再將思路局限在原有的測量方法上，而是開始了新的探索。

到了30年代，又出現了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法聲波測量流量的方法，但到第二次世界大戰為止未獲得很大進展，直到1955年才有了應用聲循環法的馬克森流量計的問世，用於測量航空燃料的流量。

20世紀的60年代以後，測量儀錶開始向精密化、小型化等方向發展。

隨著集成電路技術的迅速發展，具有鎖相環路技術的超聲（波）流量計也得到了普遍應用，微型計算機的廣泛應用，進一步提高了流量測量的能力，如激光多普勒流速計應用微型計算機后，可處理較為複雜的信號。

流量計量廣泛應用於工農業生產、國防建設、科學研究對外貿易以及人民生活各個領域之中。在石油工業生產中，從石油的開採、運輸、鍊冶加工直至貿易銷售，流量計量貫穿於全過程中，任何一個環節都離不開流量計量，否則將無法保證石油工業的正常生產和貿易交往。在化工行業，流量計量不準確會造成化學成分分配比失調，無法保證產品質量，嚴重的還會發生生產安全事故。在電力工業生產中，對液體、氣體、蒸汽等介質流量的測量和調節佔有重要地位。流量計量的準確與否不僅對保證發電廠在最佳參數下運行具有很大的經濟意義，而且隨著高溫高壓大容量機組的發展，流量測量已成為保證發電廠安全運行的重要環節。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少，都可能造成嚴重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應做到準確計量，而且要及時地發出報警信號。在鋼鐵工業生產中，鍊鋼過程中循環水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產品質量的重要參數之一。在輕工業、食品、紡織等行業中，也都離不開流量計量。

應用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超聲波流量計結構簡單、使用方便，但這種流量計對流態分佈變化適應性差，微電子技術和計算機技術的飛躍發展極大地推動儀錶更新換代，新型流量計如雨後春筍般湧現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，被設置在測量流動通道6的上游端並相對於孔眼11和12，用於減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19，用於測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間;及計算部件20，用於根據該測量控制部件19的信號計算流量。

流量計盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(如大電機、大變壓器的等)，以免磁場影響感測器的工作磁場和流量信號。感測器勺轉換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。由於電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀錶多，出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近。常見的調試期故障通常由安裝不妥。

應用發展

科里奧利

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製成的一種直接式質量流量儀錶。 

中國CMF的應用起步較晚，已有幾家製造廠自行開發供應市場；還有幾家製造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀錶。

國外CMF已發展30餘系列，各系列開發在技術上著眼點在於：流量檢測測量管結構上設計創新：提高儀錶零點穩定性和精確度等性能；增加測量管撓度，提高靈敏度：改善測量管應力分佈，降低疲勞損壞，加強抗振動干擾能力等。

某些廠家研發出了可以測量氣液兩相的科里奧利儀錶，可以應用在卸船，含氣泡介質等原先傳統儀錶無法工作的場合。同時有一種MVD變送器可以實現儀錶在線自校驗，即無需將流量計拆下，利用對流量管剛性的檢查，來判斷現場儀錶的性能。

電磁

EMF從50年代初進入工業應用以來，使用領域日益擴展，80年代後期起在各國流量儀錶銷售金額中已佔16%~20%。

中國發展迅速，1994年銷售估計為6500~7500台。國內已生產最大口徑為2~6m的EMF，並有實流校驗口徑3m的設備能力。2008年銷售額已經達到7700萬美元，估計銷售量在35萬台以上。

渦街

USF在60年代後期進入工業應用，80年代後期起在各國流量儀錶銷售金額中已佔4%～6%。1992年世界範圍估計銷售量為3548萬台，同期國內產品估計在8000～9000台。

應用領域

流量測量技術與儀錶的應用大致有以下幾個領域。

工業生產

流量儀錶是過程自動化儀錶與裝置中的大類儀錶之一，它被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中佔有重要的地位。在過程自動化儀錶與裝置中，流量儀錶有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀錶和測量物料數量的總量表。

能源計量

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段。流量儀錶是能源計量儀錶的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算不可缺少的工具。

環境保護

煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列為國策，環境保護將是21世紀的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制，流量計在煙氣排放、污水、廢氣處理流量計量方面有著不可替代的位置。

中國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀錶和流量計，組成連櫝排放監視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規則，氣體組分變化不定，流速範圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

交通運輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應用並不普遍。隨著環保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監沒和經濟核算的必備工具。

生物製藥

21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特徵的產業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多，如血液，尿液等；醫藥行業對各種醫藥配方，液體製劑成分的控制流量儀錶也是不和或缺的。儀錶開發的難度極大，品種繁多。

科學實驗

科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們並不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業皆設專門小組研製專用的流量計。

海洋、江河湖泊

這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然後推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀錶原理及結構以及使用前提有很大差別。

CJ/T1017-1993潛水型電磁流量計1993-12-01作廢

CJ/T122-2000超聲多普勒流量計建設部2001-06-01現行

CJ/T3017-1993潛水電磁流量計建設部1993-12-01現行

CJ/T3054.1-1995水量計量儀錶均速管流量計建設部1994-12-01現行

CJ/T3063-1997給排水用超聲流量計(傳播速度差法)建設部1997-02-01現行

GB/T12826-1991移動設備用卷繞電纜載流量計算導則國家技術監督局1992-02-01現行

GB/T17286.1-1998液態烴動態測量體積計量流量計檢定系統第1部分:一般原則國家技術監督局1998-10-01現行

GB/T17286.2-1998液態烴動態測量體積計量流量計檢定系統第2部分:體積管國家技術監督局1998-10-01現行

GB/T17286.3-1998液態烴動態測量體積計量流量計檢定系統第3部分:脈衝插入技術國家技術監督局1998-10-01現行

GB/T17286.4-2006液態烴動態測量體積計量流量計檢定系統第4部分：體積管操作人員指南國家質量監督檢驗檢疫2006-07-01現行

GB/T17288-1998液態烴體積測量容積式流量計計量系統國家技術監督局1998-10-01現行

GB/T17288-2009液態烴體積測量容積式流量計計量系統2009-10-01即將實施

GB/T17289-1998液態烴體積測量渦輪流量計計量系統國家技術監督局1998-10-01現行

GB/T17289-2009液態烴體積測量渦輪流量計計量系統2009-10-01即將實施

GB/T18604-2001用氣體超聲流量計測量天然氣流量國家質量監督檢驗檢疫.2002-08-01現行

GB/T18659-2002封閉管道中導電液體流量的測量電磁流量計的性能評定方法國家質量監督檢驗檢疫.2002-08-01現行。

驅動因素據國際能源署(IEA)預測，從2007至2030年全球需要對能源基礎設施累計投資26.0萬億美元(以2007年美元價值計)。其中，電力行業投資13.6萬億美元，佔總投資額的52.3%。到2030年，世界許多地方的石油、天然氣和電力的基礎設施將需要更換。從長期來看，可預見的能源投資將給流量計在石油天然氣和能源行業板塊的應用帶來不小的發展空間。

面臨激烈的競爭環境，以及為了應對全球節能減排的訴求，各個行業用戶更加關注生產工廠的運行效率，儘可能降低能耗，以提高競爭力。因此，大量的投資被用於提升工廠的自動化水平和現場數據的採集和實時監控，以提升工廠的過程式控制制效率。諸如，在石油天然氣和能源行業，密閉傳輸設施中需要性能可靠的流體測量設備;化工和製藥行業中需要高精準的流量計等，種種趨勢必將帶動感測器和現場設備(包括流量計)的發展。

流量計中正在更多地引入電子技術，如數字信號處理(DSP)和微處理器，這使得流量計具備了自診斷功能，並且能夠更好地與生產控制層面進行通信。性能的提高更好地滿足了行業用戶的需求，給流量計創造了更多的市場應用空間。

抑制因素當前全球經濟形勢有待進一步提振，工業品需求不旺盛。眾多行業用戶放緩新項目投資或者暫停設備更新升級，等待全球經濟出現復甦跡象。所以，在短期內，這將會給流量計在其主要應用行業的發展前景帶來一定影響。

全球流量計市場生產商眾多，競爭異常激烈。同時，流量計生產商正面臨著行業用戶對價格較為苛刻的要求，為了能夠使產品更好地滲透進入流量計應用的主要行業，生產商之間的價格競爭再所難免。這一現象在新興經濟體，尤其中國，很普遍。價格往往成為決定採購行為的最主要決定因素。長此以往，生產商更多關注價格策略，導致產品創新性不夠，阻礙市場發展。

面臨的挑戰

傳統的機械式流量計，例如差壓式流量計、容積式流量計和變面積式流量計，已經處於普及化階段，價格競爭激烈，利潤空間日益減少，技術革新較少，市場相對成熟。實現產品的差異化和定製化生產是生產商在成熟市場的激烈競爭中的一個重要突破點。根據弗若斯特沙利文對行業用戶的需求進行分析，用戶群體希望生產商能夠提供為生產過程帶來切實利益的自動化設備。用戶在產品應用過程中會產生具體的需求，例如：應用在石化行業的特殊環境中，需要堅固耐用的設計以及防爆認證;用戶對直管設計的科氏流量計的需求等。如何有效獲取用戶實際需求，並且對傳統產品進行改良，是對生產商差異化和定製化生產過程的一個不小挑戰。

引導用戶接受並使用新技術流量計，如SBL靶式流量計、超聲波流量計、電磁流量計、質量流量計以及V錐流量計（孔板流量計）等等，是生產商把市場做大做強的又一個挑戰。

此外，新技術流量計不斷被引入各個行業的同時，快速有效的售後服務對生產商來說同樣至關重要。尤其是運用基於基金會現場匯流排和ProfibusPA匯流排的流量計，對軟體技術有一定要求，有效的服務能夠為用戶提供更適合的解決方案，並且貼近用戶。

展望未來

從機械式流量計到電子技術流量計的革新是流量計最重要的發展趨勢之一。靶式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、渦街流量計和V錐流量計（孔板流量計）利用電氣原理工作，從而避免了機械流量計工作中需要更換的運動機件。同時，自診斷功能被引入流量計中，使得流量儀錶不僅僅是簡單的測量工具，更多地為了系統維護的目的，例如：空管道偵測和自檢驗等。並且，在電子流量計中結合先進的通信技術后，使得控制人員能夠遠程實時獲取生產現場的流量數據和歷史數據。

據Frost&Sullivan的研究，當前全球約89.0%的流量計採用mAHART通信協議，因為採用mAHART通信協議的流量計在安裝難度和操作要求上都低於採用現場匯流排協議的流量計，並且引入現場匯流排系統對用戶來說也是一項不小的成本。但是，隨著行業用戶不斷提高自動化水平，希望從流量測量中獲取除了流量數據以外更多的信息，比如，診斷信息和狀態檢測等，這些數據傳送都需要依賴現場匯流排支持。而且，西門子和艾默等廠商生正在著力推行現場匯流排協議的流量測量技術。相信，這必將推動現場匯流排協議流量計在各個行業的應用前景。

此外，無線技術流量計也正在逐步被用戶所接受，惡劣環境中的流體測量對無線技術來說是一個很好的應用空間。不過，用戶完全接受並普及無線技術流量計還需要一定的時間。

(1)流量控制儀錶系統指示值達到最小時，首先檢查現場檢測儀錶，如果正常，則故障在顯示儀錶。當現場檢測儀錶指示也最小，則檢查調節閥開度，若調節閥開度為零，則常為調節閥到調節器之間故障。當現場檢測儀錶指示最小，調節閥開度正常，故障原因很可能是系統壓力不夠、系統管路堵塞、泵不上量、介質結晶、操作不當等原因造成。若是儀錶方面的故障，原因有：孔板差壓流量計可能是正壓引壓導管堵；差壓變送器正壓室漏；機械式流量計是齒輪卡死或過濾網堵等。

(2)流量控制儀錶系統指示值達到最大時，則檢測儀錶也常常會指示最大。此時可手動遙控調節閥開大或關小，如果流量能降下來則一般為工藝操作原因造成。若流量值降不下來，則是儀錶系統的原因造成，檢查流量控制儀錶系統的調節閥是否動作；檢查儀錶測量引壓系統是否正常；檢查儀錶信號傳送系統是否正常。

(3)流量控制儀錶系統指示值波動較頻繁，可將控制改到手動，如果波動減小，則是儀錶方面的原因或是儀錶控制參數PID不合適，如果波動仍頻繁，則是工藝操作方面原因造成。

流量儀錶已然構成對丈量設備及檢測體系的雜訊煩擾需求“三要素”，因而消除和削弱雜訊煩擾的辦法亦應對準三項要素選用辦法，

即：1.阻截煩擾傳遞辦法；2.消除或克制雜訊源；3.削弱承受電路對雜訊煩擾的活絡性。

以上三方面辦法均歸於硬體辦法。跟著微型計算機運用於工業出產，智能感測器和智能儀器儀錶的廣泛運用，在軟體方面，像數字濾波、數字處置等更多的剋制煩擾的辦法和辦法得以運用，儀器儀錶測控體系安全水平大大提高。以上幾種辦法一般選用阻隔、屏蔽、剋制、接地維護、軟體技能完畢，下面臨這幾種技能——分析。

來自傳輸的煩擾首要有兩種辦法：一是經過感測器供電電源或共用信號儀器儀錶的供電電源即配電器串入的電網煩擾；二是信號線受空間電磁輻射感應的煩擾，嚴重時會招致元件損壞，邏輯犯錯和大的體系缺點。

來自接地體系的煩擾首要是接地體系失調：測控體系的屏蔽接地線及機殼接地線、信號接地線、功率地線、交流電源地線等招致的雜訊耦合煩擾。屏蔽和剋制是用金屬導體把被屏蔽的元件、組合件、電路及信號線包圍起來，首要用於剋制電流性雜訊藕合，起到必定的磁屏蔽效果。另外用雙絞線替代兩根平行線是克制磁場煩擾的一種卓有成效的辦法。

流量儀錶（見右下圖）及操控體系的牢靠性直接影響到現代化工業出產設備安全、安穩作業，體系的抗煩擾才調是關係到整個體系牢靠作業的要害。在丈量過程中，這些煩擾若不能很好地處置，那它將誤解丈量效果，嚴肅時乃至使儀器儀錶或計算機徹底不能作業。

產品簡介：

玻璃轉子流量計主要用於化工、石油、輕工、醫藥、化肥、化纖、食品、染料、環保及科學研究等各個部門中，用來測量單相非脈動（液體或氣體）流體的流量。

耐腐蝕型流量計主要用於有腐蝕性液體、氣體介質流量的檢測，例如強酸（氫氟酸除外）、強鹼、氧化劑、強氧化性酸、有機溶劑和其它具有腐蝕性氣體或液體介質的流量檢測。

LZB型的測量錐管使用光滑錐形玻璃管，LZJ型使用帶筋錐形玻璃管。

靶式流量計是差壓流量計的一個品種，它在工業上的開發應用已有數十年的歷史。我國於20世紀70年代開發電動、氣動靶式流量變送器它是電動、氣動單元組合儀錶的檢測儀錶。由於當時力轉換器直接採用差壓變送器的力平衡機構，這種流量計使用時不免帶來力平衡機構本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測量精確度低，槓桿機構可靠性差等。由於力平衡機構性能不佳的拖累，靶式流量計本身的許多優點亦未能得到有效的發揮，至今用戶對舊靶式流量計的不良印象仍未消除。

新型靶式流量計的力轉換器採用應變式力轉換器，它完全消除了上述力平衡機構的缺點，新型靶式流量計還把微電子技術和計算機技術應用到信號轉換器和顯示部分，流量計具有一系列優點，相信今後在眾多流量計中發揮重要的作用。

二、原理和結構

1、工作原理 靶式流量計的原理簡圖所示。在測量管（儀錶表體）中心同軸放置一塊園形靶板，當流體衝擊靶板時，靶板上受到一個力F，它與流速V，介質密度ρ和靶板受力面積A之間關係式如式（1）所示。（1）式中 F ——靶板上受的力，N；CD ——阻力係數；ρ——流體密度，kg/m3；V——流體流速，m/s；A——靶板受力面積，m2。經推導與換算，得流量計算式如下：式中 qm，qv——分別為質量流量和體積流量，kg/h，m3/h；α——流量係數；D ——測量管內徑，mm；β ——直徑比，β=d/D；d——靶板直徑，mm。其餘符號同上。靶板受力經力轉換器轉換成電信號，經前置放大，AD轉換及計算機處理后，可得到相應的流量和總量。 靶式流量計結構簡圖

2、結構形式 靶式流量計結構簡圖所示它由檢測裝置，力轉換器，信號處理和顯示儀幾部分組成。檢測裝置包括測量管和靶板，力轉換器為應變計式感測器，信號處理和顯示儀可以就地直讀顯示或遠距標準信號傳輸等。靶式流量計的結構形式可分為管道式，夾裝式和插入式等，各類結構形式還可分為一體式和分離式二種。一體式為現場直讀顯示，而分離式則把數碼顯示儀與檢測裝置分離（一般不超過100m）。

三、流量計主要特點

1、感測件為無可動部件，結構簡單牢固；

2、應用範圍和適應性很廣泛，一般工業過程中的流體介質，包括液、氣和蒸汽，口徑範圍（DN15以上），各種工作狀態（高、低溫，常壓、高壓）皆可應用，可以說其應用範圍可與孔板流量計相比美。

3、準確度高，總量測量可達0.2%R；

4、範圍度寬，4：1～15：1至30：1；

5、可解決困難的流量測量問題，如測量含有雜質（微粒）之類的臟污流體；原油、污水、高溫渣油、漿液、燒鹼液，瀝青等；

6、靈敏度高，能測量微小流量，流速可低至0.08m/s；

7、用於小口徑(DN15～DN50)，低雷諾數(Red=103～5×103)的流體，它可以彌補標準節流裝置難以應用的場合，如小口徑蒸汽流量測量等；

8、可適應高參數流體的測量，壓力高達數十MPa，溫度達450℃；

9、可用於雙向流動流體的測量；

10、壓力損失較低，約為標準孔板的一半；

11、抗上游阻流件干擾能力強，上游側直管段長度一般5～10D即可；12、可採取乾式（掛重法）校驗，給用戶周期校驗帶來方便；

13、直讀式儀錶無需外能源，清晰明了，操作簡便，亦可輸出標準信號（脈衝頻率或電流信號）；

14、儀錶性能價格比高，為經濟實惠的流量計；

15、安裝簡單方便，易維護。

原理

渦街流量計是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力感測器可測量標況體積流量和質量流量，是節流式流量計的理想替代產品。渦街流量計是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluff body），流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規則的旋渦，在一定的流量範圍內旋渦分離頻率正比於管道內的平均流速，通過採用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率，從而計算出體積流量。渦街流量計適用與測量液體、氣體或蒸汽。

優缺點

它沒有移動部件，也沒有污垢問題。渦街流量計會產生噪音，而且要求流體具有較高的流速，以產生旋渦。渦街流量計由於感測器採用的檢測探頭與旋渦發生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶片不與介質接觸，渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。

應用範圍

渦街流量計，主要用於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，量程範圍大，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。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀錶參數能長期穩定。可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度範圍內工作。有模擬標準信號，也有數字脈衝信號輸出。

金屬管浮子流量計實際是一種可變面積式流量計。它通常具有一段直立的錐管和一隻可以在其中自由地隨流量大小上下移動的浮子。當流體自下而上流經錐管時，流體的動能在浮子上產生的推力 S 和流體的浮力 A 使浮子上升。隨著錐管內壁與浮子之間的環形流通面積增大，流體動能在浮子上產生的推力 S 隨之下降。當推力 S 與浮力之和等於浮子自身重力 G 時，浮子處於平衡狀態，並穩定在某一高度上，該高度位置對應的刻度指示流過流量計的流量。感測器將流量的大小轉換成浮子的位移量，通過磁耦合系統，將浮子位移量傳給轉換器指示出流量的大小。

浮子流量計是工業自動化過程式控制制中常用的一種改變面積流量測量儀錶。具有體積小、檢測範圍大、使用方便等特點。它可以用來測量液體、氣體、以及蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質流量測量。

概述

科氏力質量流量計是運用流體質量流量對振動管振蕩的調製作用即科里奧利力現象為原理，以質量流 量測量為目的的質量流量計，一般由感測器和變送器組成。

羅斯蒙特質量流量計廣泛應用於石化等領域，是當今世界上最先進的流量測量儀錶之一，在我廠主要產品如乙烯、丙烯和主要原料輕烴等的測量中使用可靠，精度高達1.7‰，為我廠的能源、物料的流量測量提高了準確度，避免了不必要的損失，創造了可觀的經濟效益。

原理

一台質量流量計的計量系統包括一台感測器和一台用於信號處理的變送器。Rosemount質量流量計依據牛頓第二定律：力=質量×加速度（F=ma），當質量為m的質點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉的管道內移動時，質點受兩個分量的加速度及其力：

（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等於2ωr，朝向P軸；

（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等於2ωV，方向與αr垂直。由於複合運動，在質點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。

當密度為ρ的流體在旋轉管道中以恆定速度V流動時，任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力ΔFc： ΔFc=2ωVρAΔx （1）

式中，A—管道的流通截面積。

由於存在關係式：mq=ρVA

所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）

因此，直接或間接測量在旋轉管中流 動流體的科里奧利力就可以測得質量流量。

作用

感測器內是U型流量管，在沒有流體流經流量管時，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅動線圈驅動，其振幅小於1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時被強制接受流量管的上下垂直運動。在流量管向上振動的半個周期內，流體反抗管子向上運動而對流量管施加一個向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個向上的力以反抗管子向下運動而使其垂直動量減少。這便導致流量管產生扭曲，在振動的另外半個周期，流量管向下振動，扭曲方向則相反，這一扭曲現象被稱之為科里奧利(Coriolis)現象，即科氏力。

根據牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全與流經流量管的質量流量大小成正比，安裝於流量管兩側的電磁信號檢測器用於檢測流量管的振動。當沒有流體流過流量管時，流量管不產生扭曲，兩側電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的；當有流體流經流量管時，流量管產生扭曲，從而導致兩個檢測信號產生相位差，這一相位差的大小直接正比於流經流量管的質量流量。

由於這種質量流量計主要依靠流量管的振動來進行流量測量，流量管的振動，以及流過管道的流體的 衝力產生了科氏力，致使每個流管產生扭轉，扭轉量與振動周期內流過流管的質量流速成正比。由於一個流管的扭曲滯後於另一流管的扭曲，質量管上的感測器輸出信號可通過電路比較，來確定扭曲量。

電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時間。這個“時間差”ΔT經過數字量測量、處理、濾波以減少雜訊，提高測量解析度。時間差乘上流量標定係數來表示質量流量。由於溫度影響流管鋼性，科氏力產生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調整，後者隨時檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計輸出。變送器用一個三相的電阻溫度計電橋放大電路來測量感測器溫度，放大器的輸出電壓轉化成頻率，並由計數器數字化後讀入微處理器。

密度測量

流量管的一端被固定，而另一端是自由的。這一結構可看做一重物懸掛在彈簧上構成的重物/彈簧系統，一旦被施以一運動，這一重物/彈簧系統將在它的諧振頻率上振動，這一諧振頻率與重物的質量有關。質量流量計的流量管是通過驅動線圈和反饋電路在它的諧振頻率上振動，振動管的諧振頻率與振動管的結構、材料及質量有關。振動管的質量由兩部分組成：振動管本身的質量和振動管中介質的質量。每一台感測器生產好后振動管本身的質量就確定了，振動管中介質的質量是介質密度與振動管體積的乘積，而振動管的體積對每種口徑的感測器來說是固定的，因此振動頻率直接與密度有相應的關係，那麼，對於確定結構和材料的感測器，介質的密度可以通過測量流量管的諧振頻率獲得。

利用流量測量的一對信號檢測器可獲得代表諧振頻率的信號，一個溫度感測器的信號用於補償溫度變化而引起的流量管鋼性的變化，振動周期的測量是通過測量流量管的振動周期和溫度獲得，介質密度的測量利用了密度與流量管振動周期的線性關係及標準的校定常數。

科氏質量流量感測器振動管測量密度時，管道鋼性、幾何結構和流過流體質量共同決定了管道裝置的固有頻率，因而由測量的管道頻率可推出流體密度。變送器用一個高頻時鐘來測量振動周期的時間，測量值經數字濾波，對於由操作溫度導致管道鋼性變化，進而引起固有頻率的變化進行補償后，用感測器密度標定係數來計算過程流體密度。

信號特性

羅斯蒙特公司的變送器為模塊化並帶有微處理器功能，配合ASICS數字技術，可選擇數字通信協議。它與感測器連接使用可獲得高精確度的質量流量、密度、溫度和體積流量信號，並將獲得的信號轉換為模擬量、頻率等輸出信號，還可使用275型HART協議通信手操器或AMS、Prolink軟體對其組態、檢查及通信。

SP特性

DSP數字信號處理器是一個實時處理信號的微處理器，在科里奧利流量計里，我們使測量管在一個已知的頻率下振動，因此任何在此振動頻率範圍之外的頻率都是“雜訊”，需要除掉它們以準確地確定質量流量。例如，一個50Hz或60Hz的信號很可能來源於與附近動力線的耦合。如何在實際上“過濾”這些多餘的信號則需要一些更多的在那時刻所得到的背景信息，圖8表明了雜訊如何出現在原轉換器信號上，以及被過濾后的最終信號。

與使用時間常量去阻抑和穩定信號相比，使用數字信號處理（DSP）技術的主要好處之一，是能夠以一個被提高了的採樣率去過濾實時信號，減少了流量計對流量的階躍變化的響應時間。使用多參數數字（MVD）變送器的響應時間比使用模擬信號處理的傳統變送器快2~4倍，更快的響應時間會提高短批量控制的效率和精確度。

DSP技術另一個頗有價值且更富有挑戰性的應用實例是氣體測量，因為高速氣體通過流量計會引起較嚴重的雜訊。通過高准Elite系列感測器，與流量信號混雜的雜訊被減至最小，DSP技術能更好地濾波，並進一步減小了質量流量計對雜訊的敏感度。採用MVD變送器測量氣體的結果在重複性和精確度上都有了顯著提高。

DSP技術提供了一個“通往處理的窗戶”，當瀏覽這個窗戶時，首先集中在測量管振動頻率附近的信號上。實際上，有意地拋棄了其餘的信息，很可能正是隱藏在這些“無用的”數據里的信息會鋪平通往新的診斷技術的道路。例如，頻譜分析可能會引導我們取得在夾雜空氣或團狀流動流體測量上的進展，流體在測量管內壁的附著也是另一個有希望被DSP技術檢測到的故障，頻譜的變化也很可能被用於預測感測器的故障。

科氏力質量流量計的適用特點

a.測量管形式不一，常見的有以下幾種。Ⅰ.直管式。加工簡單，易製造，不易啟振，故管壁需薄一點，使用壽命較短。Ⅱ.彎管式。容易啟振，管壁可厚一點，機械加工複雜些，振動頻率要選大一點。Ⅲ.單管式。不用分流，零點穩定，機械加工簡單，但易受外來振動影響。Ⅳ.雙管式。不受外來振動干擾，分流不均勻會造成零點變化，機械加工也複雜些。b.直接質量流量測量與被測介質溫度、壓力、密度、黏度變化無關。c.對各種流體適應性強。d.對外界振動較敏感，但對流體分佈不敏感。e.壓力損失較大。f.信號處理技術難度大，零點易漂移，不適合低壓、低密度氣體測量。g.測量管與工藝管道相對位置可以是平行的（大多數產品採用的方式），也可以是垂直的。但是只要流量感測器不在工藝管道軸向振動平面內，流量計的抗振動干擾能力可增強。對於質量流量計的測量精度，很多產品上標註的是基本誤差+零點不穩定性。儀錶製造廠商將流量計精度定得很高，一般是（±0.15%~±0.5%）R。但是量程比也定得很大（100:1），儀錶流量上限取得很高。因此流量計的實際測量精度不可能這樣高，特別是流量計在小量程段測量流量時，很難保證儀錶有高精度。

原理

熱式氣體質量流量計採用熱擴散原理，熱擴散技術是一種在苛刻條件下性能優良、可靠性高的技術，其典型感測元件包括兩個熱電阻（鉑RTD），一個是速度感測器，一個是自動補償氣體溫度變化的溫度感測器。當這兩個RTD被置於介質中時，其中速度感測器被加熱到環境溫度以上的一個恆定的溫差，另一個溫度感測器用於感應介質溫度。流經速度感測器的氣體質量流量是通過感測元件的熱傳遞量來計算的。氣體速率增加，感測器傳遞給介質的熱量增多，因此需要供給更多的功率，而電子單元加熱RTD　的功率與質量流量成一定的對應關係。

熱式氣體質量流量計是氣體流量計量中新型儀錶，區別於其它氣體流量計不需要進行壓力和溫度修正，直接測量氣體的質量流量，一支感測器可以做到量程從極低到高量程。它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。它依據的原理是流體吸收熱的速度直接與質量流量相關。移動的氣體分子撞擊熱電阻時吸收帶走熱量，流率越大，接觸熱電阻的分子越多，吸收的熱量越多，熱吸收與某種氣體的分子數，熱學特性和流動特性有關。

特點

產品特點直接測量氣體質量流量，無需溫度、壓力補償低流速測量；

一個流量計能同時兼顧小流量和大流量測量，特別適合大口徑測量。

典型應用

工業管道中氣體流量測量

燃氣過程中空氣流量測量

煙囪排出的煙氣流量測量

水處理中瀑氣流量測量

水泥，捲煙，玻璃廠生產過程中氣體流量測量壓縮空氣流量測量

天然氣，煤氣，液化氣，火炬氣，氫氣等氣體流量測量

鋼鐵廠加氣流量測量

概述

超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種

優點

非接觸式儀錶，適於測量不易接觸和觀察的流體以 及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀錶的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。

眾所周知，工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀錶造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀錶，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用範圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

另外，超聲測量儀錶的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可製成非接觸及攜帶型測量儀錶，故可解決其它類型儀錶所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒於非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一台儀錶可適應多種管徑測量和多種流量範圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀錶不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展，現已製成不同聲道的標準型、高溫型、防爆型、濕式型儀錶以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。

缺點

超聲波流量計所存在的缺點主要是可測流體的溫度範圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計複雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數量級．若要求測量流速的準確度為1%，則對聲速的測量準確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

基本原理和應用情況

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀錶進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。

超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超聲波經聲楔后能量損失小即透射係數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。

超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。

根據對信號檢測的原理，超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型。其中以雜訊法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但準確度較低，適於在流量測量準確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈衝順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量準確度高，適用範圍廣。但相關器價格貴，線路比較複雜。在微處理機普及應用后，這個缺點可以克服。雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理，通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準確度低。廣泛應用在在石油化工行業、核電行業、導熱油領域

以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分佈情況、管路安裝地點以及對測量準確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分佈不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流，可避免常規儀錶由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著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油加水助燃等節能方法的發展，都為多普勒超聲波流量計應用開闢廣闊前景。

攜帶型超聲波流量計ADM6725的技術參數如下：攜帶型超聲波流量計ADM6725

測量原理：時差相關原理

流速: 0.01~25 m/s

解析度: 0.025 cm/s

重複性: 0.15%讀數，視應用而定

精度:(流場充分發展且 徑向對稱)

體積流量: ± 1%讀數，視應用而定

± 0.5%讀數，經過標定

流速: ± 0.5%讀數，視應用而定

可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%

攜帶型超聲波流量計主機

外殼

徠重量: ~ 3.9kg

防護等級: IP54 (根據EN60529)

材質：鋁合金，粉末塗層

尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)

通道: 2

危險區: Zone 2

電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC

電池工作時間: >10h

顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光

工作溫度: -10 ~ 60℃

功耗: < 15W

信號平均: (0 ~ 100)s, 可調

測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)

響應時間: 1s (1通道), 70ms可選.

攜帶型超聲波流量計測量功能

測量量: 體積/ 質量流量, 流速, 能量流量(需溫度輸入)

累積量: 體積, 質量，能量(可選)

計算功能: 平均值, 差值, 總和

工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語，波蘭語, 西班牙語

攜帶型超聲波流量計數據記錄

可記錄的參數: 所有測量量及累積量

容量: >100000條測量量

攜帶型超聲波流量計通訊

介面: RS232, RS485(可選)

可通訊的參數: 實測值, 記錄值, 參數記錄

軟體: FluxData(可選)

功能: 下載測量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉換

操作系統: ෵ႼWindowsTM ϸЮ

攜帶型超聲波流量計過程輸出(可選)

輸出與主設備電隔離

輸出組數視輸出類型而定. 更多信息請洽FLEXIM

攜帶型超聲波流量計電流

範圍: (0/4-20) mA

精度: 0.1%讀數± 15μA

有源輸出: Rext < 500ʪ

無源輸出: Uext < 24V, Rext < 1kʪ

攜帶型超聲波流量計電壓

範圍: (0~1) V或(0~10) V

精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV

0~10V: 0.1%讀數± 10mV

儀錶阻抗: Ri = 500ʪ

頻率

範圍: 0~1kHz或0~10kHz

集電極開路: 24 V/4mA

開關量

集電極開路: 24 V/4mA

干簧繼電器: 48 V/0.1A

功能，如狀態輸出: 上下限, 符號變化或出錯

脈衝輸出: 值: (0.01~1000)units

寬度: (80~1000)ms

過程輸入(可選)

輸入與主設備電隔離, 最多4組輸入.

溫度

類型: Pt100, 四線制

範圍: -50℃~400℃

解析度: 0.1 K

精度: ± (0.02K + 0.1%讀數)

電流

範圍: 有源: (0~20)mA

無源: (-20~20)mA

精度: 0.1%讀數± 10 A

有源輸入: Ri = 50ʪ

無源輸入: Uext < 24V, Rext < 1kʪ

電壓

範圍: (0~1) V或(0~10) V

精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV

0~10V: 0.1%讀數± 10mV

儀錶阻抗: Ri= 1M

夾裝式探頭

適用口徑: DN6-DN6500

適用溫度: -30 to 400℃ (適用防爆區)

詳見下圖. 更多資料, 請參閱相關手冊.

測厚探頭（可選）

測量範圍: (1.0 - 200) mm

解析度: 0.01 mm

線性度: 0.1 mm

標準型: -20℃ to +60℃

高溫型: 0℃ to +200℃

短時間可達+540℃

渦輪流量計是一種速度式儀錶，它具有壓力損失小，準確度高，始動流量低，抗震與抗脈動流動性好，測量範圍寬，容易維修等特點，渦輪流量計是將渦輪置於被測流體中，當流體進入流量計時，在特殊結構的整流器的作用下得到整流並加速，在一定流量範圍內渦輪的角速度和流量成正比，利用電磁感應原理感應出與流體體積流量成正比的脈衝信號，該信號經前置放大器，整形后，得到實際流量，並顯示在LCD屏上。如果同溫度，壓力感測器檢測到的信號一起輸入智能流量積算儀進行運算處理，將得到標準狀況下的流量，並顯示在LCD屏上.

渦輪流量計是一種葉輪式儀錶，其工作原理相對簡單。渦輪流量計本體管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐．當流體通過管道時，衝擊渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉．在一定的流量範圍內，對一定的流體介質粘度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比．由此，流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量．同時渦輪的轉速通過裝在機殼外的感測線圈來檢測．當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產生的磁力線時，就會引起感測線圈中的磁通變化．感測線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈衝信號，送入單位換算與流量積算電路得到並顯示累積流量值；同時亦將脈衝信號送入頻率電流轉換電路，將脈衝信號轉換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。

渦輪流量計是速度式流量儀錶的一種，根據其音譯國內又稱為透平流量計。渦輪流量計根據其測量介質的不同又分為氣體渦輪流量計和液體渦輪流量計。在各種流量計中渦輪流量計是重複性高、精確度最佳的產品。如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過的流量大）和可適應高參數（高溫、高壓和低溫）等。渦輪流量計廣泛應用於以下一些測量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國外液化石油氣、成品油和輕質原油等的轉運及集輸站，大型原油輸送管線的首末站都大量採用它進行貿易結算。

電磁流量計在線檢驗方法，其在線的檢驗規範需要得到國家技術監督部門和各相關行業協會對的認可電磁流量計在應用過程中的精度保證一直是用戶所關心的熱點問題。

在過去，電磁流量計的校驗必需送到專門的標定校驗設備上進行檢查。但是，隨著電磁流量計製造技術的發展和應用行業的擴展，電磁流量計的使用越來越多、口徑越來越大，送回校驗裝置上校驗的難度也越來越大。

流量測驗斷面布設合理、測驗設施完備、測次和測點布置符合水文測驗規範要求；流量計率定方法正確，精度較高，滿足臨時通水期間水量計量要求。專家組一致同意該成果通過審查。

它被廣泛誚用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，在過程自動化儀錶與裝置中流量計有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀錶和測量物料數量的總量表。

流量測量技術與儀錶的應用大致有以下幾個領域。

一

流量儀錶是過程自動化儀錶與裝置中的大類儀錶之一，它被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中佔有重要的地位。在過程自動化儀錶與裝置中，流量儀錶有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀錶和測量物料數量的總量表。

二

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段。流量儀錶是能源計量儀錶的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算不可缺少的工具。

三

煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列為國策，環境保護將是21世紀的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制。

我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀錶和流量計，組成連櫝排放監視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規則，氣體組分變化不定，流速範圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

四

有五種方式：鐵路公路、航空、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應用並不普遍。隨著環保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監沒和經濟核算的必備工具。

五

21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特徵的產業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多，如血液，尿液等。儀錶開發的難度極大，品種繁多。

六

科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們並不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業皆設專門小組研製專用的流量計。

七

這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然後推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀錶原理及結構以及使用條件有很大差別。

在工業現場，測量流體流量的儀錶統稱為流量計或流量表。是工業測量中最重要的儀錶之一。隨著工業的發展，對流量測量的準確度和範圍要求越來越高，為了適應多種用途，各種類型的流量計相繼問世，廣泛應用於石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、製藥、能源、冶金、紙漿造紙和建築材料等行業。 

2008年全球流量計的市場規模達到28.3億美元，較2007年增長約3.9%。

根據工業發展的趨勢，人們對流量測量的要求也越來越高，所以為了適應這種趨勢，各色各樣的流量計問世。應用於各個方面，據儀器儀錶世界網表示，2013年的流量計市場規模達到34.8億美元。

可預見的能源投資將給流量計帶來不小的發展空間

驅動因素據國際能源署(IEA)預測，從2007至2030年全球需要對能源基礎設施累計投資26.0萬億美元(以2007年美元價值計)。其中，電力行業投資13.6萬億美元，佔總投資額的52.3%。金融危機並不會影響長期投資，至2030年，預計單是維持能源的供應能力就需要全球能源投資的一多半資金，並且到2030年，世界許多地方的石油、天然氣和電力的基礎設施將需要更換。從長期來看，可預見的能源投資將給流量計在石油天然氣和能源行業板塊的應用帶來不小的發展空間。

面臨激烈的競爭環境，以及為了應對全球節能減排的訴求，各個行業用戶更加關注生產工廠的運行效率，儘可能降低能耗，以提高競爭力。因此，大量的投資被用於提升工廠的自動化水平和現場數據的採集和實時監控，以提升工廠的過程式控制制效率。諸如，在石油天然氣和能源行業，密閉傳輸設施中需要性能可靠的流體測量設備；化工和製藥行業中需要高精準的流量計等，種種趨勢必將帶動感測器和現場設備(包括流量計)的發展。

流量計中正在更多地引入電子技術，如數字信號處理(DSP)和微處理器，這使得流量計具備了自診斷功能，並且能夠更好地與生產控制層面進行通信。性能的提高更好地滿足了行業用戶的需求，給流量計創造了更多的市場應用空間。

抑制因素：當前全球經濟形勢有待進一步提振，工業品需求不旺盛。眾多行業用戶放緩新項目投資或者暫停設備更新升級，等待全球經濟出現復甦跡象。所以，在短期內，這將會給流量計在其主要應用行業的發展前景帶來一定影響。

全球流量計市場生產商眾多，競爭異常激烈。同時，流量計生產商正面臨著行業用戶對價格較為苛刻的要求，為了能夠使產品更好地滲透進入流量計應用的主要行業，生產商之間的價格競爭再所難免。這一現象在新興經濟體，尤其中國，很普遍。價格往往成為決定採購行為的最主要決定因素。長此以往，生產商更多關注價格策略，導致產品創新性不夠，阻礙市場發展。

為了獲得流量儀錶的流量量值及其測量精確度，必須對每台 流量儀錶作流量校驗或標定。流量儀錶的校驗一般有直接測量法 和間接測量法兩種方式。直接測量法也稱為實流校驗法，是以實際流體流過被校驗儀 表，再用別的標準裝置(標準流量計或流量標準裝置)測出流過 被校儀錶的實際流量，與被校儀錶的流量值作比較，或將待標定的儀錶進行分度。這種校驗方法也有人稱為濕法標定(wet cali- bration),,實流校驗法獲得的流量值既可靠又準確，是許多流量儀錶(如電磁流量計、容積式流量計、禍輪流量計、渦街流 量計、浮子流量計及科里奧利質量流量計等)校驗時所採用的方 法，也是建立標準流量的方法。

間接則量法是以測量流量儀錶感測器的結構尺寸或其它與計算流量有關的量，並按規定方法使用，間接地校驗其流量值，獲 得相應的精確度。這種方法相對於濕法標定也被稱為干法標定 (dry calibration)。間接法校驗獲得的流量值沒有直接法準確，但 它避免了必須要使用流量標準裝置特別對大型流量裝置帶來的困 難，所以，已經有一些流量儀錶採用了間接校驗法。如差壓式流量計中己經標準化了的孔板、噴嘴、文丘里管等都積累了豐富的 試驗數據，並有相應的標準，所以通過標準節流裝置的流量值就 可以採用檢驗節流件的幾何尺寸與校驗配套的差壓計(差壓變送 器)來間接地進行。

沒有一種十全十美的流量計，各類儀錶都有各自的特點，選型的目的就是在眾多的品種中揚長避短選擇自己最合適的流量計儀錶。流量儀錶(流量計)的選型對儀錶能否成功使用往往起著很重要的作用，由於被測對象的複雜狀況以及儀錶品種繁多、性能指標各使得儀錶的選型感到困難。

(一)渦街流量計流量儀錶(流量計)的一般選型：

可以從五個方面進行考慮，這五個方面為流量計儀錶性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環境條

件方面和經濟因素方面。五個方面的詳細因素如下：

1、儀錶性能方面：準確度、重複性、線性度、範圍度、流量範圍、信號輸出特性、響應時間、壓力損

失等；

2、流體特性方面：溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、磨蝕性、結垢、混相、相變、電導率、聲速、

導熱係數、比熱容，等熵指數；

3、安裝條件方面：管道布置方向，流動方向，檢測件上下游側直管段長度、管道口徑，維修空間、電源

、接地、輔助設備(過濾器、消氣器)、安裝、等；

4、環境條件方面：環境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等；

5、經濟因素方面：儀錶購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀錶使用壽命、備品備件等。

(二)渦輪流量計流量計儀錶選型的步驟如下：

1、依據流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀錶類型(要有幾種類型以便進行選擇)；

2、對初選類型進行資料及價格信息的收集，為深入的分析比較準備條件；

3、採用淘汰法逐步集中到1～2種類型，對五個方面因素要反覆比較分析最終確定預選目標。

由於缺乏國家在這行業體制機制強有力的支持，造成我國儀器儀錶行業缺乏高層次的複合型人才，缺乏熟悉、精通各學科交叉的綜合型人才。自主創新能力低下，自主知識產權匱乏。具體表現在國產高端自動化產品奇缺，市場競爭力不強。

現代計量是光、機、電、計算機和許多基礎學科高度綜合的產物，對新技術比較敏感，是現代產業產品中更新換代速度比較快的產品之一，每年都會有新產品推出，特別是在當今信息技術攻速發展的時代，競爭日趨激烈，發展速度稍微慢點就會被遠遠拋在後面。我國雖然已經進入21世紀，但許多東西還停留在80年代初的水平上，大型和高檔的儀器設備幾乎全部依靠進口，甚至有的專用儀器在國內還處於空白狀態，中低端的產品質量保證上還有許多問題需要攻克。

因此，必須要有國家戰略高度的規劃和相關資源的大力支撐，才有機會去不斷縮小差距。如果測試儀器企業無法做到一個比較大的規模，那麼就很難具備和國際巨頭一較長短的實力，而前期的成長需要巨額長期的資金投入。