流量仪表技术知识培训

1、流量测量方法流量测量方法流量测量方法大致可以归纳为以下几类：(1)利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法； (2)通过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法；(3)利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量；(4)以测量流体质量流量为目的的质量流量测量法。流量仪表的分类流量仪表的分类1 1）标准节流装置；）标准节流装置；2 2）低雷诺数节流装置；）低雷诺数节流装置；3 3）脏污流节流）脏污流节流装置；装置；4 4）低压损节流装置；）低压损节流装置；5 5）小管径节流装置；）小管径节流装置；6 6）宽范）宽范围度节流装置；围度节流装置；7 7）临界流节流装置；）

2、临界流节流装置；按用途分类按用途分类1 1）标准孔板；）标准孔板；2 2）标准喷嘴；）标准喷嘴；3 3）经典文丘里管；）经典文丘里管；4 4）文丘里）文丘里喷嘴；喷嘴；5 5）锥形入口孔板；）锥形入口孔板；6 6）1/41/4圆孔板；圆孔板；7 7）圆缺孔板；）圆缺孔板；8 8）偏心孔板；偏心孔板；9 9）楔形孔板；）楔形孔板；1010）整体（内藏）孔板；）整体（内藏）孔板；1111）线）线性孔板；性孔板；1212）环形孔板；）环形孔板；1313）道尔管；）道尔管；1414）罗洛斯管；）罗洛斯管；1515）弯管；弯管；1616）可换孔板节流装置；）可换孔板节流装置；1717）临界流节流装置）临

3、界流节流装置按结构形式按结构形式分类分类1 1）节流式；）节流式；2 2）动压头式；）动压头式；3 3）水力阻力式；）水力阻力式；4 4）离心式；）离心式；5 5）动压增益式；动压增益式；6 6）射流式）射流式按产生差压按产生差压的作用原理的作用原理分类分类 分分 类类 类类 型型 分类原则分类原则 标准节流元件的结构形式标准节流元件的结构形式1 1、 标准孔板标准孔板 标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，迎流一侧标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。是有锐利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。孔板开孔的

4、上游侧边缘应是锐利的直角。标准孔板有三种取压方式：孔板开孔的上游侧边缘应是锐利的直角。标准孔板有三种取压方式：角接、法兰及角接、法兰及D-D/2取压。为从两个方向的任一个方向测量流量，可取压。为从两个方向的任一个方向测量流量，可采用对称孔板，节流孔的两个边缘均符合直角边缘孔板上游边缘的特采用对称孔板，节流孔的两个边缘均符合直角边缘孔板上游边缘的特性，且孔板全部厚度不超过节流孔的厚度。结构简单，加工方便，价性，且孔板全部厚度不超过节流孔的厚度。结构简单，加工方便，价格便宜压力损失较大，测量精度较低，只适用于洁净流体介质，测量格便宜压力损失较大，测量精度较低，只适用于洁净流体介质，测量大管径高温高

5、压介质时，孔板易变形。大管径高温高压介质时，孔板易变形。 标准孔板标准孔板 目前广泛采用的是角接取压法，其次是法兰取压法。角接取压法比较简便，容易实现环室取压，测量精度较高。法兰取压法结构较简单，容易装配，计算也方便，但精度较角接取压法低些。 2. 2. 标准喷嘴标准喷嘴 标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对称体，主要由入口圆弧标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对称体，主要由入口圆弧收缩部分与出口圆筒形喉部组成，有收缩部分与出口圆筒形喉部组成，有ISAl932ISAl932喷嘴和长径喷嘴两种型式。喷嘴和长径喷嘴两种型式。 ISA1932ISA1932喷嘴喷嘴长径喷嘴长径喷嘴 3、文丘里

6、管、文丘里管 文丘里管有两种标准型式：经典文丘里管与文丘里喷嘴。文丘里管压力文丘里管有两种标准型式：经典文丘里管与文丘里喷嘴。文丘里管压力损失最低，有较高的测量精度，对流体中的悬浮物不敏感，可用于污脏流体介损失最低，有较高的测量精度，对流体中的悬浮物不敏感，可用于污脏流体介质的流量测量，在大管径流量测量方面应用的较多。但尺寸大、笨重，加工困质的流量测量，在大管径流量测量方面应用的较多。但尺寸大、笨重，加工困难，成本高，一般用在有特殊要求的场合。难，成本高，一般用在有特殊要求的场合。 节流件标准孔板结构易于复制，简单，牢固，性能稳定可靠，使用期限节流件标准孔板结构易于复制，简单，牢固，性能稳定可

7、靠，使用期限长，价格低廉。长，价格低廉。 节流式节流式DPF应用范围极广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比。全应用范围极广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比。全部单相流体，包括液、气、蒸汽皆可测量，部分混相流，如气固、气液、液部单相流体，包括液、气、蒸汽皆可测量，部分混相流，如气固、气液、液固等亦可应用，一般生产过程的管径、工作状态固等亦可应用，一般生产过程的管径、工作状态(压力，温度压力，温度)皆有产品。皆有产品。 节流式节流式DPF主要存在以下缺点：主要存在以下缺点： 1)测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平，由于众多因素的影测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平，由于众多因

8、素的影响错综复杂，精确度难以提高。响错综复杂，精确度难以提高。 2)范围度窄，由于仪表信号范围度窄，由于仪表信号(差压差压)与流量为平方关系，一般范围度仅与流量为平方关系，一般范围度仅3:1-4:1。3)现场安装条件要求较高，如需较长的直管段现场安装条件要求较高，如需较长的直管段(指孔板，喷嘴指孔板，喷嘴)，一般难，一般难以满足。以满足。4)检测件与差压显示仪表之间引压管线为薄弱环节，易产生泄漏、堵塞、检测件与差压显示仪表之间引压管线为薄弱环节，易产生泄漏、堵塞、冻结及信号失真等故障。冻结及信号失真等故障。5)压损大压损大(指孔板，喷嘴指孔板，喷嘴)。 选用考虑因素的五个方面为仪表性能、流体特

9、性、安装条件、环境条件和经济选用考虑因素的五个方面为仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济因素。因素。1、仪表性能方面、仪表性能方面 （1） 精确度、重复性、线性度、流量范围和范围度；精确度、重复性、线性度、流量范围和范围度； （2）压力损失）压力损失 ：DPF压力损失大是它的一个弱点，压力损失大是它的一个弱点，DPF各类节流装置中孔板和各类节流装置中孔板和喷嘴是压损较大的节流件喷嘴是压损较大的节流件，各种流量管（文丘里管、道尔管、罗洛斯管、通用文丘各种流量管（文丘里管、道尔管、罗洛斯管、通用文丘里管等）则是低压损的节流装置，它们压损仅为孔板的里管等）则是低压损的节流装置，它们压损仅为孔

10、板的20%，甚至低达，甚至低达5%-10%。动压头式动压头式DPF（均速管流量计）则以低压损著称。（均速管流量计）则以低压损著称。 2、 流体特性方面流体特性方面 （1）流体物性参数的确定：流体物性参数包括密度、粘度、等熵指数、湿度等。）流体物性参数的确定：流体物性参数包括密度、粘度、等熵指数、湿度等。 （2）流体的腐蚀、磨蚀、结垢、脏污等；）流体的腐蚀、磨蚀、结垢、脏污等； 3、 安装条件方面安装条件方面 主要考虑直管段（前主要考虑直管段（前10D，后，后5D）4、 环境条件方面环境条件方面DPF的差压变送器和流量显示仪两部分有微处理器和电子元器件，它们对环境的差压变送器和流量显示仪两部分有

11、微处理器和电子元器件，它们对环境条件的要求与一般电子仪表是一样的条件的要求与一般电子仪表是一样的 。5、经济因素方面、经济因素方面经济因素包括购置费、安装费、运行费、校验费、维护费和备品备件。经济因素包括购置费、安装费、运行费、校验费、维护费和备品备件。1 安装注意事项安装注意事项节流式节流式DPF的安装要求包括管道条件、管道连接情况、取的安装要求包括管道条件、管道连接情况、取压口结构、节流装置上下游直管段长度以及差压信号管路的敷压口结构、节流装置上下游直管段长度以及差压信号管路的敷设情况等。设情况等。安装要求必须按规范施工，偏离要求产生的测量误差，虽安装要求必须按规范施工，偏离要求产生的测量

12、误差，虽然有些可以修正，但大部分是无法定量确定的，因此现场的安然有些可以修正，但大部分是无法定量确定的，因此现场的安装应严格按照标准的规定执行，否则产生的测量误差甚至无法装应严格按照标准的规定执行，否则产生的测量误差甚至无法定性确定。定性确定。 测量管及其安装测量管及其安装测量管是指节流件上下游直管段，包括节流件夹持环及流测量管是指节流件上下游直管段，包括节流件夹持环及流动调整器动调整器(如果使用时如果使用时)，典型的测量管如图所示。测量管是节，典型的测量管如图所示。测量管是节流装置的重要组成部分，其结构及几何尺寸对进入节流件流体流装置的重要组成部分，其结构及几何尺寸对进入节流件流体的流动状态

13、有重要影响，所以在标准中对测量管的结构尺寸及的流动状态有重要影响，所以在标准中对测量管的结构尺寸及安装有详细的规定。对于测量管及其安装应注意以下内容：安装有详细的规定。对于测量管及其安装应注意以下内容：1)直管段管道内径的确定方法；直管段管道内径的确定方法；2)直管段的直度和圆度；直管段的直度和圆度；3)直管直管段的内表面状况；段的内表面状况；4)直管段的必要长度；直管段的必要长度；5)节流件夹持环；节流件夹持环；6)流动调整器。流动调整器。 3)差压信号管路的安装差压信号管路的安装 根据被测介质和节流装置与差压变送器（或差压计）的相对位置，差压信号管路有根据被测介质和节流装置与差压变送器（或

14、差压计）的相对位置，差压信号管路有以下几种安装方式。以下几种安装方式。被测流体为清洁液体时，信号管路的安装方式如图所示。被测流体为清洁液体时，信号管路的安装方式如图所示。 被测流体为清洁液体是，信号管路安装示意被测流体为清洁液体是，信号管路安装示意（a）仪表在管道下方；（）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（）仪表在管道上方；（c）垂直管道，被测流体为高温液体）垂直管道，被测流体为高温液体 被测流体为清洁干气体时，信号管路的安装凡是如下图所示。被测流体为清洁干气体时，信号管路的安装凡是如下图所示。 被测流体为清洁干气体时，信号管路安装示意被测流体为清洁干气体时，信号管路安装示意（a）仪表在

15、管道下方；（）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（）仪表在管道上方；（c）垂直管道，仪表在取压口）垂直管道，仪表在取压口上方；（上方；（d）垂直管道，仪表在取压口下方）垂直管道，仪表在取压口下方 被测流体为水蒸气时，信号管路的安装方式如下图所示。被测流体为水蒸气时，信号管路的安装方式如下图所示。 图图 被测流体为水蒸气时，信号管路安装示意被测流体为水蒸气时，信号管路安装示意（a）仪表在管道下方；（）仪表在管道下方；（b）仪表在管道上方；（）仪表在管道上方；（c）垂直管道，仪表在取压口下方；）垂直管道，仪表在取压口下方；（d）仪表在管道下方，同（）仪表在管道下方，同（a）图，仅冷凝器安装方式

16、不同，可任意选用）图，仅冷凝器安装方式不同，可任意选用 被测流体为清洁湿气体时，信号管路的安装方式如下图所示被测流体为清洁湿气体时，信号管路的安装方式如下图所示 被测流体为湿气体时，信号管路安装示意被测流体为湿气体时，信号管路安装示意椭圆齿轮流量计工作示意图椭圆齿轮流量计工作示意图 齿轮流量计可用于各种液体流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量在高齿轮流量计可用于各种液体流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量在高压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用由于椭圆齿轮容积流量计压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较高

17、，不允许有固体颗粒杂质通过流直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较高，不允许有固体颗粒杂质通过流量计量计 2刮板式容积流量计刮板式容积流量计 刮板式流量计也是一种较常见的容积刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计在这种流量计的转子上装有两式流量计在这种流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板，转子在流量对可以径向内外滑动的刮板，转子在流量计进、出口差压作用下转动，每转动一周计进、出口差压作用下转动，每转动一周排出四份排出四份“计量空间计量空间”的流体体积与前的流体体积与前一类流量计相同，只要测出转动次数，就一类流量计相同，只要测出转动次数，就可以计算出排出流体的体积量可以计算出排出流

18、体的体积量3旋转活塞式容积流量计旋转活塞式容积流量计 获至宝旋转活塞式获至宝旋转活塞式(也称为摆动活也称为摆动活塞式塞式)容积流量计的结构与工作原理容积流量计的结构与工作原理可如图所示旋转活塞位于固定的内可如图所示旋转活塞位于固定的内外圈外圈3，4之间，活塞的轴之间，活塞的轴6靠着导辊靠着导辊5滚动，中间隔板滚动，中间隔板1将计量空间分成将计量空间分成两部分，活塞两部分，活塞2的上缺口和隔板的上缺口和隔板1咬咬合，当活塞依箭头方向运动时与隔板合，当活塞依箭头方向运动时与隔板1成直线运动活塞在进出口流体压成直线运动活塞在进出口流体压力差的作用下，始终与内外圆桶壁紧力差的作用下，始终与内外圆桶壁紧

19、密接触旋转，交替不断地将活塞与内密接触旋转，交替不断地将活塞与内外圆筒之间的流体排出，通过计算活外圆筒之间的流体排出，通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量塞旋转次数可得到流过的流体量 旋转活塞式容积流量计具有通流旋转活塞式容积流量计具有通流能力较大的优点它的不足是在工作能力较大的优点它的不足是在工作过程会有一定的泄漏，所以准确度较过程会有一定的泄漏，所以准确度较低低腰轮流量计的构造框图如图腰轮流量计的构造框图如图2所示。流量由测量部和积算部两大部分组成，必要时可附加自动所示。流量由测量部和积算部两大部分组成，必要时可附加自动温度补偿器、自动压力补偿器、发信器和高温延伸（散热）件等。温度补偿器

20、、自动压力补偿器、发信器和高温延伸（散热）件等。1） 计量室计量室 腰轮流量计由一对腰轮和壳体构成，两腰轮是有互为共轭曲线的转子，与腰轮同轴腰轮流量计由一对腰轮和壳体构成，两腰轮是有互为共轭曲线的转子，与腰轮同轴装有驱动齿轮，被测流量推动转子旋转，转子间由驱动齿轮相互驱动。腰轮、计量室壳体一般装有驱动齿轮，被测流量推动转子旋转，转子间由驱动齿轮相互驱动。腰轮、计量室壳体一般由铸铁、铸钢或不锈钢制成，要根据流体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量室也有单独制由铸铁、铸钢或不锈钢制成，要根据流体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量室也有单独制成，与仪表外壳分离，这样计量室就不承受静压，没有静压引起变形

21、的附加误差。成，与仪表外壳分离，这样计量室就不承受静压，没有静压引起变形的附加误差。2） 传动机构传动机构 传动机构包括磁性联轴器（或机械密封装置）和减速变速机构。变速调整机构由传动机构包括磁性联轴器（或机械密封装置）和减速变速机构。变速调整机构由齿轮对齿轮对组合而成。组合而成。3） 积算器和指示表头积算器和指示表头 类型较多，有指针式指示和数字式指示；有不带复位计数器和带复位计类型较多，有指针式指示和数字式指示；有不带复位计数器和带复位计数器；也由带瞬时流量指示，带打印机，带设定部，等等。数器；也由带瞬时流量指示，带打印机，带设定部，等等。4） 自动温度补偿器自动温度补偿器 对被测介质温度变

22、化影响进行连续自动补偿，有机械式、也有电气电子式。对被测介质温度变化影响进行连续自动补偿，有机械式、也有电气电子式。5） 自动压力补偿器自动压力补偿器 对被测介质静压变化影响作自动修正。对被测介质静压变化影响作自动修正。6） 发信器发信器 发信器有多种形式，有接触式和非接触式。发信器有多种形式，有接触式和非接触式。 容积式流量计的选择容积式流量计的选择 根据被测介质和测量范围的不同，选择合适的流量根据被测介质和测量范围的不同，选择合适的流量计对于高粘度的油类，可考虑采用刮板式容积流量计对于计对于高粘度的油类，可考虑采用刮板式容积流量计对于低粘度的油类以及水的测量，可考虑采用椭圆齿轮式、腰轮式低

23、粘度的油类以及水的测量，可考虑采用椭圆齿轮式、腰轮式等容积式流量计，对于准确度要求不高的场合，也可采用旋转等容积式流量计，对于准确度要求不高的场合，也可采用旋转活塞式或刮扳式容积流量计活塞式或刮扳式容积流量计 对于气体流量的测量，一般可采用转筒式或旋转活塞式对于气体流量的测量，一般可采用转筒式或旋转活塞式容积流量计在煤气的测量中，较常用的是皮膜式容积式流量容积流量计在煤气的测量中，较常用的是皮膜式容积式流量计在一些准确度要求较高的测量中，齿轮型气体容积流量计计在一些准确度要求较高的测量中，齿轮型气体容积流量计也被采用也被采用 容积式流量计的量限确定，通常采用这样的方法：下限流容积式流量计的量限

24、确定，通常采用这样的方法：下限流量量qmin，是根据流量计误差特性来决定即该最小流量时的，是根据流量计误差特性来决定即该最小流量时的误差必须在允许误差范围之内；上限流量误差必须在允许误差范围之内；上限流量qmax，是考虑流量，是考虑流量计运动部件的磨损情况而决定流量过大，会导致流量计运动计运动部件的磨损情况而决定流量过大，会导致流量计运动部件加速磨损而引起泄漏量增加，误差增加部件加速磨损而引起泄漏量增加，误差增加般的选择为般的选择为qmax510qmin容积式流量计的安装要点容积式流量计的安装要点 容积式流景计有一个很大的优点，不需要有较长的前后直容积式流景计有一个很大的优点，不需要有较长的前

25、后直管段来形成管内稳定流速分布这是因为它直接对流体容积进管段来形成管内稳定流速分布这是因为它直接对流体容积进行计量，而不是通过测量流速来得到流量因此，对管内的速行计量，而不是通过测量流速来得到流量因此，对管内的速度分布没有要求，这给现场安装带来很大方便。度分布没有要求，这给现场安装带来很大方便。 但是容积式流量计的动静部件之间的间隙很小，为保证测但是容积式流量计的动静部件之间的间隙很小，为保证测量的精度，一般不允许有磨损产生所以，容积式流量计对介量的精度，一般不允许有磨损产生所以，容积式流量计对介质的清洁度有质的清洁度有定要求，不能有大量固体微粒进入流量计在定要求，不能有大量固体微粒进入流量计

26、在测量含有固体微粒的流体测量含有固体微粒的流体(如河水等如河水等)时，必须在流量计前加装时，必须在流量计前加装介质过滤装置介质过滤装置 对测量含有气泡的介质时，应该在流量计前安装气体分离对测量含有气泡的介质时，应该在流量计前安装气体分离装置，以免气体体积被计量在内，而影响液体流量的测量准确装置，以免气体体积被计量在内，而影响液体流量的测量准确度度 浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。积流量仪表，又称转子流量计。 浮子流量计的流量

27、检测元件是由一根自下向上扩浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图组所组成。工作原理如图1所示，被测流体从下向上所示，被测流体从下向上经过锥管经过锥管1和浮子和浮子2形成的环隙形成的环隙3时，浮子上下端产时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降

28、低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。系。 口径口径15-40mm透明锥形管浮子流量计典型结构如透明锥形管浮子流量计典型结构如图图2所示。透明锥形管所示。透明锥形管4用得最普遍是由硼硅玻璃制成，用得最普遍是由硼硅玻璃制成，习惯简称玻璃管浮子流量计。流量分度直接刻在锥管习惯简称玻璃管浮子流量计。流量分度直接刻在锥管4外壁上，也有在锥管旁另装分度标尺。锥管内腔有圆锥外壁上，也

29、有在锥管旁另装分度标尺。锥管内腔有圆锥体平滑面和带导向棱筋（或平面）两种。浮子在锥管内体平滑面和带导向棱筋（或平面）两种。浮子在锥管内自由移动，或在锥管棱筋导向下移动，较大口平滑面内自由移动，或在锥管棱筋导向下移动，较大口平滑面内壁仪表还有采用导杆导向。壁仪表还有采用导杆导向。 图图3是直角型安装方式金属管浮子流量计典型结构，是直角型安装方式金属管浮子流量计典型结构，通常适用于口径通常适用于口径15-40mm以上仪表。锥管以上仪表。锥管5和浮子和浮子4组组成流量检测元件。套管（图成流量检测元件。套管（图3未表示）内有导杆未表示）内有导杆3的延伸的延伸部分，通过磁钢耦合等方式，将浮子的位移传给套

30、管外部分，通过磁钢耦合等方式，将浮子的位移传给套管外的转换部分。转换部分有就地指示和远传信号输出两大的转换部分。转换部分有就地指示和远传信号输出两大类型。除直角安装方式结构外还有进出口中线与锥管同类型。除直角安装方式结构外还有进出口中线与锥管同心的直通型结构，通常用于口径小于心的直通型结构，通常用于口径小于10-15mm的仪表。的仪表。一、优点一、优点1、浮子流量计使用于小管径和低流速。常用仪表口径、浮子流量计使用于小管径和低流速。常用仪表口径40-50mm以下，最小口径做到以下，最小口径做到1.5-4mm。适用于测量低流速小流量，以液体为例，口径。适用于测量低流速小流量，以液体为例，口径10

31、mm以下玻璃管浮子流以下玻璃管浮子流量计满度流量的名义管径，流速只在量计满度流量的名义管径，流速只在0.2-0.6m/s之间，甚至低于之间，甚至低于0.1m/s；金属管浮；金属管浮子流量计和口径大于子流量计和口径大于15mm的玻璃管浮子流量计稍高些，流速在的玻璃管浮子流量计稍高些，流速在0.5-1.5m/s之间。之间。2、浮子流量计可用于较低雷诺数，选用粘度不敏感形状的浮子，流通环隙处雷诺数只、浮子流量计可用于较低雷诺数，选用粘度不敏感形状的浮子，流通环隙处雷诺数只要大于要大于40或或500，雷诺数变化流量系数即保持常数，亦即流体粘度变化不影响流量系，雷诺数变化流量系数即保持常数，亦即流体粘度

32、变化不影响流量系数。这数值远低于标准孔板等节流差压式仪表最低雷诺数数。这数值远低于标准孔板等节流差压式仪表最低雷诺数104-105的要求。的要求。大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。3、浮子流量计有较宽的流量范围度，一般为、浮子流量计有较宽的流量范围度，一般为10：1，最低为，最低为5：1，最高为，最高为25：1。流量检测元件的输出接近于线性。压力损失较低。流量检测元件的输出接近于线性。压力损失较低。4、玻璃管浮子流量计结构简单，价格低廉。只要在现场指示流量者使用方便，缺点是、玻璃管浮子流量计结构简单，

33、价格低廉。只要在现场指示流量者使用方便，缺点是有玻璃管易碎的风险，尤其是无导向结构浮子用于气体。有玻璃管易碎的风险，尤其是无导向结构浮子用于气体。5、金属管浮子流量计无锥管破裂的风险。与玻璃管浮子流量计相比，使用温度和压力、金属管浮子流量计无锥管破裂的风险。与玻璃管浮子流量计相比，使用温度和压力范围宽。范围宽。二、缺点：二、缺点：1、大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。、大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。2、浮子流量计应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径，玻璃管、浮子流量计应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径，玻璃管浮子

34、流量计最大口径浮子流量计最大口径100mm，金属管浮子流量计为，金属管浮子流量计为150mm，更大管径只能用分流型，更大管径只能用分流型仪表。仪表。3、使用流体和出厂标定流体不同时，要作流量示值修正。液体用浮子流量计通常以水、使用流体和出厂标定流体不同时，要作流量示值修正。液体用浮子流量计通常以水标定，气体用空气标定，如实际使用流体密度、粘度与之不同，流量要偏离原分度值，标定，气体用空气标定，如实际使用流体密度、粘度与之不同，流量要偏离原分度值，要作换算修正。要作换算修正。1、按锥形管材料分类类型、按锥形管材料分类类型（1）透明锥形管浮子流量计）透明锥形管浮子流量计 透明锥形管材料用得最多的是

35、玻璃，无导向结构仪表测量气体时操作不慎，透明锥形管材料用得最多的是玻璃，无导向结构仪表测量气体时操作不慎，玻璃管易被击碎；还有用透明工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、有机玻璃等制玻璃管易被击碎；还有用透明工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、有机玻璃等制成，具有不易击碎之优点。成，具有不易击碎之优点。（2）金属管锥形管浮子流量计）金属管锥形管浮子流量计 与透明锥形管浮子流量计相比，可用于较高的介质温度和压力，且无玻璃管与透明锥形管浮子流量计相比，可用于较高的介质温度和压力，且无玻璃管浮子流量计锥管被击碎的潜在危险。图浮子流量计锥管被击碎的潜在危险。图3所示典型结构是锥形管与壳体制成一所示典型结构是锥形管与

36、壳体制成一体结构，也有锥管套入壳体的分离结构，改变流量规格只要调换不同圆锥角的体结构，也有锥管套入壳体的分离结构，改变流量规格只要调换不同圆锥角的锥管，使用较为灵便。锥管，使用较为灵便。2、按有否远传信号输出分类类型、按有否远传信号输出分类类型（1）就地指示型浮子流量计）就地指示型浮子流量计 有些透明管浮子流量计以就地指示为主，装有接近开关，作流量上下限报警有些透明管浮子流量计以就地指示为主，装有接近开关，作流量上下限报警信号输出。信号输出。 有些就地指示型金属管浮子流量计外形与远传信号输出相同，只是将浮子位有些就地指示型金属管浮子流量计外形与远传信号输出相同，只是将浮子位移通过磁耦合传出，经

37、连杆凸轮等线性化机构处理后就地指示。移通过磁耦合传出，经连杆凸轮等线性化机构处理后就地指示。（2）远传信号输出型浮子流量计）远传信号输出型浮子流量计 远传信号输出型仪表的转换部分将浮子位移量转换成电流或气压模拟量信号远传信号输出型仪表的转换部分将浮子位移量转换成电流或气压模拟量信号输出，分别成为电远传浮子流量计和气远传浮子流量计。输出，分别成为电远传浮子流量计和气远传浮子流量计。 浮子流量计作为直观流动指示或测量精确度要求不高的现场指示仪表，占浮浮子流量计作为直观流动指示或测量精确度要求不高的现场指示仪表，占浮子流量计应用的子流量计应用的90以上，被广泛地用在电力、石化、化工、冶金、医药等流以

38、上，被广泛地用在电力、石化、化工、冶金、医药等流程工业和污水处理等公用事业。程工业和污水处理等公用事业。 1、类型和结构选择、类型和结构选择浮子流量计主要测量对象是单相液体或气体，液体中含有微粒固体或气体中含有液浮子流量计主要测量对象是单相液体或气体，液体中含有微粒固体或气体中含有液滴通常不适用。因为浮子在液流中附着微粒或微小气泡均会影响测量值，例如微流量仪滴通常不适用。因为浮子在液流中附着微粒或微小气泡均会影响测量值，例如微流量仪表使用一段时期后浮子附着肉眼不出的附着层，也会改变流量示值百分之几。表使用一段时期后浮子附着肉眼不出的附着层，也会改变流量示值百分之几。 如只要现场指示，首先考虑价

39、廉的玻璃管浮子流量计，如温度、压力不能胜任则选用如只要现场指示，首先考虑价廉的玻璃管浮子流量计，如温度、压力不能胜任则选用就地指示金属管浮子流量计。玻璃管浮子流量计应选带有透明防护罩，一旦玻璃锥管破就地指示金属管浮子流量计。玻璃管浮子流量计应选带有透明防护罩，一旦玻璃锥管破裂，可挡住流体正向散溅，以作紧急处理。用于气体时应选用导杆或带棱筋导向的仪表，裂，可挡住流体正向散溅，以作紧急处理。用于气体时应选用导杆或带棱筋导向的仪表，以避免操作不慎浮子击碎锥管。如需要远传输出信号作总量积算或流量控制，一般选用以避免操作不慎浮子击碎锥管。如需要远传输出信号作总量积算或流量控制，一般选用电信号输出的金属管

40、浮子流量计。如环境气氛有防爆要求而现场又有控制仪表用气源，电信号输出的金属管浮子流量计。如环境气氛有防爆要求而现场又有控制仪表用气源，则优先考虑气远传金属浮子流量计，若选用电远传仪表则必须是防爆型。则优先考虑气远传金属浮子流量计，若选用电远传仪表则必须是防爆型。 测量不透明液体时选择金属管浮子流量计较为普遍，但也可选择带棱筋锥形管的玻璃测量不透明液体时选择金属管浮子流量计较为普遍，但也可选择带棱筋锥形管的玻璃管浮子流量计，借助浮子最大直径与棱筋接触的痕迹，以判读浮子的位置。管浮子流量计，借助浮子最大直径与棱筋接触的痕迹，以判读浮子的位置。 测量温度高于环境温度的高粘度液体和降温易析出结晶或易凝

41、固的液体，应选用带夹测量温度高于环境温度的高粘度液体和降温易析出结晶或易凝固的液体，应选用带夹套的金属管浮子流量计。套的金属管浮子流量计。2、 按实际使用介质密度选择仪表流量范围按实际使用介质密度选择仪表流量范围 这里所谓实际使用状态介质密度，液体是指使用时的密度，气体指使用状态下的密度。这里所谓实际使用状态介质密度，液体是指使用时的密度，气体指使用状态下的密度。3、示值分度、精确度和范围度、示值分度、精确度和范围度 直读型仪表的流量示值分度有直读型仪表的流量示值分度有Dt/d比分度、百分比分度、直接流量分度和毫米分度比分度、百分比分度、直接流量分度和毫米分度四种。四种。Dt/d比分度是以浮子

42、直径与相应锥管内径比分度是以浮子直径与相应锥管内径Dt的比值表示，国内产品甚少采用；的比值表示，国内产品甚少采用；百分率分度是以满度流量作为百分率分度是以满度流量作为100， 浮子流量计为低中等精确度仪表。通用型玻璃浮子流量计为低中等精确度仪表。通用型玻璃浮子流量计的基本误差，口径小于浮子流量计的基本误差，口径小于6mm为为2.5-5FS，10-15mm为为2.5FS，25mm以上为以上为1-2.5FS；金属管浮子流量计就地指示型为；金属管浮子流量计就地指示型为1-2.5FS，远传型为，远传型为1-4FS。耐腐型仪表的精确度还要低些。有些特殊结构仪表，例如表尺长度只有。耐腐型仪表的精确度还要低

43、些。有些特殊结构仪表，例如表尺长度只有2-3倍倍浮子直径的短型玻璃管浮子流量计和高压型吹流型金属管浮子流量计精确度低至浮子直径的短型玻璃管浮子流量计和高压型吹流型金属管浮子流量计精确度低至5-10级。级。玻璃管浮子流量计范围度大部分为玻璃管浮子流量计范围度大部分为10：1，短管型仪表口径，短管型仪表口径100mm则为则为5：1；金属管浮；金属管浮子流量计为（子流量计为（5：1）-（10：1）。）。4、材质选择、材质选择 应根据测量介质腐蚀特性、温度及相应防腐知识及材料耐温范围选用相应材料，如测应根据测量介质腐蚀特性、温度及相应防腐知识及材料耐温范围选用相应材料，如测量管材质、浮子材质。量管材质

44、、浮子材质。1、仪表安装方向、仪表安装方向绝大部分浮子流量计必须垂直安装在无振动的管道上，不应有明显的倾斜，流体绝大部分浮子流量计必须垂直安装在无振动的管道上，不应有明显的倾斜，流体自下而上流过仪表。自下而上流过仪表。2 用于污脏流体的安装用于污脏流体的安装应在仪表上游装过滤器。带有磁性耦合的金属管浮子流量计用于可能含铁磁性杂应在仪表上游装过滤器。带有磁性耦合的金属管浮子流量计用于可能含铁磁性杂质流体时，应在仪表前装磁过滤器。质流体时，应在仪表前装磁过滤器。3、脉动流的安装、脉动流的安装 流动本身的脉动，如拟装仪表位置的上游有往复泵或调节阀，或下游有大负荷变化流动本身的脉动，如拟装仪表位置的上

45、游有往复泵或调节阀，或下游有大负荷变化等，应改换测量位置或在管道系统予以补救改进，如加装缓冲罐；若是仪表自身的振等，应改换测量位置或在管道系统予以补救改进，如加装缓冲罐；若是仪表自身的振荡，如测量时气体压力过低，仪表上游阀门未全开，调节阀未装在仪表下游等原因，荡，如测量时气体压力过低，仪表上游阀门未全开，调节阀未装在仪表下游等原因，应针对性改进克服，或改选用有阻尼装置的仪表。应针对性改进克服，或改选用有阻尼装置的仪表。4、要排尽液体用仪表内气体、要排尽液体用仪表内气体 进出口不在直线的角型金属浮子流量计，用于液体时注意外传浮子位移的引申套管进出口不在直线的角型金属浮子流量计，用于液体时注意外传

46、浮子位移的引申套管内是否残留空气，必须排尽；若液体含有微小气泡流动时极易积聚在套管内，更应定内是否残留空气，必须排尽；若液体含有微小气泡流动时极易积聚在套管内，更应定时排气。这点对小口径仪表更为重要，否则影响流量示值明显。时排气。这点对小口径仪表更为重要，否则影响流量示值明显。5、定期清洗保持浮子流量计测量管及浮子清洁、定期清洗保持浮子流量计测量管及浮子清洁 涡街流量计是根据卡门涡街理论进行工作的涡街流量计是根据卡门涡街理论进行工作的,. 在在流体流体(液体液体,气体或蒸汽气体或蒸汽)中插入一个柱形挡体中插入一个柱形挡体(漩涡发生漩涡发生体体),挡体两侧就会交替产生漩涡挡体两侧就会交替产生漩涡

47、,漩涡频率与流速有关漩涡频率与流速有关.采用压电传感器或差动电容传感器检测出漩涡频率采用压电传感器或差动电容传感器检测出漩涡频率,对对频率信号进行调理后频率信号进行调理后,送单片机作运算处理送单片机作运算处理,可作出液体可作出液体的流量和累积总量的现场显示的流量和累积总量的现场显示,并可输出与流量成比例并可输出与流量成比例的脉冲信号的脉冲信号,电流信号电流信号,RS485通信信号或其它通信通信信号或其它通信方式的信号方式的信号. 可用于测量液体、气体和蒸汽的流量可用于测量液体、气体和蒸汽的流量 涡街流量计的特点：涡街流量计的特点： 1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际）输出为脉冲频率，其

48、频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；温度的影响；2）测量范围宽，一般范围度可达）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；以上；3）精确度为中上水平；）精确度为中上水平；4）无可动部件，可靠性高；）无可动部件，可靠性高；5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；）结构简单牢固，安装方便，维护费较低； 6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。 涡街流量计作为一种新型流量计，涡街流量计作为一种新型流量计，80年代中期以来发展较快，它在流量测量方年代中期以来发展较快，它在流量测量

49、方面有着诸多的优点和长处，在现代流量测量中应用越来越广泛。涡街流量计是基于面有着诸多的优点和长处，在现代流量测量中应用越来越广泛。涡街流量计是基于流体振动发展起来的，根据旋涡的不同，检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应流体振动发展起来的，根据旋涡的不同，检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合，不仅可用于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比，旋涡列的场合，不仅可用于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比，涡街流量计没有可动

50、的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定；与孔板式流量计涡街流量计没有可动的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定；与孔板式流量计相比，涡街流量计测量范围大，压力损失小，准确度高，安装与维护简单。但涡街相比，涡街流量计测量范围大，压力损失小，准确度高，安装与维护简单。但涡街流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。 涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正

51、比于流速的两列旋涡，旋涡的释送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：示： fStvd 在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图所示。旋涡列在旋涡发生体下游非卡曼涡街，如图所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来

52、流，被测介质来流的平均速度为的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通，表体通径为径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式，根据卡曼涡街原理，有如下关系式 （1）f=SrU1/d=SrU/md式中式中U1-旋涡发生体两侧平均流速，旋涡发生体两侧平均流速，m/s；Sr-斯特劳哈尔数；斯特劳哈尔数；m-旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比(2)qv=D2U/4=D2mdf/4Sr(3)K=f/qv=D2md/4Sr-1式中式中K-流量计的仪表系数，脉冲数流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。）。K除与旋涡发生体、管道的几

53、何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=21047106范围内，范围内，Sr可可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为的流量计算式为式中式中 qVn，qV-分别为标准状态下（分别为标准状态下（

54、0oC或或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流）和工况下的体积流量，量，m3/h； Pn，P-分别为标准状态下和工况下的绝对压力，分别为标准状态下和工况下的绝对压力，Pa； Tn，T-分别为标准状态下和工况下的热力学温度，分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K； Zn，Z-分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。 由上式可见，由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计系数在一定雷诺数范围内

55、仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。 VSF由传感器和转换器两部分组成，如图由传感器和转换器两部分组成，如图3所示。传感器包括所示。传感器包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、放大器、滤波整形电路、DA转换电路、输出接口

56、电路、端子、转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。其他功能模块亦装在转换器内。（1）旋涡发生体）旋涡发生体旋涡发生体是检测器的主要部件，它与仪表的流量特性（仪旋涡发生体是检测器的主要部件，它与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关，表系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关，对它的要求如下。对它的要求如下。1）能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离；能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离；2）在较宽的雷诺数

57、范围内，有稳定的旋涡分离点，保持恒在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数；定的斯特劳哈尔数；3）能产生强烈的涡街，信号的信噪比高；能产生强烈的涡街，信号的信噪比高；4）形状和结构简单，便于加工和几何参数标准化，以及各形状和结构简单，便于加工和几何参数标准化，以及各种检测元件的安装和组合；种检测元件的安装和组合；5）材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温度材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温度变化；变化；6）固有频率在涡街信号的频带外。固有频率在涡街信号的频带外。 检测元件检测元件 流量计检测旋涡信号有流量计检测旋涡信号有5种方式。种方式。 1） 用设

58、置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生体两侧差压；用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生体两侧差压； 2） 旋涡发生体上开设导压孔，在导压孔中安装检测元件检测发生体两侧差压；旋涡发生体上开设导压孔，在导压孔中安装检测元件检测发生体两侧差压； 3） 检测旋涡发生体周围交变环流；检测旋涡发生体周围交变环流； 4） 检测旋涡发生体背面交变差压；检测旋涡发生体背面交变差压； 5） 检测尾流中旋涡列。检测尾流中旋涡列。 根据这根据这5种检测方式，采用不同的检测技术（热敏、超声、应力、应变、电容、电磁、种检测方式，采用不同的检测技术（热敏、超声、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等）可以构成不同类型的

59、光电、光纤等）可以构成不同类型的VSF， 转换器转换器 检测元件把涡街信号转换成电信号，该信号既微弱又含有不同成分的噪声，必须进检测元件把涡街信号转换成电信号，该信号既微弱又含有不同成分的噪声，必须进行放大、滤波、整形等处理才能得出与流量成比例的脉冲信号。行放大、滤波、整形等处理才能得出与流量成比例的脉冲信号。 1、优点：、优点： 1） VSF结构简单牢固，安装维护方便（与节流式差压流量计相比较，无需导压管和结构简单牢固，安装维护方便（与节流式差压流量计相比较，无需导压管和三阀组等，减少泄漏、堵塞和冻结等）。三阀组等，减少泄漏、堵塞和冻结等）。 2）适用流体种类多，如液体、气体、蒸气和部分混相

60、流体。）适用流体种类多，如液体、气体、蒸气和部分混相流体。 3）精确度较高（与差压式，浮子式流量计比较），一般为测量值的（）精确度较高（与差压式，浮子式流量计比较），一般为测量值的（ 1%2%）R。 4）范围宽度，可达）范围宽度，可达10：1或或20：1。 5）压损小（约为孔板流量计）压损小（约为孔板流量计1/41/2）。）。 6）输出与流量成正比的脉冲信号，适用于总量计量，无零点漂移；）输出与流量成正比的脉冲信号，适用于总量计量，无零点漂移； 7）在一定雷诺数范围内，输出频率信号不受流体物性（密度，粘度）和组分的影响，）在一定雷诺数范围内，输出频率信号不受流体物性（密度，粘度）和组分的影响，