測量流體流量的儀表統稱為流量計,流量計是工業測量中重要的儀表之一。隨著工業生產的發展,對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高,為了適應各種用途,各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。那么流量計分哪些種類呢,常用的分類方法有很多,我們這里按流量計的結構原理進行分類一下。
1.容積式流量計
容積式流量計,又稱定排流量計,在流量儀表中是精度很高的一類。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。常用的有橢圓齒輪流量計,腰輪流量計等。
2.葉輪式流量計
葉輪式流量計的工作原理是將葉輪置于被測流體中,受流體流動的沖擊而旋轉,以葉輪旋轉的快慢來反映流量的大小。典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計,其結構可以是機械傳動輸出式或電脈沖輸出式。一般機械式傳動輸出的水表準確度較低,誤差約±2%,但結構簡單,造價低,國內已批量生產,并標準化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的準確度較高,一般誤差為0.5%。常用有液體渦輪流量計氣體渦輪流量計等。
3.差壓式流量計
差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成.一次裝置稱流量測量元件,它安裝在被測流體的管道中,產生與流量(流速)成比例的壓力差,供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產生的差壓信號,并將其轉換為相應的流量進行顯示.差壓流量計的一次裝置常為節流裝置或動壓測定裝置(孔板 均速管等)。二次裝置為各種電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表.差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。由于差壓和流量呈平方根關系,故流量顯示儀表都配有開平方裝置,以使流量刻度線性化。多數儀表還設有流量積算裝置,以顯示累積流量,以便經濟核算。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久,比較成熟,世界各國一般都用在比較重要的場合,約占各種流量測量方式的70%。發電廠主蒸汽、給水、凝結水等的流量測量都采用這種表計。常用的主要有孔板流量計,阿牛巴,威力巴等
4.變面積式流量計
放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的“顯示重量”(浮子本身的重量減去它所受流體的浮力)相平衡時,俘子即靜止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由于流量計的通流截面積隨浮子高度不同而異,而浮子穩定不動時上下部分的壓力差相等,因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。該式流量計的典型儀表是轉子(浮子)流量計。
5.沖量式流量計
利用沖量定理測量流量的流量計稱沖量式流量計,多用于測量顆粒狀固體介質的流量,還用來測泥漿、結晶型液體和研磨料等的流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。典型的儀表是水平分力式沖量流量計,其測量原理是當被測介質從一定高度h自由下落到有傾斜角 的檢測板上產生一個沖力,沖力的水平分力馬質量流量成正比,故測量這個水平分力即可反映質量流量的大小。按信號的檢測方式,該型流量計分位移檢測型和直接測力型。常用的如沖板流量計。
6.電磁流量計
電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產生感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業上多用以測量水、礦漿等介質的流量,應用廣泛??蓽y管徑達2m,而且壓損極小。但導電率低的介質則不能應用。
7.超聲波流量計
超聲波流量計是基于超聲波在流動介質中傳播的速度等于被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計雖然在70年代才出現,但由于它可以制成非接觸型式,并可與超聲波水位計聯動進行開口流量測量,對流體又不產生擾動和阻力,所以很受歡迎,是一種很有發展前途的流量計。常用的有外夾式超聲波,插入式超聲波,管道式超聲波流量計等
8.流體振蕩式流量計
流體振蕩式流量計是利用流體在特定流道條件下流動時將產生振蕩,且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設計的.當通流截面一定時,流速與導容積流量成正比。因此,測量振蕩頻率即可測得流量.這種流量計是70年代開發和發展起來的.由于它兼有無轉動部件和脈沖數字輸出的優點,很有發展前途。目前典型的產品有渦街流量計、旋進旋渦流量計等。
9.質量流量計
質量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質量流量計利用與質量流量直接有關的原理進行測量,目前常用的有量熱式、角動量式、振動陀螺式、馬格努斯效應式和科里奧利力式等質量流量計。間接式質量流量計是用密度計與容積流量直接相乘求得質量流量的。在現代工業生產中,流動工質的溫度、壓力等運行參數不斷提高,在高溫高壓的情況下, 由于材質和結構等方面的原因,直接式質量流量計的應用遇到困難,而間接式質量流量計由于密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業生產中廣泛采用的是溫度壓力補償式質量流量計??砂阉醋饕环N間接式質量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關系,用溫度、壓力信號經函數運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質量流量.目前溫度、壓力補償式質量流量計雖已實用化,但當被測介質參數變化范圍很大或很迅速時,正確地補償將很困難或不可能,因此進一步研究在實際生產中適用的質量流量計和密度計還是一個課題。
除上述的流量計外還有適用于明渠測流的各種堰式流量計、槽式流量計;適于大口徑測流的插入式流量計;測量層流流量的層流流量計;適于二相流測量的相關法流量計;以及激光法、核磁共振法流量計和多種示蹤法、稀釋法測流等。隨著科技的發展和實際應用需要,新型流量計將不斷涌現流量計的類型將更為齊全。