流量计

用于测定流过管子、通道或明渠的流体(液体、气体)数量的仪器。如测的是流量，则可用流量的单位表示，如米/秒、升/分、千克/小时;如测的是总流量(累计流量)则可用总流量的单位表示，如米、升或千克等。随着生产和科学技术的发展，流量测量现已成为一项专门的技术。通过测量和控制流量，还可方便地达到控制温度和压力的目的。流量计的选择根据流体数量、流动速率和所研究的流体类型而定。目前广泛应用的流量计大致可分成体积流量计与质量流量计两大类。体积流量计又可按测量原理分为速度式与容积式两种。

体积流量计  测定单位时间内流过某一截面的体积流量或通过流体密度与所测的体积流量直接求得质量流量的仪表统称为体积流量计。它可分为两大类：

速度式流量计  与直接测量流体容积的流量计不同，它先测出流体经过一定截面积时的速度，然后求得体积流量Q。主要有：

①压差式 它是基于伯努利定理测量流量的一种型式。在直管段中安装着节流装置，测出其前后的压力差后即可求出流速。这种节流装置除了有标准孔板(图1)、标准文丘里管和测流嘴外，还有圆缺孔板以及适用于低雷诺数流体的“四分圆”喷嘴和双重孔板等多种型式。可根据测定部分的条件，容许压力损失以及制造的工艺性等因素酌情选用。

所有的压差式流量计都是通过节流装置产生两点间的压差。它可用简单的、充以液体(通常用水银)的 U型管压力计准确测量，也可用更精密的其他型式的压力计测量。如通过压差直接读出流量，其标尺具有非线性刻度。

②面积式 与压差式的工作原理相同。流体向上流过一根锥形管，同时举起一个一定形状的重物(浮子)使之达到一定位置(图2)。在此位置，上升流体的力恰好与浮子的重量平衡，从而指示出流量。活塞式流量计也是利用这一原理制成的。

③其他形式：

变压头、变面积流量计 明渠中液体溢过一个堰时，超过堰本身的水头高度取决于流速，因而明渠的流量通过测量流过一个堰(通常使用三角堰)的液体高度来确定。由于高度-流速呈指数函数关系，因而其标尺刻度也是非线性的。

热式流量计 利用置于流体中某一加热体的温度与流速间的关系来测量流体的流量。常用的有薄膜式热流量计与热敏电阻型流量计两种型式。它们适用于测定血液流量等特殊场合。

涡轮流量计 利用置于流通截面上的涡轮将流体的直线速度转变为涡轮的旋转速度，其转速与流体的体积流量成比例。由于它具有精确度高，动态响应好并能在高压下使用等特点，已成为目前应用较广的一种流量计。

电磁流量计 应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时产生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器(见电磁流量计)。

超声波流量计 共有三种类型：一种是利用在流动方向与反方向的声速差来测量流量的；另一种是利用流动可使声波波束偏移，通过声场强度改变来测量流量的；还有一种则是利用声波的多普勒效应，通过测定流体中粒子的速度来测量流量的。由于它可实现无接触测量，因而压力损失极微，应用范围很广，是目前较有发展前途的一种流量计。

盐速度式流量计与同位素式流量计 在这种经典方法中将少量的盐或放射性同位素注入流体中，通过测量两固定点间的电导率或辐射强度求得流体通过该两点所需的时间，从而测出流速。在其他流量计不宜使用的不利条件下(如测量高浓度的液-固两相流动)，可采用此法。

靶式流量计 利用靶体在流体内所受的阻力来测定流体速度，从而测量流量。它适用于不洁净的流体以及某些液-固两相流动。

涡街式流量计 流体中如插入一根非流线型柱体，其下游就会产生双列涡旋(即卡门涡街)，涡街频率正比于流速。通过测量涡街频率即可测出流量。涡街频率通常可通过超声波法或测压法加以测定。由于结构简易可靠，性能较好，它是一种比较新型的流量计。

核磁共振型流量计 利用在有极化液体流动的变送器中核磁共振信号振幅和流量的关系来测量流量。另一种则是利用核子的磁标记法进行液体速度的绝对测量。它适用于含有大量氢、氟、锂核或任何具有大回磁比的其他核子的液体，如水、酒精、汽油和石油等。

容积式流量计  这种流量计具有一定容积的计量室，当流体经过该室时，流体的压力或积存在计量室中的流体重量会自动使计量转数的指示机构动作。通常，用一个总和计算器显示通过仪表的总流量，因而也把此类仪表称为总流量计。按计量室形状与构造，这种流量计可分成鼓形(圆筒形)、盘形(圆板型)、旋转活塞型、直动活塞型和转子型等五种类型。其中圆筒型多用于湿式气量计；直动式活塞型常用于汽油站等场合。由于转子型最适于作工业仪表，因此常把它作为容积式的典型。

质量流量计  它包括两种：一种是能测量实际质量流量而不需要补偿的质量流量计，它们一般是根据角动量守恒原理工作的。给流体一个恒定角动量或使流体失去一个恒定角动量所需的力矩是直接与质量流量成正比的。另一种是推导型质量流量计，它是一种体积流量装置，其输出经补偿后换算为质量流量。

质量流量计有三种主要型式：一种型式是用-马达带动的叶片使管中流体作等角速度旋转。由第二级静止叶片将液(气)流再次导直所需的力矩就是质量流量的直接度量。另一种型式(利用科里奥利效应)的主要部件是一带肋轮盘，它被固定在一个装在外壳中的转矩传感部件下，二者均以等速旋转。流体由轮盘中心进入并沿径向加速，轮盘上的转矩就是质量流量的直接度量。第三种型式是基于陀螺仪原理设计的(图3)。将流体送进一根圆管，因管具有适当形状，使得流动物质的质量相当于一绕z轴转动的回转轮。整个陀螺模拟系统绕x轴旋转，且产生一绕y轴的扭矩，它与模拟回转轮的角动量成正比，因而该扭矩与质量流量成正比。

测量精度一般是对包括传感器与指示仪表在内的整个系统说的。在过程控制中习惯地把它表示为满刻度值的百分比，而在流量计中把它表示为实际流量的百分比。