八种流量计优缺点简述

       1 差压式流量计

       差压式流量计是一种具有悠久历史,实践经验丰富成熟，标准规范完善，是品种规格齐全的一类流量测量仪表。差压式流量计是利用伯努利方程原理来测量，当充满管中的流体经管道内的差压装置时，流束将在差压装置处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在差压装置前后或喉部便产生了压差，介质流动的流量越大，产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。差压式流量计分为标准差压式差压流量计和非标准差压式差压流量计两大类，标准差压式流量计得到国际标准化组织和国际法制计量组织的认可，在国际间作为通用流量计互为认可, 20世纪50年代以前是唯一的天然气流量计,目前还占据比较重要的地位。

       差压式流量计的优点有：

       ·结构简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉。

       ·检测件与差压显示仪表可分开不同生产厂生产，便于专业化形成规模经济生产，它们的结合非常灵活方便。

       ·标准型的检测件，是全世界通用的，并得到国际标准组织的认可。

       ·标准型差压装置无需实流校准即可投用，只要按标准设计加工不需要进行实际标定，也能在已知的不确定度范围内进行流量测量且能满足工程测量的需要。

       差压式流量计的缺点有：

       ·测量准确度普遍偏低。

       ·范围度窄,一般仅3:1～4:1。

       ·现场安装条件要求高。

       ·压损大。

       针对上述不足，近年国内生产厂推出一系列改进办法，如一体式差压流量计、定值节流件、可换孔板节流装置、采用标准喷嘴等等。根据差压式流量计的特点，要想在工作中获得准确测量结果，就必须全面掌握流量测量的方式、测量介质、测量装置、流体工况、检验标准等情况。可广泛应用于电力、化工、石化、石油、天然气、冶金轻工等，对于高温、高压介质的流量测量尤其具有优势。

       2 容积式流量计

       容积式流量计又称定排量流量计在流量仪表中是精度较高的一类，它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，并进行重复不断地充满和排放该体积部分流体而累加测量出流体体积总量的流量仪表。

       容积式流量计的优点:

       ·测量准确度高。

       ·安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前不需要直管段。

       ·可用于高黏度液体的测量。

       ·测量范围度宽。

       ·直读式仪表无需外部能源可直接获得累计总量,清晰明了,操作简便。

       容积式流量计的缺点:

       ·机械结构复杂,体积庞大。

       ·被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大。

       ·不适用于高、低温场合。

       ·大部分仪表只适用于洁净单相流体。

       ·产生噪声及振动。

       在流量仪表中，容积式流量计使用历史悠久、有完备的标准规范，是精度很高的一类仪表，适于中小流量范围因而被广泛应用于原油、柴油、液化石油气、天然气以及煤气等昂贵介质的总量测量。

       3 浮子流量计

       浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。浮子流量计工作原理为：流量的变化和浮子在不同高度位置上对应的流通面积直接相关。被测流体从下向上经过变径管和浮子形成的流通面积时，浮子上下端产生的差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流通中浮子的重量时，浮子便上升，环通面积随之增大，环通面积处流速下降，浮子上下两端压差降低，作用于浮子的上升力也随之减小，直到上升力等于浸在流体中浮子的重量时，浮子便稳定在某一高度，通过读取或检测浮子稳定的高度值即可获取流量数值。

       浮子流量计的优点有：

       ·可以测量液体、气体、蒸汽等几乎所有流体的流量。

       ·结构简单，适合于流量的现场指示。

       ·作为现场指示型流量计，由于不需要电源，所以即使是易燃易爆环境其本质也是安全的。

       ·压力损失较小。

       ·对上游直管段要求低。

       ·不受液体中所含的各种杂音（电气的、化学的及流体的等）的影响。

       ·低价格，容易安装。

       浮子流量计的缺点有：

       ·有可动部件，存在一些压力损失等。

       ·精度受流体物理参数变化的影响。

       浮子流量计作为直观流动指示或测量精度要求不高的现场指示仪表，大量应用于石油、化工、冶金、电力、食品、制药、造纸等行业的液体、气体、蒸汽介质的测量与过程控制。

       4 叶轮式流量计

       叶轮式流量计是一种速度式流量仪表，标准规范亦十分完备，已经发展为多品种、全系列，多规格，批量生产规模的流量仪表。被测流体冲击叶片，使叶轮旋转，叶轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，叶轮的转速也大。

       叶轮式流量计的优点：

       ·准确度等级高。

       ·测量范围宽、重复性好。

       ·压力损失小。

       ·安装维修方便。

       叶轮式流量计的缺点：

       ·由于有可动部件，不能长期保持校准特性，需要定期校验。

       ·流体物性（密度、黏度）对流量特性有较大的影响。

       ·对被测介质清洁度要求较高。

       采用一种高效整流作用的整流器与叶轮流量传感器结合构成一体化的气体叶轮流量计，在上游侧阻流件为弯头或有半开截止阀条件下，只需要2D直管段长度，对于安装空间窄小是很突出的特点。在欧洲和美国叶轮流量计是继孔板流量计之后的第二个法定天然气流量计，已经发展为多品种、全系列，多规格，批量生产规模的天然气流量计，标准规范亦十分完备。叶轮式流量计在石油、化工、科研、国防和计量等各部门中也有广泛应用。

       5 电磁流量计

       电磁流量计根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中切割磁力线时，将在两端产生感应电动势，其大小与流速成正比，据此可测出流量值。

       电磁流量计最大的优点是：

       ·准确度等级高。

       ·结构简单管道中无任何阻力件，几乎没有压损。

       ·可测量液固两项流、纸浆、矿建、煤浆等。

       ·口径范围广。

       电磁流量计最大的缺点：

       ·不能用来测量气体、蒸汽以及不导电的液体。

       ·不能用于高温介质测量。

       ·容易受到外界电磁干扰。

       电磁流量计作为目前的新型仪表以其优异的测量性能获得了市场广泛认可，增量为目前最大的流量仪表之一。大量地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。

       6 流体振动流量计

       流体振动是流体特有的物理现象之一。在特定条件下根据流体振动的频率与流速之间存在的对应关系，采用测量流体振动频率的方法实现流量测量的仪表统称流体振动流量计。

       流体振动流量计的优点：

       ·准确度等级高。

       ·无可动部件，可靠性高，寿命长。

       ·结构简单、安装方便、维护量少。

       ·适用范围广，可用于液体、气体、蒸汽的流量测量。

       流体振动流量计的缺点：

       ·高温高压测量存在困难。

       ·外界振动对流量计正常工作有干扰。

       流体振动流量计以涡流流量计、旋进旋涡流量计、射流流量计3种流量计为代表应用范围较广，已经成为通用流量计。

       7 超声流量计

       超声流量计是通过检测流体流动对超声束的作用以测量流量的仪表。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

       超声流量计的优点:

       ·可做非接触式测量。

       ·为无流动阻挠测量,无压力损失。

       ·可测量非导电性液体。

       ·口径范围大。

       缺点:

       ·测量高温介质还存在一定的局限性。

       ·对于流场温度性要求高。

       ·直管段长度有要求。

       超声波测量流量的方法在发达国家已得到了广泛的应用，技术也已经成熟。目前液体超声波和气体超声波流量计市场增长迅速，在供热、电力、冶金、市政应用方面不断地扩大。

       多声道气体超声流量计开始在天然气工业中应用，它以其优异的特性引起国际上很大重视，成为继孔板之后的一类重要的天然气流量仪表。

       8 质量流量计

       直接能测量质量值的流量计目前最为广泛的是科里奥利力质量流量计。科里奥利效应是指当质点在一个转动参考系内沿径向做相对运动时，会产生一种不同于通常离心力的惯性力作用在此质点上，称科里奥利力。由于科里奥利力的作用，在振管的横向将产生与振动频率相一致的强迫振动即摆动。利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种质量流量仪表称为科里奥利力质量流量计。基于科里奥利力原理的质量流量计的开发始于20世纪50年代，但直到20世纪70年代才有所突破。直接测量在旋转管道中流动的介质质量流量计是当今世界上最先进的流量仪表之一。

       质量流量计的特点：

       ·直接测量质量流量，测量准确度高

       质量流量的测量，过去一般多采用间接式测量方法，即采用速度式流量计或体积式流量计测量介质体积流量，再引入多个中间参数的测量，然后进行运算和修正得到介质的质量流量的方法。由于这些测量方法引入的中间参数较多，因此引入的误差因素也较多，在一些对测量准确度要求不高的场合还可适合，但在一些测量准确度要求较高的场合就显得力不从心了。质量流量计的精度一般在10:1的量程比范围内都优于0.2%（R），最高可达到0.05%（R）。显然与其他间接式测量质量流量的仪表相比，其准确度优势是非常明显的。正因为如此，现在对测量准确度要求较高的计量场合（如产品包装、装卸车计量等）质量流量计得到用户的青睐，凡有条件几乎都采用质量流量计用于计量。

       ·对测量介质的适应性强，可满足大部分介质的测量

       质量流量计对测量介质的适应性强，几乎适应各种介质流量的测量，包括高黏度的介质、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、高低温介质、中高压气体等。高黏度介质的测量，质量流量计具有明显的优势。这是由其结构特点（管路式流量计）及测量原理决定的。另外高黏度介质的管路很多需要进行管道保温处理，质量流量计的结构比较容易实现保温处理。质量流量计对测量介质的温度适应性也比较强。普通型的质量流量计适应介质温度一般为-50℃至+200℃，特殊高温型可达到+350℃、低温型可达到-240℃，可满足大部分流体介质流量的测量。

       ·同时测量介质密度及温度

       质量流量计不仅能高精度测量介质质量流量，还能测量介质的密度，同时还能辅助测量介质的温度。由此可以实现二组分混合介质的组分浓度测量及各自组分质量流量的测量，这是其他流量测量仪表难以实现的。

       ·结构简单、可靠性高、维护简便

       质量流量计的测量传感器相当于介质管路没有可动部件及密封件，从而结构相对简单、可靠性高、维护简便。

       ·安装简单方便

       不同于一般的速度式流量计，流场分布对质量流量计的正常测量没有影响。因此质量流量计的安装对上下游没有直管段长度要求，这就方便了质量流量计的安装和使用。

       ·可用于双向流的测量

       质量流量计可用于双流向的测量，可以指示介质流动的方向，并可分别进行计量。这对有些场合（例如进出物料罐流量的测量）是非常有用的。

       质量流量计的生产工艺相对较为复杂严格、所用材料相对要求较高价格较为昂贵，因此其价格较高。品质好、价格贵决定了其主要使用方向。以下为其若干典型应用。

       ·装卸车液体原料的计量

       这里装卸车液体原料的计量指码头装卸船、火车罐车的装卸车、化工厂进出厂液体产品原料的装卸车计量等。这些场合过去一般或采用体积式流量计进行计量、或采用衡器进行计量。体积式流量计是机械式流量计，其量程比一般为3:1。其结构特点决定了使用中的机械磨损是不可避免的，介质中存有杂质有可能使流量计不能正常工作，而且使用中的压力损失是比较大的。这些计量场合一般为质量计量，使用体积式流量计时还需要进行体积、密度、质量的换算。衡器计量也存在去毛皮计算等多环节计量过程，带来一些不便。质量流量计在这些应用场合显示出突出的优点（直接测量质量流量、测量精度高、实时性强、计量方便等等），得到广泛的应用。

       ·重要原料的配比计量

       化工生产中往往会涉及两种或多种物料的配比计量，这对优化化学反应及节省物料有着重要意义。在这些应用场合使用质量流量计进行计量有着明显的优势。不仅连续生产过程中物料的配比计量质量流量计得到越来越多的应用，在一些间歇性加料的生产过程中质量流量计也在逐步代替衡器等的计量得到越来越多的应用。

       ·沥青等高黏度物料的计量

       高黏度物料的计量质量流量计具有较突出的优势，这是由其工作原理及结构特点决定的（管道式仪表、仪表内没有阻力件、便于实现保温等）。

       ·采油原油的计量

       油田采油计量是比较复杂的工艺过程。传统的计量设备需要进行静态气液分离、油水分离等，设备占用面积较大、计量效率低。质量流量计配以管式气液分离器等专用设备，不仅可节省装置空间（这对海上钻井平台等意义较大），而且可以提高计量效率，实现在线连续计量。

       ·天然气计量

       比较典型的天然气计量仪表就是加气机。天然气加气机中每个加气枪就配有一台质量流量计。这是因为只有质量流量计才能具有0.5%精度的气体计量功能。

       ·低温介质流量的测量

       低温及超低温介质（如液化气）流量的测量是质量流量计又一个突出的优势。国内外有多家质量流量计的生产厂家侧重开发适用的超低温质量流量计产品供应市场。

       ·微小流量的测量

       微小流量一般指小时流量小于100kg的流量。质量流量计在微小流量的测量也达到了0.5%的准确度。

       总之，质量流量计显示了其他流量计不可比拟的多项使用优势，其应用范围越来越广。由于现在质量流量计价格较高，其应用受到了一些限制，大部分应用主要还是集中在较高价格物料的计量及特殊应用场合。