流量計和流量傳感器的種類

英國FLUSSO 氣體流量傳感器

氣體和液體流量都可以用體積流量或質(zhì)量流量的物理量來測量，典型單位分別為升/秒或千克/秒。這些測量值與材料的密度有關(guān)。液體的密度幾乎與條件無關(guān)。氣體的情況并非如此，其密度在很大程度上取決于壓力、溫度以及在較小程度上取決于成分。

氣體流量

氣體在加壓、加熱或冷卻時可壓縮并改變體積。在一定壓力和溫度條件下的一定體積的氣體，不等于不同條件下的相同氣體。將參考通過儀表的“實際”流量和通過儀表的“標準”流量，典型單位sm3/sec（標準立方米/秒）

氣體質(zhì)量流量：可以使用熱式質(zhì)量流量計、科里奧利質(zhì)量流量計或質(zhì)量流量控制器直接測量氣體質(zhì)量流量，不受壓力和溫度影響。

液體流量

對于液體，根據(jù)應(yīng)用和行業(yè)使用不同的單位，典型單位有加侖（美制或英制）/分鐘、升/分鐘，或者在描述河流流量時，使用立方米/秒。

初級流量元件

初級流量元件是插入流動流體中的裝置，其產(chǎn)生可以與流動**相關(guān)的物理特性。例如，孔板和紅寶石氣阻產(chǎn)生的壓降是通過孔的體積流量的平方的函數(shù)。渦街流量計初級流量元件產(chǎn)生一系列壓力振蕩。一般來說，初級流量元件產(chǎn)生的物理性質(zhì)比流量本身更便于測量。初級流量元件的特性以及實際安裝對校準假設(shè)的保真度是流量測量精度的關(guān)鍵因素。

機械流量計

正排量計可以比作水桶和秒表。秒表在流量開始時啟動，在桶達到其極限時停止。體積除以時間得出流速。對于連續(xù)測量，我們需要一個不斷填充和排空桶的系統(tǒng)來劃分流量而不讓它流出管道。這些連續(xù)形成和收縮的體積位移可以采取活塞在氣缸中往復(fù)運動的形式、與儀表內(nèi)壁配合的齒輪齒或通過旋轉(zhuǎn)橢圓齒輪或螺旋螺桿產(chǎn)生的漸進腔的形式。

活塞計/旋轉(zhuǎn)活塞

由于它們用于生活用水測量，活塞式流量計，也稱為旋轉(zhuǎn)活塞式或半容積式流量計，是常見的流量測量設(shè)備，用于幾乎所有尺寸的儀表，*大包括 40 mm (1 +1?2 英寸）?；钊搅髁坑嫷墓ぷ髟硎腔钊谝阎莘e的腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。每轉(zhuǎn)一圈，就有一定量的水流過活塞腔。通過齒輪機構(gòu)，有時還通過磁力驅(qū)動，指針表盤和里程表類型的顯示被推進。

橢圓齒輪儀表

橢圓齒輪型容積式流量計。流體迫使嚙合齒輪旋轉(zhuǎn)；每次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于固定體積的流體。計算轉(zhuǎn)數(shù)總和體積，速率與流量成正比。

橢圓齒輪流量計是一種容積式流量計，它使用兩個或多個配置為相互垂直旋轉(zhuǎn)的長方形齒輪，形成 T 形。這種儀表有兩側(cè)，可以稱為A和B。沒有流體通過儀表的中心，兩個齒輪的齒始終嚙合。在儀表 (A) 的一側(cè)，齒輪的齒關(guān)閉流體流動，因為 e

A 側(cè)的長齒輪伸入測量室，而在儀表 (B) 的另一側(cè)，空腔在測量室中容納固定體積的流體。當(dāng)流體推動齒輪時，它會旋轉(zhuǎn)齒輪，從而使 B 側(cè)測量室中的流體被釋放到出口。同時，進入入口的流體將被驅(qū)入A側(cè)的測量室，該測量室現(xiàn)已打開。 B 側(cè)的齒現(xiàn)在將阻止流體進入 B 側(cè)。隨著齒輪旋轉(zhuǎn)并且流體通過交替的測量室計量，該循環(huán)繼續(xù)進行。旋轉(zhuǎn)齒輪中的永磁體可以將信號傳輸?shù)诫妱娱_關(guān)或電流傳感器以進行流量測量。盡管提出了高性能要求，但它們通常不如滑動葉片設(shè)計**。

齒輪計

齒輪流量計與橢圓齒輪流量計的不同之處在于測量室由齒輪齒之間的間隙組成。這些開口將流體流分開，當(dāng)齒輪遠離入口端口旋轉(zhuǎn)時，儀表的內(nèi)壁關(guān)閉腔室以保持固定量的流體。出口位于齒輪重新組合在一起的區(qū)域。當(dāng)齒輪齒嚙合時，流體被擠出流量計，并將可用的凹槽減少到幾乎為零的體積。

螺旋齒輪流量計

斜齒輪流量計得名于其齒輪或轉(zhuǎn)子的形狀。這些轉(zhuǎn)子類似于螺旋的形狀，是一種螺旋形結(jié)構(gòu)。當(dāng)流體流過儀表時，它進入轉(zhuǎn)子中的隔間，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的長度足以使入口和出口始終彼此分開，從而阻止液體的自由流動。配對的螺旋轉(zhuǎn)子形成一個漸進式腔體，該腔體打開以允許流體進入，將自身密封起來，然后向下游側(cè)打開以釋放流體。這以連續(xù)的方式發(fā)生，并且流量是根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度計算的。

章動盤流浪記

這是測量房屋供水*常用的測量系統(tǒng)。流體，*常見的是水，進入儀表的一側(cè)并撞擊偏心安裝的章動盤。然后盤必須圍繞垂直軸“擺動”或章動，因為盤的底部和頂部保持與安裝室接觸。隔板將入口室和出口室隔開。當(dāng)圓盤章動時，它直接指示通過儀表的液體體積，因為體積流量由連接到圓盤的齒輪和寄存器裝置指示。它對于 1% 以內(nèi)的流量測量是可靠的。

渦輪流量計

渦輪流量計（更好地描述為軸流式渦輪機）將渦輪機在圍繞軸的液體流中旋轉(zhuǎn)的機械作用轉(zhuǎn)換為用戶可讀的流速（gpm、lpm 等）。渦輪機傾向于讓所有氣流在其周圍流動。

渦輪設(shè)置在流體流的路徑中。流動的流體沖擊渦輪葉片，向葉片表面施加力并使轉(zhuǎn)子運動。當(dāng)達到穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)速度時，速度與流體速度成正比。

渦輪流量計用于測量天然氣和液體的流量。 [渦輪流量計在低流速下不如位移計和射流計準確，但測量元件不會占用或嚴重限制整個流動路徑。流向通常是直通儀表，與排量式儀表相比，允許更高的流量和更少的壓力損失。它們是大型商業(yè)用戶、消防和配水系統(tǒng)的主儀表的優(yōu)選儀表。通常需要在儀表前安裝過濾器，以保護測量元件免受可能進入配水系統(tǒng)的礫石或其他碎屑的影響。渦輪流量計通?？捎糜?/span> 4 到 30 厘米（1+1?2–12 英寸）或更大的管道尺寸。渦輪流量計主體通常由青銅、鑄鐵或球墨鑄鐵制成。內(nèi)部渦輪元件可以是塑料或非腐蝕性金屬合金。它們在正常工作條件下是準確的，但受流量曲線和流體條件的影響很大。

Woltman 流量計（由 Reinhard Woltman 在 19 世紀發(fā)明）包括一個帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子軸向插入流體中，很像管道風(fēng)扇；它可以被認為是一種渦輪流量計。 它們通常被稱為螺旋計，并且在較大尺寸時很受歡迎。

單射流計

單射流流量計由帶有徑向葉片的簡單葉輪組成，由單射流撞擊。

槳輪流量計

Truflo TK 系列槳輪流量計

槳輪組件從流經(jīng)管道的流體產(chǎn)生流量讀數(shù)，從而引發(fā)槳輪的旋轉(zhuǎn)。槳葉中的磁鐵旋轉(zhuǎn)經(jīng)過傳感器。產(chǎn)生的電脈沖與流速成正比。

槳輪流量計由三個主要部件組成：槳輪傳感器、管件和顯示器/控制器。槳輪傳感器由一個自由旋轉(zhuǎn)的輪/葉輪組成，該輪/葉輪帶有嵌入的磁鐵，這些磁鐵垂直于流動并在插入流動介質(zhì)時會旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片中的磁鐵旋轉(zhuǎn)經(jīng)過傳感器時，槳輪儀表會產(chǎn)生與流量成正比的頻率和電壓信號。流速越快，頻率和電壓輸出就越高。

槳輪流量計設(shè)計用于插入管道配件，無論是“直列式”還是插入式。這些可用于各種配件樣式、連接方法和材料，例如 PVDF、聚丙烯和不銹鋼。與渦輪流量計類似，槳輪流量計需要在傳感器前后至少有一段直管。

流量顯示器和控制器用于接收來自槳輪流量計的信號并將其轉(zhuǎn)換為實際流量或總流量值。處理后的信號可用于控制過程、產(chǎn)生警報、向外部發(fā)送信號等。

槳輪流量計（也稱為佩爾頓輪傳感器）為許多流量系統(tǒng)應(yīng)用提供了相對低成本、高精度的選擇，通常用于水或類似水的流體。

多射流計

多射流或多射流儀表是一種速度型儀表，其葉輪在垂直軸上水平旋轉(zhuǎn)。葉輪元件位于外殼中，其中多個入口將流體流引導(dǎo)至葉輪，使其在特定方向上與流速成比例地旋轉(zhuǎn)。該儀表在機械上的工作方式與單射流儀表很相似，只是端口從元件圓周周圍的幾個點均勻地引導(dǎo)葉輪上的流量，而不僅僅是一個點；這樣可以*大限度地減少葉輪及其軸的不均勻磨損。因此，建議將這些類型的儀表水平安裝，其滾輪索引指向天空。

佩爾頓輪流量計

佩爾頓輪式渦輪流量計（更好地描述為徑向渦輪機）將 佩爾頓輪在圍繞軸的液體流中旋轉(zhuǎn)的機械作用轉(zhuǎn)換為用戶可讀的流速（gpm、lpm 等）。佩爾頓輪傾向于讓所有氣流在其周圍流動，入口氣流通過射流集中在葉片上。*初的佩爾頓輪用于發(fā)電，由帶有“反作用杯”的徑流式渦輪機組成，該反作用杯不僅隨著水面上的水力移動，而且利用流體方向的這種變化以相反的方向返回流動進一步提高渦輪機的效率。

基于壓力的儀表

有幾種類型的流量計依賴于伯努利原理。通過使用層流板、孔口、噴嘴或文丘里管來測量壓力，以產(chǎn)生人工收縮，然后測量流體通過該收縮時的壓力損失，或通過測量靜態(tài)壓力和停滯壓力以達到導(dǎo)出動態(tài)壓力。

文丘里流量計

文丘里流量計以某種方式限制流量，壓力傳感器測量壓差，然后d 在收縮范圍內(nèi)。該方法廣泛用于測量通過管道輸送氣體的流量。

孔板流量計

孔板是帶有孔的板，垂直于流動放置；它收縮流量，測量收縮處的壓差即可得出流量。它基本上是文丘里儀表的粗略形式，但能量損失更高。有三種類型的孔口：同心、偏心和分段。

達爾管流量計

達爾管是文丘里流量計的縮短版本，其壓降低于孔板。與這些流量計一樣，達爾管中的流量是通過測量由管道中的限制引起的壓降來確定的。通常使用帶數(shù)字讀數(shù)的隔膜壓力傳感器測量壓差。由于這些儀表的長久壓力損失明顯低于孔板儀表，因此 Dall 管被廣泛用于測量大型管道的流量。 達爾管產(chǎn)生的壓差高于文丘里管和噴嘴，它們都具有相同的喉部直徑。

皮托管流量計

主條目：皮托管

皮托管用于測量流體流速。將管指向流體，并測量探頭**的停滯壓力與其側(cè)面的靜壓之間的差值，從而產(chǎn)生動態(tài)壓力，使用伯努利方程計算流體速度。可以通過測量流動中不同點的速度并生成速度剖面來確定體積流量。

平均皮托管

平均皮托管（也稱為沖擊探頭）將皮托管理論擴展到一個以上的維度。典型的平均皮托管由測量**上以特定圖案排列的三個或更多孔（取決于探頭的類型）組成。更多的孔允許儀器測量流速的方向以及其大?。ń?jīng)過適當(dāng)?shù)男剩?。三個排成一行的孔允許壓力探頭測量二維的速度矢量。引入更多孔，例如五個孔，可以測量三維速度矢量。

圓錐流量計

V 型錐流量計，錐形儀表是 1985 年由位于加利福尼亞州赫米特的 McCrometer **推出的新型差壓計量裝置。錐形儀表是一種通用但堅固的差壓 (DP) 儀表，已證明可以抵抗不對稱和旋流的影響。雖然使用與文丘里和孔板式DP 儀表相同的基本原理，但錐形儀表不需要相同的上游和下游管道。 [12]錐體充當(dāng)調(diào)節(jié)裝置以及差壓產(chǎn)生器。上游要求的直徑在 0-5 之間，而孔板的直徑為 44 或文丘里管的直徑為 22。由于錐形儀表通常采用焊接結(jié)構(gòu)，因此建議在使用前始終對其進行校準。不可避免地，焊接的熱效應(yīng)會導(dǎo)致變形和其他影響，從而阻止收集和發(fā)布與管道尺寸、β 比和操作雷諾數(shù)有關(guān)的流量系數(shù)的表格數(shù)據(jù)。

層流流量計，可測量非常低的流量，此時測量的壓差與流量和流體粘度成線性比例。這種流動稱為粘性阻力流或?qū)恿鳎c本節(jié)中提到的孔板、文丘里和其他儀表測量的湍流相反，其特征在于雷諾數(shù)低于 2000。一次流動元件可以由單個長毛細管，一束這樣的管，或長的多孔塞；如此低的流量會產(chǎn)生很小的壓差，但較長的流量元件會產(chǎn)生更高、更容易測量的壓差。這些流量計對影響流體粘度和流量元件直徑的溫度變化特別敏感。

變面積流量計

轉(zhuǎn)子流量計

“可變面積流量計”通過允許設(shè)備的橫截面積響應(yīng)流量而變化來測量流體流量，從而導(dǎo)致一些 m表示速率的可衡量的效果。轉(zhuǎn)子流量計是可變面積流量計的一個例子，當(dāng)流量增加時，加權(quán)“浮子”在錐形管中上升；當(dāng)浮子和管子之間的面積足夠大以至于浮子的重量被流體流動的阻力平衡時，浮子停止上升。一種用于醫(yī)用氣體的轉(zhuǎn)子流量計是索普管流量計。浮子有許多不同的形狀，其中*常見的是球體和球形橢圓。有些設(shè)計為在流體流中明顯旋轉(zhuǎn)，以幫助用戶確定浮子是否被卡住。轉(zhuǎn)子流量計可用于各種液體，但*常用于水或空氣。