流量检测及仪表一
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流量检测仪表基础知识讲义
第四章流量检测仪表1．概述〔流量的概念和单位、流量检测方法及流量计分类〕在生产过程中，为了有效地进行操作、操纵和监督，需要检测各种流体的流量。
物料总量的计量依旧经济核算和能源治理的重要依据。
流量检测仪表是开展生产，节约能源，先进产品质量，提高经济效益和治理水平的重要工具，是工业自动化仪表与装置中的重要仪表之一。
流体的流量是指在短临时刻内流过某一流通截面的流体数量与通过时刻之比，该时刻足够短以致可认为在此期间的流淌是稳定的。
此流量又称瞬时流量。
流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。
流量的表达式为：式中为体积流量，单位；为质量流量，；V为流体体积，m3；M为流体质量，Kg；t为时刻；为流体密度，；为流体平均流速，；为流通截面面积，。
在某段时刻内流体通过的体积或质量总量称为累计流量或总流量，它是体积流量或质量流量在该段时刻的积分。
流量检测方法能够回为体积流量检测和质量流量检测两种方式，前者测得流体的体积流量值，后者能够直截了当测得流体的质量流量值。
测量流量的仪表称为流量计，测量流体总量的仪表称为计量表或总量计。
流量计通常由一次装置和二次仪表组成。
一次装置安装于流道的内部或外部，依据流体与之相互作用关系的物理定律产生一个与流量有确定关系的信号，这种一次装置亦称流量传感器。
二次仪表那么给出相应的流量值大小。
流量计的种类繁多，各适合于不同的工作场合。
按检测原理分类的典型流量计列在见下表。
流量计的分类2.容积式流量计容积式流量计是直截了当依据排出体积进行流量累计的仪表，它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。
容积式流量计能够计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计能够周密测量体积量，因此其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表，广泛地用作治理和贸易的手段。
容积式流量计由测量室、运动部件、传动和显示部件组成。
它的测量主体为具有固定标准容积的测量室，测量室由流量计内部的运动部件与壳体构成。
流量检测与仪表定义和特点讲解
Q 0.12645KrYr Fr D2 P /
M 0.12645KrYr Fr D2 P
, m3 / h , kg / h
式中：D —管道内径mm； ΔP—压差，kPa； ρ —流体体密度，kg/m3。
刘玉长
3.转子流量计
在一个向上略为扩大的均匀 锥形管内，放一个较被测流体密度 稍大的浮子(也叫转子)，当流体自 下而上流动时，浮子受到流体的作 用力而上升，流体的流量愈大，浮 子上升愈高。浮子上升的高度就代 表一定的流量。从而可从管壁上的 流量刻度标尺直接读出流量数值。
利用传感器测量管上对称配置的电 极引出感应电势，经放大和转换处理后， 仪表指示出流量值。
刘玉长
测量原理
当流体连续流过节流孔时，在节 流件前后由于压头转换而产生压差。 对于不可压缩流体例如水，节流前后 流体的密度保持不变。
流体流经节流孔前 后的流态变化
刘玉长
则不可压缩流体的体积流量Q与质量流量M为:
Q AdV2
1 2 4 Ad
2P
=
Ad
2P
(5)
M
Q
Ad
2P
其中 / 1 2 4 称为流量系数，它是一个
综合性系数，其值与节流件的类型、取压方式、 直径比及雷诺数等因素有关，由实验确定。
刘玉长
对于空气、煤气、水蒸汽等可压缩流体，流体 流经节流装置前后的流体密度会发生变化，故应引入 一个可膨胀系数ε，则可压缩流体的流量基本方程为：
Q CE Ad
2 P
M CE Ad 2P
, m3 /s , kg/s
刘玉长
阿牛巴(Annubar)流量计 阿牛巴是一种均速流量探头，配以差压变送器和流量积算器而组成
阿牛巴流量计，也属于差压式流量测量仪表，用来测量一般气体、液体和 蒸汽的流量。
第六章 流量测量(新)
第六章 流量检测及仪表
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．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，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．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，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
流量检测仪表故障诊断及处理建议
流量检测仪表故障诊断及处理建议摘要：流量检测仪表设备在开展测量工作时属于测量的核心设备，在检测设备运行期间常常会出现多种不同类型的故障，对设备的正常作业产生一定影响，严重时会导致设备出现损坏的情况。
至此需要相关工作人员排查流量检测设备故障原因以及位置，及时进行检修，保证流量检测仪表的正常作业。
关键词：流量检测仪表；故障分析；处理意见前言流量检测仪表通常应用于性质特殊的化工企业作业中，其对企业的正常运行有很大的帮助，因此对化工企业的生产安全的精准性有了更高的要求，若出现安全事故问题会导致严重的人员伤亡以及经济损失。
因此需要经过科学合理的检修之后再投入工作，为企业获取可观的经济利益奠定基础。
一、流量检测仪表故障诊断1、变送器输出偏高或者偏低不稳定，变送器输出信号常常会出现偏高或者偏低的情况，主要就是取压装备的取压孔可能堵塞，使得取压设备出现泄露问题，变送器供电出现波动，信号线出现泄漏等。
2、重油测量故障，流量检测仪表在检测时没有及时检测示数，示数并未随着流量的变化而变化，也就是说在流量的变化时，示数没有发生变化，导致应用流量检测仪期间出现故障，出现该故障时必须要详细检查测量系统是否存在问题，重点检查取压导压管和取压阀门，有可能时因为对重油测量导致凝固现象，致使阀门或者导压管堵塞实施压力测量与压力传递。
3、流量仪表和管道内径不符，普通型的管道若出现较大突变的管径现象，其流体就会在这种变化的地方形成二次流动，这种二次流动也是重复循环的，平行于管轴的平面内。
因为存在二次流动，会对流体的流速分布情况产生扰动，出现畸变现象。
对于这种现象需要选择大小合适的接头作为过渡管道，还要保证接头处有组构成行的直管段，以此进行处理就可以保证流体速度的正常分布。
4、流量示数偏高或者偏低，在流量检测设备运行期间，常常出现测量示数偏低或者偏高，而流量检测仪表设备并无故障，出现该情况时需要重点检查流量检测仪表设备零位是否正常，还要对仪表设备的组成部分测量是否满足相关标准，确保测量结果的精准度。
流量检测及仪表(1)
量高粘度的流体（例如重油、树脂等）甚至糊状物的流量， 但要求被测介质干净，不含固体颗粒，所以一般情况下，流 量计前要装过滤器。 ❖ 由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低 温下使用。
18
18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
❖ 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
随着质量流量的增加，这种现象变得更加明显，出水侧摆动相位超前
于入水侧更多。
34
34
这就是科氏力质量流量的检测原理，它利用两管的振动（摆动）相 位差来反映流经该U形管的质量流量。
科里奥利力质量流量计
利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。 双弯管型（最常见） 它由两根金属U形管组成，其端部连通并与被测管路相连。
❖ 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
19
3.3.5电磁流量计
适用场合
可以检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶 液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒的的液 体测量，但不能检测气体、蒸汽和非导电 液体的流量。
S N
涡轮流量测量原理图
24
24
流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性 地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生 的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡 轮流量计的流量方程式为：
q
仪表常数ξ与流量计的涡轮结构等因 ω
素有关。在流量计的使用范围内
，ξ值保持为常数，使流量与转速 接近线性关系。ω为角频率。
流量公式
18
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皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
❖ 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
随着质量流量的增加，这种现象变得更加明显，出水侧摆动相位超前
于入水侧更多。
34
34
这就是科氏力质量流量的检测原理，它利用两管的振动（摆动）相 位差来反映流经该U形管的质量流量。
科里奥利力质量流量计
利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。 双弯管型（最常见） 它由两根金属U形管组成，其端部连通并与被测管路相连。
❖ 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
19
3.3.5电磁流量计
适用场合
可以检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶 液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒的的液 体测量，但不能检测气体、蒸汽和非导电 液体的流量。
S N
涡轮流量测量原理图
24
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流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性 地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生 的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡 轮流量计的流量方程式为：
q
仪表常数ξ与流量计的涡轮结构等因 ω
素有关。在流量计的使用范围内
，ξ值保持为常数，使流量与转速 接近线性关系。ω为角频率。
流量公式
流量检测及仪表
节流式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流 装置及测量差压并显示流量的差压计组成．安装在流通管 道中的节流装置也称“一次装置”，它包括节流件、取压 装置和前后直管段．显示装置也称“二次装置”，它包括 差压信号管路利测量中所需的仪表．
一).差压式流量计:
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差 压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量 流量的仪表。 差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换 和流量显示仪表)组成。通常以检测件的型式对差压式流 量计分类，如孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流 量计等。二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压 计，差压变送器和流量显示及计算仪表，它已发展为三 化 ( 系列化、通用化及标准化 )程度很高的种类规格庞杂 的一大类仪表。 差压计既可用于测量流量参数，也可测量其他参数(如压 力、物位、密度等)。
质量流量M
M Q 或
体积流量Q
Q M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总 Qdt,
0 t
M 总 Mdt
0
t
流量计：测量流体流量的仪表。 计量表：测量流体总量的仪表。
二分类
1.速度式流量计
以测量流体在管道内的流速作为测量依据 来计算流量的仪表。 2.容积式流量计 以单位时间内所排出的流体的固定容积的 数目作为测量依据来计算流量的仪表。 3.质量流量计 以测量流体流过的质量 M 为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。
按用途分类
1）标准节流装置；2）低雷诺数节流装置；3）脏污流节 流装置；4）低压损节流装置；5）小管径节流装置；6） 宽范围度节流装置；7）临界流节流装置；
测量原理:
流量检测与仪表
据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压差。
通过测量此静压差便可以求出流量。
流量方程式为 ：
流量公式中的流量系数α与节流装臵的结构
形式、取压方式、节流装臵开孔直径、流体流动
状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标
准节流装臵，α值可直接从有关手册中查出。
节流装臵是将被测流体的流量值变换成差压
信号Δp，节流装臵输出的差压信号由压力信号管
、粘度等参数无关。该流量计量程比宽，结构简
单，无运动件，具有测量精度高、应用范围广、
使用寿命长等特点。
返回
3.6 涡轮流量计
在流体流动的管道内，安装一个可以自由转 动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶
轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转
速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘
度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮
图3-9 工作原理
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系。
金属转子流量计 金属浮子流量计的流量
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
移动的浮子组所组成。
3-10 金属转子流量计
返回
3.4 椭圆齿轮流量计
该流量计系直读累积式流体流量计，是由装
有一对椭圆齿轮转子的计量室、密封联轴器（小
磁学方法检测扭量以求得质量流量。
当管道充满流体时，流体也成为转动系的组
成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此
而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性 关系，因此科里奥利质量流量传感器也可测量流 体密度。
流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用
的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多
通过测量此静压差便可以求出流量。
流量方程式为 ：
流量公式中的流量系数α与节流装臵的结构
形式、取压方式、节流装臵开孔直径、流体流动
状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标
准节流装臵，α值可直接从有关手册中查出。
节流装臵是将被测流体的流量值变换成差压
信号Δp，节流装臵输出的差压信号由压力信号管
、粘度等参数无关。该流量计量程比宽，结构简
单，无运动件，具有测量精度高、应用范围广、
使用寿命长等特点。
返回
3.6 涡轮流量计
在流体流动的管道内，安装一个可以自由转 动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶
轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转
速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘
度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮
图3-9 工作原理
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系。
金属转子流量计 金属浮子流量计的流量
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
移动的浮子组所组成。
3-10 金属转子流量计
返回
3.4 椭圆齿轮流量计
该流量计系直读累积式流体流量计，是由装
有一对椭圆齿轮转子的计量室、密封联轴器（小
磁学方法检测扭量以求得质量流量。
当管道充满流体时，流体也成为转动系的组
成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此
而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性 关系，因此科里奥利质量流量传感器也可测量流 体密度。
流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用
的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多
仪表分类及各类仪表工作原理
七、双金属温度计的工作原理:它有两片膨
胀系数不同的金属牢固地粘合在一起，其 一端固定，另一端通过传动机构和指针相 连。当温度变化时，由于膨胀系数不同， 双金属片产生角位移，带动指针指示相应 温度，这便是双金属温度计的工作原理。
电感式、压电式、压阻式、电容式。常见 有压力表、压力变送器等。
3、流量检测仪表：分节流式流量计（孔板、 喷嘴、文丘里）、容积式流量计（转子式、 刮板式、活塞式）、流体振动式流量计、 电磁流量计、超声波流量计、转子流量计、 质量流量计。
4、液位计检测仪表：分恒浮力式（浮球式、 磁翻板、浮子钢带）和变浮力式液位计 （浮筒液位计）。差压式液位计（双法兰
的作用下上升，这时作用在转子上的力有 三个：流体对转子的动压力（向上）、转 子在流体中的浮力（向上）和转子自身的 重力（向下）。 流量计垂直安装时，转 子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子 上的三个力都平行于管轴。当这三个力达 到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一 位置上。此时，重力=动压力+浮力。对于 给定的转子流量计，转子大小和形状己经 确定，因此它在流体中的浮力和自身重力 都是已知的常量，唯有流体对浮子的动压
按照检测测量功能的不同，可以分为温度 检测仪表、流量检测仪表、液位检测仪表 和压力检测仪表。
1、温度检测仪表：按工作原理分膨胀式、 热电阻、热电偶及辐射式；按测量方式分 接触（双金属温度计、压力式温度计、热 电阻、热电偶）和非接触（光学高温计、 辐射高温计、红外测温（硫磺制硫炉）两 类。
2、压力检测仪表：主要有应变式、霍尔式、
力是随来流流速的大小而变化的。因此当 来流流速变大或变小时，转子将作向上或 向下的移动，相应位置的流动截面积也发 生变化，直到流速变成平衡时对应的速度， 转子就在新的位置上稳定。
胀系数不同的金属牢固地粘合在一起，其 一端固定，另一端通过传动机构和指针相 连。当温度变化时，由于膨胀系数不同， 双金属片产生角位移，带动指针指示相应 温度，这便是双金属温度计的工作原理。
电感式、压电式、压阻式、电容式。常见 有压力表、压力变送器等。
3、流量检测仪表：分节流式流量计（孔板、 喷嘴、文丘里）、容积式流量计（转子式、 刮板式、活塞式）、流体振动式流量计、 电磁流量计、超声波流量计、转子流量计、 质量流量计。
4、液位计检测仪表：分恒浮力式（浮球式、 磁翻板、浮子钢带）和变浮力式液位计 （浮筒液位计）。差压式液位计（双法兰
的作用下上升，这时作用在转子上的力有 三个：流体对转子的动压力（向上）、转 子在流体中的浮力（向上）和转子自身的 重力（向下）。 流量计垂直安装时，转 子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子 上的三个力都平行于管轴。当这三个力达 到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一 位置上。此时，重力=动压力+浮力。对于 给定的转子流量计，转子大小和形状己经 确定，因此它在流体中的浮力和自身重力 都是已知的常量，唯有流体对浮子的动压
按照检测测量功能的不同，可以分为温度 检测仪表、流量检测仪表、液位检测仪表 和压力检测仪表。
1、温度检测仪表：按工作原理分膨胀式、 热电阻、热电偶及辐射式；按测量方式分 接触（双金属温度计、压力式温度计、热 电阻、热电偶）和非接触（光学高温计、 辐射高温计、红外测温（硫磺制硫炉）两 类。
2、压力检测仪表：主要有应变式、霍尔式、
力是随来流流速的大小而变化的。因此当 来流流速变大或变小时，转子将作向上或 向下的移动，相应位置的流动截面积也发 生变化，直到流速变成平衡时对应的速度， 转子就在新的位置上稳定。
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大误差，称为该流量仪表的允许误差，一般用最 大相对误差和引用误差来表示。
流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小 来划分的，其精度等级有：0.02、0.05、0.1、 0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。
(4)压力损失
压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要 技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流 体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大， 经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈 小愈好。
需直管段，压损 大
需直管段，压损 中等
需直管段，压损 小
需直管段，压损 小
垂直安装
需直管段，
±0.5～5
需直管段，无压 损
椭园齿轮流量计
容流 直接对仪表排 积量 出的定量流体 式计 计数确定流量
腰轮流量计 刮板流量计
液 液、气
液
10～400
±0.2～ 0.5
无直管段要求， 需装过滤器，压
损中等
±0.2
二、腰轮流量计（罗茨流量计）
腰轮流量计除可测 液体外，还可测量 气体，精度可达 0.1％，并可做标 准表使用；最大流 量可达1000m3/h。
腰轮上没有齿，它们不是 直接相互啮合转动，而是 通过按装在体外的传动齿 轮组进行传动．
三、容积式流量计的误差
V NV0
仪表输出由指针指示，指示值I:
如果在截面上速度分布是均匀的，则：
qv vAF
如果介质的密度为，那么质量流量 qm =qv
流过管道某截面的流体的速度在截面上各处不 可能是均匀的，假定在这个截面上某一微小单 元面积上dAF速度是均匀的，流过该单元面积上 的体积流量为
dqv vdAF ,v为流速
整个截面上的流量qv为
8.5 110.0 9.4 8.8 152.0 9.7 9.0 198.0 9.8 9.2 278.0 9.9
（四）流体流动的连续性方程
流体在管道内作稳定流动的情况：
1v1S1 2v2S2 常数，
v为某截面上流体的平均速度 若流体是不可压缩的，即：
1＝2
则： vS=常数
即流体在稳定流动，且不可压缩时，流过各截面流体的 体积为常量。因此利用上式，很方便的求出流体流过管 道不同截面时的流速。
一、椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计工作原理：
由于流体在流量计入、出口处的压力P1P2，当A
、B两轮处于 (a)所示位置时，A轮与壳体间构成容 积固定的半月形测量室(图中阴影部分)，此时进出 口差压作用于B轮上的合力矩为零，而在A轮上的 合力矩不为零，产生一个旋转力矩，使得A轮作顺 时针方向转动，并带动B轮逆时针旋转，测量室内 的流体排向出口；当两轮旋转处于 (b)位置时，两 轮均为主动轮；当两轮旋转90，处于 (c)位置时， 转子B与壳体之间构成测量室，此时，流体作用于 A轮的合力矩为零，而作用于B轮的合力矩不为零 ，B轮带动A轮转动，将测量室内的流体排向出口 。
qv vdAF
F
测量某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对 时间的积分，称之流体总量。
V t qvdt
M t qmdt
用来测量流量的仪表统称为流量计。测量总量的仪表称 为流体计量表或总量计。
计量单位 ： 体积流量的计量单位为米3／秒(m3／s)， 质量流量的计量单位为千克／秒(kg／s)； 累积体积流量的计量单位为米3 (m3)； 累积质量流量的计量单位为千克(kg)。
当两轮旋转至180°时，A、B两轮 重新回到位置(a)。如此周期地主从更换 ，两椭圆齿轮作连续的旋转。当椭圆齿 轮每旋转一周时，流量计将排出4个半月 形(测量室)体积的流体。设测量室的容积 为V，则椭圆齿轮每旋转一周排出的流体 体积为4V。只要测量椭圆齿轮的转数N 和转速n，就可知道累积流量和单位时间 内的流量，即瞬时流量：
由此，我们发现管内流体流动时存在着两种状态： 一为层流状面一为紊流状态．在不同的流动状态 下，流体有不同的流动特性。在层流流动状态时， 流量与压力降成正比；在紊流流动状态时，流量 与压力降的平方根成正比，而且在层流与紊流两 种不同的流动状态时，其管内的速度分布也大不 相同。这些对于许多采用测量流速来得到流量的 测量方法是很重要的。
工程上还使用的流量计量单位有： 米3／时 (m3／h) 升／分(L／min) 吨／小时(t/h) 升(L) 吨(t)等
流体的几个概念
（一）粘性 在流体的内部相互接触的部分在其切线方向的速度 有差别时会产生减小其速度差的作用。这是因为流 速快的部分要加速与其相接触的流速慢的部分，而 流速慢的部分要减小与其相接触的流速快的部分， 流体的这种性质，称为粘性。 衡量流体粘性大小的物理量称为粘度．
E I V 1 NV0 1 V0
I
N
பைடு நூலகம்
t V , qv为流量仪表的流量。
Vs
qv
qst
qsV qv
V NV0 Vs
V
IV0
qs
V qv
I V 1
（五）流体伯努力方程
gZ1
v12 2
p1
1
gZ2
v22 2
p2
2
对不可压缩的流体
gZ1
v12 2
p1
gZ2
v22 2
p2
二、流量检测仪表的分类
1. 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。
2. 流量仪表的分类
按不同测量原理，流量仪表可 分为
容积式流量计,速度式流量计和 差压式流量计
根据安装方式分 外夹式,管段式,插入式 根据携带方式分 便携式,固定式（挂墙、盘装）
类 别 工作原理
仪表名称
可测流 适用管径 测量精 安装要求、特
体种类
mm
度％
点
孔板
节
流
喷嘴
式
流体流过通管 道中的阻力件
流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流 两种。
所谓层流(laminar flow)就是流体在细管中流 动的流线平行于管轴时的流动。
所谓紊流(turbulent flow)就是流体在细管中 流动的流线相对混乱的流动。
利用雷诺数可以判断流动的形式。如果雷诺 数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值 时则判断为紊流。
Rd＜2320时为层流，Rd＞2320时为紊流；
所谓平均流速，一般是指流过管路的体积流量除以管路 截面积所得到的数值。
Re D104
雷诺数与 n的关系
n Re D104
n Re D 104
n
2.56 7.0 10.54 7.3 20.56 8.0 32.00 8.3
38.4 53.6 70.0 84.4
超声波流量计
液 ＞10
±1
需直管段，无压 损
热式质量流量计 气
±1
固
质 量 流
直 接 式
直接检测与 质量流量成 比例的量来 质量流量
冲量式质量流量计
体 粉
料
液
量
科氏质量流量计 、 气
计
间 接 式
同时测体积 流量和流体 密度来计算 质量流量
体积流量经密度补偿 液 、
温度、压力补偿 气
±0.2 ～2
±0.15
Q 4 NV
qv 4nV
椭圆齿轮流量计的特点
流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆 齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮 旋转而进行计量的。
粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出 去的泄漏量愈小，因此核测介质的粘皮愈大，泄 漏误差愈小，对测量愈有利。
椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质 流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体(固 体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。如果 被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误 差。
文丘里管
差流 时产生的压力 压量 差与流量之间
均速管
体
式计
有确定关系， 通过测量差压
积
值求得流量
流
转子流量计 靶式流量计
量
计
弯管流量计
液、气、 蒸汽
液、气、 蒸汽
液、气 液、气、
蒸汽
液、气
50～1000 50～500 100～1200 25～9000 4～150 15～200
±1～2
±1 ±2 ±1～4
容积式流量计按其测量元件分类可分为椭圆 齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、 旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流 量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜 式气量计等 。
容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计 并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂 贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
（一）计量表
1.容积式计量表
这类仪表用仪表内的一个固定容量的容积连续 地测量被测介质，最后根据定量容积称量的次 数来决定流过的总量。习惯上人们把计量表也 称为流量计。根据它的结构不同，这类仪表主 要有椭圆齿轮流量计、腰轮流量汁、活塞式流 量计等。
容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
流体振动 式流量计
第二节 容积式流量计
容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流 量计,在流量仪表中是精度最高的一类。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,根据测量室逐次重复地充 满和排放该体积部分流体的次数来测量流体 体积总量。
此类流量计测量精度高，可达0.1~0.2级。
流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小 来划分的，其精度等级有：0.02、0.05、0.1、 0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。
(4)压力损失
压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要 技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流 体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大， 经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈 小愈好。
需直管段，压损 大
需直管段，压损 中等
需直管段，压损 小
需直管段，压损 小
垂直安装
需直管段，
±0.5～5
需直管段，无压 损
椭园齿轮流量计
容流 直接对仪表排 积量 出的定量流体 式计 计数确定流量
腰轮流量计 刮板流量计
液 液、气
液
10～400
±0.2～ 0.5
无直管段要求， 需装过滤器，压
损中等
±0.2
二、腰轮流量计（罗茨流量计）
腰轮流量计除可测 液体外，还可测量 气体，精度可达 0.1％，并可做标 准表使用；最大流 量可达1000m3/h。
腰轮上没有齿，它们不是 直接相互啮合转动，而是 通过按装在体外的传动齿 轮组进行传动．
三、容积式流量计的误差
V NV0
仪表输出由指针指示，指示值I:
如果在截面上速度分布是均匀的，则：
qv vAF
如果介质的密度为，那么质量流量 qm =qv
流过管道某截面的流体的速度在截面上各处不 可能是均匀的，假定在这个截面上某一微小单 元面积上dAF速度是均匀的，流过该单元面积上 的体积流量为
dqv vdAF ,v为流速
整个截面上的流量qv为
8.5 110.0 9.4 8.8 152.0 9.7 9.0 198.0 9.8 9.2 278.0 9.9
（四）流体流动的连续性方程
流体在管道内作稳定流动的情况：
1v1S1 2v2S2 常数，
v为某截面上流体的平均速度 若流体是不可压缩的，即：
1＝2
则： vS=常数
即流体在稳定流动，且不可压缩时，流过各截面流体的 体积为常量。因此利用上式，很方便的求出流体流过管 道不同截面时的流速。
一、椭圆齿轮流量计 椭圆齿轮流量计工作原理：
由于流体在流量计入、出口处的压力P1P2，当A
、B两轮处于 (a)所示位置时，A轮与壳体间构成容 积固定的半月形测量室(图中阴影部分)，此时进出 口差压作用于B轮上的合力矩为零，而在A轮上的 合力矩不为零，产生一个旋转力矩，使得A轮作顺 时针方向转动，并带动B轮逆时针旋转，测量室内 的流体排向出口；当两轮旋转处于 (b)位置时，两 轮均为主动轮；当两轮旋转90，处于 (c)位置时， 转子B与壳体之间构成测量室，此时，流体作用于 A轮的合力矩为零，而作用于B轮的合力矩不为零 ，B轮带动A轮转动，将测量室内的流体排向出口 。
qv vdAF
F
测量某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对 时间的积分，称之流体总量。
V t qvdt
M t qmdt
用来测量流量的仪表统称为流量计。测量总量的仪表称 为流体计量表或总量计。
计量单位 ： 体积流量的计量单位为米3／秒(m3／s)， 质量流量的计量单位为千克／秒(kg／s)； 累积体积流量的计量单位为米3 (m3)； 累积质量流量的计量单位为千克(kg)。
当两轮旋转至180°时，A、B两轮 重新回到位置(a)。如此周期地主从更换 ，两椭圆齿轮作连续的旋转。当椭圆齿 轮每旋转一周时，流量计将排出4个半月 形(测量室)体积的流体。设测量室的容积 为V，则椭圆齿轮每旋转一周排出的流体 体积为4V。只要测量椭圆齿轮的转数N 和转速n，就可知道累积流量和单位时间 内的流量，即瞬时流量：
由此，我们发现管内流体流动时存在着两种状态： 一为层流状面一为紊流状态．在不同的流动状态 下，流体有不同的流动特性。在层流流动状态时， 流量与压力降成正比；在紊流流动状态时，流量 与压力降的平方根成正比，而且在层流与紊流两 种不同的流动状态时，其管内的速度分布也大不 相同。这些对于许多采用测量流速来得到流量的 测量方法是很重要的。
工程上还使用的流量计量单位有： 米3／时 (m3／h) 升／分(L／min) 吨／小时(t/h) 升(L) 吨(t)等
流体的几个概念
（一）粘性 在流体的内部相互接触的部分在其切线方向的速度 有差别时会产生减小其速度差的作用。这是因为流 速快的部分要加速与其相接触的流速慢的部分，而 流速慢的部分要减小与其相接触的流速快的部分， 流体的这种性质，称为粘性。 衡量流体粘性大小的物理量称为粘度．
E I V 1 NV0 1 V0
I
N
பைடு நூலகம்
t V , qv为流量仪表的流量。
Vs
qv
qst
qsV qv
V NV0 Vs
V
IV0
qs
V qv
I V 1
（五）流体伯努力方程
gZ1
v12 2
p1
1
gZ2
v22 2
p2
2
对不可压缩的流体
gZ1
v12 2
p1
gZ2
v22 2
p2
二、流量检测仪表的分类
1. 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。
2. 流量仪表的分类
按不同测量原理，流量仪表可 分为
容积式流量计,速度式流量计和 差压式流量计
根据安装方式分 外夹式,管段式,插入式 根据携带方式分 便携式,固定式（挂墙、盘装）
类 别 工作原理
仪表名称
可测流 适用管径 测量精 安装要求、特
体种类
mm
度％
点
孔板
节
流
喷嘴
式
流体流过通管 道中的阻力件
流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流 两种。
所谓层流(laminar flow)就是流体在细管中流 动的流线平行于管轴时的流动。
所谓紊流(turbulent flow)就是流体在细管中 流动的流线相对混乱的流动。
利用雷诺数可以判断流动的形式。如果雷诺 数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值 时则判断为紊流。
Rd＜2320时为层流，Rd＞2320时为紊流；
所谓平均流速，一般是指流过管路的体积流量除以管路 截面积所得到的数值。
Re D104
雷诺数与 n的关系
n Re D104
n Re D 104
n
2.56 7.0 10.54 7.3 20.56 8.0 32.00 8.3
38.4 53.6 70.0 84.4
超声波流量计
液 ＞10
±1
需直管段，无压 损
热式质量流量计 气
±1
固
质 量 流
直 接 式
直接检测与 质量流量成 比例的量来 质量流量
冲量式质量流量计
体 粉
料
液
量
科氏质量流量计 、 气
计
间 接 式
同时测体积 流量和流体 密度来计算 质量流量
体积流量经密度补偿 液 、
温度、压力补偿 气
±0.2 ～2
±0.15
Q 4 NV
qv 4nV
椭圆齿轮流量计的特点
流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆 齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮 旋转而进行计量的。
粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出 去的泄漏量愈小，因此核测介质的粘皮愈大，泄 漏误差愈小，对测量愈有利。
椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质 流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体(固 体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。如果 被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误 差。
文丘里管
差流 时产生的压力 压量 差与流量之间
均速管
体
式计
有确定关系， 通过测量差压
积
值求得流量
流
转子流量计 靶式流量计
量
计
弯管流量计
液、气、 蒸汽
液、气、 蒸汽
液、气 液、气、
蒸汽
液、气
50～1000 50～500 100～1200 25～9000 4～150 15～200
±1～2
±1 ±2 ±1～4
容积式流量计按其测量元件分类可分为椭圆 齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、 旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流 量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜 式气量计等 。
容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计 并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂 贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
（一）计量表
1.容积式计量表
这类仪表用仪表内的一个固定容量的容积连续 地测量被测介质，最后根据定量容积称量的次 数来决定流过的总量。习惯上人们把计量表也 称为流量计。根据它的结构不同，这类仪表主 要有椭圆齿轮流量计、腰轮流量汁、活塞式流 量计等。
容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
流体振动 式流量计
第二节 容积式流量计
容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流 量计,在流量仪表中是精度最高的一类。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,根据测量室逐次重复地充 满和排放该体积部分流体的次数来测量流体 体积总量。
此类流量计测量精度高，可达0.1~0.2级。