流量計指示被測流量和（或）在選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表。流量計又分為有差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、節(jié)流式流量計、細(xì)縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。按介質(zhì)分類：液體流量計和氣體流量計。
流量計的歷史
流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應(yīng)用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀(jì)托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎(chǔ)，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀(jì)流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀(jì)由于過程工業(yè)、能量計量、城市公用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代，新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。至今，據(jù)稱已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術(shù)的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進(jìn)口。
各種流量計大比拼
1
渦輪流量計
渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體均勻流速，從而且推導(dǎo)出流量或總量的儀表。一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計稱為流量計中三類重復(fù)性、精度**的產(chǎn)品，作為十大類型流量計之一，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。
優(yōu)點：(1)高精度，在所有流量計中，屬于***的流量計；(2)重復(fù)性好；(3)無零點擾能力好；(4)范圍度寬；(5)結(jié)構(gòu)緊湊。
缺點：(1)不能長期保持校準(zhǔn)特性；(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應(yīng)用概況：渦輪流量計在以下一些丈量對象獲得廣泛應(yīng)用：石油、有機液體、無機液、液化氣、自然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國，渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的自然計量儀表，僅荷蘭在自然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計，它們已成為優(yōu)良的自然氣計量儀表。
2
渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離開釋出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為：應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于*年輕的一類流量計，但其發(fā)展迅速，目前已成為通用的一類流量計。
優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)簡單牢固；(2)適用流體種類多；(3)精度較高；(4)范圍度寬；(5)壓損小。
缺點：(1)不適用于低雷諾數(shù)丈量；(2)需較長直管段；(3)儀表系數(shù)較低(與渦輪流量計相比)；(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應(yīng)用經(jīng)驗。
3
電磁流量計
電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種丈量導(dǎo)電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優(yōu)良特性，可以解決其它流量計不易應(yīng)用的題目，如臟污流、腐蝕流的丈量。
70、80年代電磁流量在技術(shù)上有重大突破，使它成為應(yīng)用廣泛的一類流量計，在流量儀表中其使用量百分?jǐn)?shù)不斷上升。
優(yōu)點：
(1)丈量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用于丈量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等；
(2)不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失，節(jié)能效果好；
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響；(4)流量范圍大，口徑范圍寬；(5)可應(yīng)用腐蝕性流體。
缺點：(1)不能丈量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品；(2)不能丈量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；(3)不能用于較高溫度。
應(yīng)用概況：電磁流量計應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程；中小口徑常用于高要求或難測場合，如鋼鐵產(chǎn)業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制，造紙產(chǎn)業(yè)丈量紙漿液和黑液，化學(xué)產(chǎn)業(yè)的強腐蝕液，有色冶金產(chǎn)業(yè)的礦漿；小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、食品產(chǎn)業(yè)、生物化學(xué)等有衛(wèi)生要求的場所。
4
差壓式流量計
差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可丈量流量參數(shù)，也可丈量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類：標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。
所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實流標(biāo)定即可確定其流量值和估算丈量誤差。
非標(biāo)準(zhǔn)檢測件是成熟程度較差的，尚未列進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測件。
差壓式流量計是一類應(yīng)用*廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前還是*重要的一類流量計。
優(yōu)點：
(1)應(yīng)用*多的孔板式流量， 計結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；
(2)應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相相比；
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。
缺點：(1)丈量精度普遍偏低；(2)范圍度窄，一般僅3：1~4：1；(3)現(xiàn)場安裝條件要求高；(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應(yīng)用概況：
差壓式流量計應(yīng)用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量丈量中各種對象都有應(yīng)用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；活動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各產(chǎn)業(yè)部分的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
5
浮子流量計
浮子流量計，又稱轉(zhuǎn)子流量計，在美國、日本常稱作變面積流量計（Variable Area Flowmeter）或面積流量計。浮子流量計是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計原理設(shè)想發(fā)軔于19世紀(jì)60年代，20實際初出現(xiàn)商品。從應(yīng)用臺樹所占比例來看，1985年英國抽樣調(diào)查72家企業(yè)17000臺流量儀表中浮子流量計占19.2%。我國浮子流量計產(chǎn)量1996年估計在15萬-17萬臺之間，其中95%左右為玻璃管浮子流量計。
浮子流量計是僅次于差壓式流量計應(yīng)用范圍*寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
特點：
浮子流量計使用于小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下，*小口徑做到1.5-4mm。適用于測量低流速小流量，以液體為例，口徑10mm以下玻璃管浮子流量計滿度流量的名義管徑，流速只在0.2-0.6m/s之間，甚至低于0.1m/s；金屬管浮子流量計和口徑大于15mm的玻璃管浮子流量計稍高些，流速在0.5-1.5m/s之間。
浮子流量計可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的浮子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500，雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)，亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)。這數(shù)值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)孔板等節(jié)流差壓式儀表**雷諾數(shù)104-105的要求。
大部分浮子流量計沒有上游直管段要求，或者說對上游直管段要求不高。
浮子流量計有較寬的流量范圍度，一般為10：1，**為5：1，*高為25：1。流量檢測元件的輸出接近于線性。壓力損失較低。
玻璃管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。只要在現(xiàn)場指示流量者使用方便，缺點是有玻璃管易碎的風(fēng)險，尤其是無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)浮子用于氣體。
金屬管浮子流量計無錐管破裂的風(fēng)險。與玻璃管浮子流量計相比，使用溫度和壓力范圍寬。
大部分結(jié)構(gòu)浮子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝。
浮子流量計應(yīng)用局限于中小管徑，普通全流型浮子流量計不能用于大管徑，玻璃管浮子流量計*大口徑100mm，金屬管浮子流量計為150mm，更大管徑只能用分流型儀表。
使用流體和出廠標(biāo)定流體不同時，要作流量示值修正。液體用浮子流量計通常以水標(biāo)定，氣體用空氣標(biāo)定，如實際使用流體密度、粘度與之不同，流量要偏離原分度值，要作換算修正。
6
容積式流量計
容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度*高的一類。它利用機械丈量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)丈量室逐次重復(fù)地布滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來丈量流體體積總量。
容積式流量計按其丈量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、往復(fù)活塞流量計、圓盤流量計、液封轉(zhuǎn)筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
優(yōu)點：(1)計量精度高；(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響；(3)可用于高粘度液體的丈量；(4)范圍度寬；(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清楚明了，操縱簡便。
缺點：(1)結(jié)果復(fù)雜，體積龐大；(2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；(3)不適用于高、低溫場合；(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體；(5)產(chǎn)生噪聲及振動。
應(yīng)用概況：
容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量*大的流量計，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油品、自然氣等)的總量丈量。
產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)**近年P(guān)D流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%；我國約占20%，1990年產(chǎn)量(不包括家用煤氣表)估計為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。
7
超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體活動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以丈量流量的儀表。
根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量丈量困難題目的一類流量計，特別在大口徑流量丈量方面有較突出的優(yōu)點，近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。
優(yōu)點：
(1)可做非接觸式丈量；(2)為無活動阻撓丈量，無壓力損失；(3)可丈量非導(dǎo)電性液體，對無阻撓丈量的電磁流量計是一種補充。
缺點：
1)傳播時間法只能用于清潔液體和氣體；而多普勒法只能用于丈量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；(2)多普勒法丈量精度不高。
應(yīng)用概況：
(1)傳播時間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液、：怪液、液化自然氣等；
(2)氣體應(yīng)用方面在高壓自然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗；
（3)多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，例如：未處理污水、工廠排放液、臟流程液；通常不適用于非常清潔的液體。
8
科里奧利質(zhì)量流量計
科里奧利質(zhì)量流量計(以下簡稱CMF)是一種直接而精密地測量流體質(zhì)量流量的新穎儀表，以結(jié)構(gòu)主體采用兩根并排的U形管，讓兩根管的回彎部分相向微微振動起來，則兩側(cè)的直管會跟著振動，即它們會同時靠攏或同時張開，即兩根管的振動是同步的，對稱的。利用流體在振動管中活動時，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量儀表。
我國CMF的應(yīng)用起步較晚，近年已有幾家制造廠自行開發(fā)供給市場；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國外技術(shù)生產(chǎn)系列儀表。
優(yōu)點
科里奧利質(zhì)量流量計直接測量質(zhì)量流量，有很高的測量**度。
可測量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。
測量管的振動幅小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)無阻礙件和活動件。
對應(yīng)對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。
測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值得值的影響微小。
可做多參數(shù)測量，如同期測量密度，并由此派生出測量溶液中溶質(zhì)所含的濃度。
缺點
科里奧利質(zhì)量流量計零點不穩(wěn)定形成零點漂移，影響其**度的進(jìn)一步提高，使得許多型號儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點不穩(wěn)定度量兩部分。
科里奧利質(zhì)量流量計不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制（按型號而異）會顯著著影響測量值。
科里奧利質(zhì)量流量計對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計的流量傳感器安裝固定要求較高。
不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm以下。
測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會影響測量**度，尤其對薄壁管測量管的科里奧利質(zhì)量流量計更為顯著。
壓力損失較大，與容積式儀表相當(dāng)，有些型號科里奧利質(zhì)量流量計甚至比容積式儀表大100%。
大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計重量和體積較大。
價格昂貴。國外價格5000 ～10000美元一套，約為同口徑電磁流量計的2 ～5倍；國內(nèi)價格約為電磁流量計的2～ 8倍。
9
明渠流量計
非滿管態(tài)活動的水路稱作明渠，丈量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。明渠流量計測量系統(tǒng)的組成方法一般由一臺流量顯示儀、一臺流速計、一臺液位計組成；也可由一臺流量顯示儀、*多四臺流速計、一臺液位計組成的多點流速測量的明渠流量系統(tǒng)。明渠流量計系統(tǒng)，適用于水庫、河流、水利工程、城市供水、污水處理、農(nóng)田灌溉、水政水資源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量測量。明渠流量計品種很多，常見的有堰式明渠流量計和槽式明渠流量計兩大類。
與前述幾種不同，它是在非滿管狀敞開渠道丈量自由表面自然流的流量儀表。
明渠流量計除圓形外，還有U字形、梯形、矩形等多種外形。
明渠流量計應(yīng)用場所有城市供水引水渠；火電廠引水和排水渠、污水治理流進(jìn)和排放渠；工礦企業(yè)水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)澆灌用渠道。有人估計1995臺，約占流量儀表整體的1.6%，但是國內(nèi)應(yīng)用尚無估計數(shù)據(jù)。
明渠流量計與其他封閉滿管流量儀表不同，式在非滿管狀態(tài)下或敞開渠道具有自由便面自然流的流量儀表。明渠原理的明渠流量計價格低廉、使用簡單，因而在明渠流量測量中被廣泛采用。
總結(jié)：
由上述可知,流量計發(fā)展到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無一種對于任何場合都適用的流量計。
每種流量計都有其適用范圍,也都有局限性。這就要求我們:
(1)在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況,并要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會準(zhǔn)確;
(2)努力研制新型儀表,使其在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上更加完善。
