流量计的概述

一、流量计的历史

　　流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元*0年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
　　我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口，而如今，我国已形成了一个相当规模的从事流量测量技术与仪表研究开发和生产的产业。
　　流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到zui广泛的应用。

二、流量计的应用领域
 

　　流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

1、工业生产过程
 

　　流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，被广泛诮用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

2、能源计量
 

　　能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算*的工具。

3、环境保护工程
 

　　烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的zui大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是*污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连续排放监视系统。烟气的流量测量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。
　　废液，污水排放到江河湖泊，使水资源遭到破坏，本来已经很紧张的水资源更是雪上加霜，排放量控制管理已是刻不容缓的任务。废液、污水的流量测量亦是困难的测量，它有介质脏污，口径大，形状特殊，压头低，非满管流等特点。随着环境保护工程的深入发展，对所需的流量计将不断提出新的要求，如大规模的废水再生设备、城市垃圾处理设备、工况企业水的循环利用系统等都需要种类繁多的流量计。

4、交通运输
 

　　有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监测和经济核算的*工具。

5、生物技术
 

　　21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。

6、科学实验
 

　　科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制的流量计。

7、海洋气象，江河湖泊
 

　　这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

三、流量计的分类
 

1、按测量原理分

（1）力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。

（2）电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。
（3）声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式（冲击波式）等。
（4）热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。
（5）光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。
（6）原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。
（7）其它原理：有标记原理（示踪原理、核磁共振原理）、相关原理等。

2、按流量计结构原理分

（1）容积式流量计

（2）叶轮式流量计
（3）差压式流量计（变压降式流量计）
（4）变面积式流量计（等压降式流量计）
（5）动量式流量计
（6）电磁流量计
（7）超声波流量计
（8）流体振荡式流量计
（9）质量流量计