化工裝置常用流量計原理及選型應用綜述

面對各種的流量儀表，如何根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟性等因素合理選型，是應用好流量儀表的前提和基礎在化工裝置中要正確和有效地選擇、使用流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產(chǎn)過程流體特性這兩方面的技術，同時還應考慮經(jīng)濟因素。本文介紹了化工裝置中電磁流量計、渦輪流量計、差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、熱式質(zhì)量流量計的工作原理、安裝方法、選型及使用與維護維修方法。分析了流量計的選型和安裝要考慮的因素，指出了今后流量計的發(fā)展和應用方向。

1.引言

流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛應用于冶金、電力、化工、石油、交通、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領域。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。

流量的正確計量是生產(chǎn)和能源考核的必備手段，在提高生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)安全和杜絕能源浪費等方面發(fā)揮著無可替代的作用。但流量是一個動態(tài)量，它是一個只有當流體發(fā)生運動時才實際存在的物理量，因此它不僅是基本量的靜態(tài)組合，又由于其動態(tài)性質(zhì)，流量值受到許多復雜因素的影響，例如流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流、旋渦運動等，在具體的管道中還受到邊界條件 (管壁)的制約。面對各種的流量儀表，如何根據(jù)流量、流態(tài)、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟性等因素合理選型，是應用好流量儀表的前提和基礎。英國的流量F.C.Kinghom說過：流量計是使用比制造要艱難得多的少數(shù)儀表之一，

本文根據(jù)作者實際使用中的經(jīng)驗，簡單介紹了化工裝置幾種常用流量計的原理及選型與使用經(jīng)驗。

2.流量計選型導則

流量計選型導則是指按照生產(chǎn)要求，從儀表產(chǎn)品供應的實際情況出發(fā)，綜合地考慮測量的安全、準確和經(jīng)濟性，并根據(jù)被測流體的性質(zhì)及流動情況確定流量取樣裝置的方式和測量儀表的型式和規(guī)格。

流量測量的安全可靠，首先是測量方式可靠，即取樣裝置在運行中不會發(fā)生機械強度或電氣回路故障而引起事故；二是測量儀表無論在正常生產(chǎn)或故障情況下都不致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。例如，對發(fā)電廠高溫高壓主蒸汽流量的測量，其安裝于管道中的一次測量元件必須牢固，以確保在高速汽流沖刷下不發(fā)生機構(gòu)損壞。因此，一般都優(yōu)先選用標準節(jié)流裝置，而不選用懸臂梁式雙重喇叭管或插入式流量計等非標準測速裝置，以及結(jié)構(gòu)強度低的靶式、渦輪流量計等。燃油電廠和有可燃性氣體的場合，應選用防爆型儀表。在保證儀表安全運行的基礎上，力求提高儀表的準確性和節(jié)能性。為此，不僅要選用滿足準確度要求的顯示儀表，而且要根據(jù)被測介質(zhì)的特點選擇合理的測量方式。發(fā)電廠主蒸汽流量測量，由于其對電廠安全和經(jīng)濟性至關重要，一般都采用成熟的標準節(jié)流裝量配差壓流量計，化學水處理的污水和燃油分別屬臟污流和低雷諾數(shù)粘性流，都不適用標準節(jié)流件。對臟污流一般選用圓缺孔板等非標準節(jié)流件配差壓計或超聲多普勒式流量計，而粘性流可分別采用容積式、靶式或楔形流量計等。水輪機人口水量、凝汽器循環(huán)水量及回熱機組的回熱蒸汽等都是大管徑(400mm以上)的流量測量參數(shù)，由于加工創(chuàng)造困難和壓損大，一般都不選用標準節(jié)流裝置。根據(jù)被測介質(zhì)特件及測量準確度要求，分別采用插入式流量計、測速元件配差壓計、超聲波流量計，或采用標記法、模擬法等無能損方式測流量。

為保證流量計使用壽命及準確性，選型時還要注意儀表的防振要求。在濕熱地區(qū)要選擇濕熱式儀表。

正確地選擇儀表的規(guī)格，也是保證儀表使用壽命和準確度的重要一環(huán)。應特別注意靜壓及耐溫的選擇。儀表的靜壓即耐壓程度，它應稍大于被測介質(zhì)的工作壓力，一般取1.25倍，以保證不發(fā)生泄漏或意外。量程范圍的選擇，主要是儀表刻度上限的選擇。選小了，易過載，損壞儀表；選大了，有礙于測量的準確性。一般選為實際運行中***大流量值的1.2-1.3倍。安裝在生產(chǎn)管道上長期運行的接觸式儀表，還應考慮流量測量元件所造成的能量損失。一般情況下，在同一生產(chǎn)管道中不應選用多個壓損較大的測量元件，如節(jié)流元件等。

3.電磁流量計

3.1

電磁流量計的工作原理

電磁流量計主要由信號轉(zhuǎn)換器與傳感器構(gòu)成，其原理是基于法拉利電磁感應定律，在傳感器中與被測管軸線垂直方向安裝一對檢測電極，當流量計接入液態(tài)介質(zhì)管道，導電液態(tài)物質(zhì)沿管軸側(cè)運動時，導電液體作切割磁力線運動而產(chǎn)生感應電動勢，此感應電動勢由檢測電極測出，其理論數(shù)值為：

E=kVBd

式中：E為感應電動勢；k為調(diào)整系數(shù)，因儀表構(gòu)造而異；

V為被測液體平均流速；B為磁感應強度；d為被測管內(nèi)徑。

測量流量時，流體流過垂直于流動方向的磁場，導電性流體的流動感應出一個與平均流速成正比的電勢。其感應電壓信號通過兩個電極檢出，并通過電纜傳送至轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過信號處理及相關運算后，將累計流量和瞬時流量顯示在轉(zhuǎn)換器的顯示屏上。

電磁流量計是基于法拉第電磁感應原理研制出的一種測量導電液體體積流量的儀表，根據(jù)法拉第電磁感應定律，導電體在磁場中作切割磁力線運動時，導體中產(chǎn)生感應電壓，該電動勢的大小與導體在磁場中做垂直于磁場運動的速度成正比，由此再根據(jù)管徑，介質(zhì)的不同，轉(zhuǎn)換成流量。

電磁流量計無節(jié)流部件，因此壓力損失小，該儀表測量流體流量時，不受流體溫度、壓力、密度、粘度及流體組份的影響，適合于對有懸浮物固體粒子的污水、煤漿的測量，特別適合于對腐蝕性介質(zhì)的測量。

選型與使用時應注意：電磁流量計所測液體應具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻，不能用于測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。電磁流量計的測量精度是建立在液體充滿管道的情形下，目前在管道中有空氣的情況下測量問題尚未得到很好解決，因此電磁流量計不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。同時應注意不同溫度及腐蝕性介質(zhì)應選用不同內(nèi)襯材料和電極材料。電磁流量計雖可以在任意管道上安裝，但電磁流量計測量電極的軸線必須保持水平方向，且與管道中心線互相垂直。為避免在管內(nèi)無液體時出現(xiàn)指針不在零位的錯覺，電磁流量計的變送器應安裝于任何時候

均充滿液體的地方，同時，該流量計的信號較為微弱，因而在使用時應注意外來干擾對其測量精度和影響，變送器應安裝于遠離一切磁源的地方，不允許有振動。

電磁流量計對安裝前后直管道有要求，只不過比其它類流量計要求要低一些，但***關健一點要滿足：就是滿管。不滿管的情況下容易引起流量計亂跳。

電磁流量計的測量范圍是有限制的，許多用戶定表時，常常把它和水表相比較，以為可以測量很低的流速，其實定貨時不能按原先管道口徑來定貨，***好按實際流量來定儀表的口徑。電磁流量計也有防護等級，如果用戶對儀表安裝環(huán)境有要求，安裝地點在地下陰井或其它一些潮濕的地方，建議用戶選用分體式的，以免選錯對儀表造成損害。

電磁流量計可以測腐蝕性液體，但初期用戶要正確辯明介質(zhì)以及其屬性，以免選型時在電極材料的選擇上發(fā)生錯誤，導致傳感器在后期使用過程中報廢，給用戶帶來不便和經(jīng)濟上的損失。

電磁流量計雖說可靠性比較好，通常情況下不會損壞，但由于其原理決定，傳感器電極表面一直和液體接觸，時間久了，電極表面比較容易受污染。所以電磁流量計在通常使用情況下，用戶有條件拆的話，建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極，以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要保養(yǎng)的，電磁流量計也不例外。

隨著工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，對儀器儀表的需求增加，儀器儀表行業(yè)不斷的發(fā)展，電磁流量計的用途也越來越廣泛，能夠適應不同行業(yè)的需求，石油，化工，污水治理等等。現(xiàn)在的國產(chǎn)電磁流量計質(zhì)量上完全可以媲美國外同類進口產(chǎn)品，功能性、穩(wěn)定性、精準性越來越高。電磁流量計用于對復雜的工業(yè)管道系統(tǒng)進行流體監(jiān)測，對系統(tǒng)的原料及成品情況進行實時監(jiān)控、為系統(tǒng)的自動化控制提供依據(jù)等等。

由于電磁流量計分布分散，運行環(huán)境較為復雜，其安裝工藝極可能影響其運行工況和發(fā)生故障的機率，從而影響整個儀表控制系統(tǒng)的運行。故對電磁流量計原理的分析、安裝工藝的研究，以及調(diào)試技術的不斷總結(jié)和更新十分必要。

3.2電磁流量計的選型

(1)口徑選擇。選擇電磁流量計時一般通過流體的性質(zhì)、流速等因素來確定其選用口徑。一般而言，當管道流速在0.5～1.5m/s為經(jīng)濟流速，若流體介質(zhì)對側(cè)壁磨損性較小，建議長期流速大于 3m/s，但應小于7m/s，此時可選取小于管徑的流量計。

(2)內(nèi)襯材料選擇。電磁流量計主要用于測量流體物質(zhì)的流量，而根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性、磨損性、溫度及凝結(jié)性等特點，應選擇不同內(nèi)襯材料的流量計。電磁流量計所用的內(nèi)襯材料及其特點：

天然橡膠，其耐溫范圍為-10℃～70℃，耐磨損、絕緣性能好，耐腐蝕性能一般。

·氯丁橡膠，較天然橡膠具有更好的彈性，也更耐磨，但耐寒性較差。

聚氨脂橡膠，適用溫度較天然橡膠更低，可達-25℃。

丁晴橡膠，較天然橡膠更耐高溫，更耐磨，彈性較差，但耐油性能相當好。

聚四氟乙烯，是塑料的一種，它耐酸、堿性能極好，但對部分液態(tài)氟、氧、臭氧等非常態(tài)物質(zhì)的腐蝕及負壓等抵抗力較差，耐磨損性能也較差。

(3)電極材料的選擇。電磁流量計的電極裝于其管道內(nèi)壁，與被測物質(zhì)直接接觸，故應根據(jù)被測物質(zhì)的腐蝕性選定。一般用于制造電極的材料包括：鈦(Ti)，耐強酸性；鉭(Ta)，測量精度高；鉑 -銥(Pt-Yi)合金，耐腐蝕能力強；哈氏合金C(HC)，可用于高溫次氯酸鹽、硫酸、硝酸的測量；316L，耐腐蝕能力一般，但價格低廉。在選擇電磁流量計

時，應根據(jù)測量的精密度要求、被測物腐蝕性、價格承受能力來進行電極材料的選取。

(4)其它參數(shù)的選擇。電磁流量計的選擇還應考慮防護等級、連接法蘭及電纜等因素。電磁流量計的連接法蘭選擇應根據(jù)管道確定，特別對于腐蝕性流體管道，不允許隨意對管道進行現(xiàn)場加工焊接，應慎重選擇。

3.3電磁流量計的安裝

（1)安裝準備工作。電磁流量計安裝前，應仔細核對其參數(shù)，主要核對其口徑、內(nèi)襯、電極等參數(shù)是否符合設計要求，有集中BA控制的應確認其與控制系統(tǒng)的匹配性。在安裝前，應對已安裝好的管道進行防腐處理，法蘭接口處應清理干凈，在確認被測物質(zhì)流向之后，按流量計上所標定的方向準備安裝。

(2)安裝方位的選取。由于電磁流量計安裝于流體管道上，其測量數(shù)據(jù)的準確性與其內(nèi)部液態(tài)物質(zhì)的充滿度有關，故在選取安裝位置時，應注意以下幾點：

流量計不得安裝在泵的抽吸側(cè)，開口排放的管道，流量計應裝在可存儲液體的底段，以免倒吸空氣影響測量精度，電磁流量計附近需裝閥門時，閥門應裝于流量計的下游；

·管道落差較大時，需在流量計的下游設置上彎及排所閥；

安裝電磁流量計時，應充分考慮管道中產(chǎn)生氣泡的可能性，予以避免。

(3)電磁流量計安裝及接地。電磁流量計的安裝方式一般為法蘭式，利用與其匹配的法蘭即可連接管道。在安裝前應確保管道的吹掃、試壓等工作已完成。由于電磁流量計的測量感應電流很小，電壓較低，易受外界電磁噪聲的影響，故在安裝時應進行可靠的接地連(跨)接。金屬管道電磁流量計接地連(跨)接方法，帶陰極保護的電磁流量計重復接地連接方法。

3.4電磁流量計接線

(1)接線。在電磁流量計接線前，應確認其安裝方位、方向準確無誤，并進行現(xiàn)場清掃，無積塵后方可接線。電磁流量計的接線包括電源線、輸入/輸出信號線、傳感信號線和工作接地線的連接。

(2)輸入/輸出信號。大部分電磁流量計均可通過外帶的PLC進行編程、檢測，也可通過通信總線接受主控制系統(tǒng)的輸入指令，故電磁流量計設置了信號輸入接點、測量值臨界報警指令等接入點。輸出信號可通過模擬點接出，也可與輸出信號組合通過RS-232通信接口實現(xiàn)與PC的聯(lián)機。

(3)傳感器連線。若流量計與傳感器為分體式安裝，流量計與傳感器之間還需進行連線，用于將傳感電流通過流量計的測量終端(實際上是磁極與電壓測量單元)，用以測量各被測參數(shù)。

(4)接地線。由于電磁流量計的工作電流較小，極易受外界電場變化的干擾，所以其電源、信號線均須配套接地線，以確保測量數(shù)據(jù)的準確，消除測量過程中數(shù)據(jù)的頻繁振蕩。

3.5電磁流量計調(diào)試

(1)調(diào)試前檢查及準備。電磁流量計在調(diào)試前，應對管道及流量計進行徹底檢查，包括管道雜物等清理，油性介質(zhì)管道還需進行干燥處理。調(diào)試前的檢查還包括電氣線路的檢查，首先應對線路的接地進行檢測，確保接地可靠后方可進行其它線路的測試檢查，以免造成線路容性效應，儲存電量，或是測量電源對儀器產(chǎn)生破壞作用。另外，還需進行絕緣電阻及接地電阻測試。

(2)通水調(diào)試。無論是測量水性介質(zhì)、混懸液體，還是測量油性介質(zhì)的儀表，在正式調(diào)試前，均應模擬實際測量介質(zhì)的溫度、壓力、流速等條件進行通水調(diào)試。若在通水試驗過程中發(fā)生異常，或是參數(shù)缺失，應對儀表進行單體檢測或送出產(chǎn)單位進行校驗。

(3)系統(tǒng)調(diào)試。電磁流量計在進行完單項功能通水測試，控制主機各項預備調(diào)試完成后，可進行系統(tǒng)調(diào)試。油性介質(zhì)管道需進行干燥后方可通入被測介質(zhì)進行系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)調(diào)試時，主機系統(tǒng)應預先對各個測量點進行編碼掃描，確保各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進行功

能性調(diào)試。功能性調(diào)試時，由主機系統(tǒng)對各儀表分別進行參數(shù)的讀取，臨界值報警試驗等，然后進行控制數(shù)據(jù)的寫入。逐一進行調(diào)試，并將相關數(shù)據(jù)發(fā)送到相關上機位進行分析。主機在系統(tǒng)各儀表調(diào)試完成后，可進行儀表終端單體PLC編程調(diào)試。PLC編程調(diào)試對儀表調(diào)試具有重要意義，它可在不影響主機工作狀態(tài)的情況下，對單個儀表進行數(shù)據(jù)讀取、參數(shù)寫入和調(diào)整。現(xiàn)代 PLC技術的發(fā)展，使其在電磁儀表調(diào)控中的應用顯得更加方便，大部分的電磁流量計均可選購與其產(chǎn)品相配套的 PLC編程控制器，通過專門的接口，可進行單個儀表的調(diào)試。調(diào)試完成后，應在連續(xù)的工況條件下進行 24小時的不間斷測量，觀察其測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、可靠性，并結(jié)合其它測量方式進行校對，直

至系統(tǒng)各電磁儀表均能按設計要求運行，方可進行系統(tǒng)預驗收。通過電磁流量計在工業(yè)管道控制系統(tǒng)的應用，在儀表的選型、安裝工藝的調(diào)整、試驗等方面進行總結(jié)，為提高工業(yè)管道控制系統(tǒng)中電磁儀表安裝、調(diào)試的成功率積累了一定的技術經(jīng)驗，為工業(yè)管道控制系統(tǒng)更高程度的集成化、自動化提供了實踐經(jīng)驗。

4.渦輪流量計

渦輪流量計是一種速度式流量儀表，由于具有測量精度高，反應速度快，測量范圍廣，價格低廉，安裝方便等優(yōu)點，被廣泛應用于化工生產(chǎn)中。渦輪流量計廣泛應用于以下一些測量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。

渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。渦輪變送器的工作原理是當流體沿著管道的軸線方向流動，并沖擊渦輪葉片時，便有與流量  qv、流速V和流體密度r乘積成比例的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應原理，在線圈內(nèi)將感應出脈動的電勢信號(此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比)。渦輪變送器輸出的脈沖信號，經(jīng)前置于放大器放大后，送人顯示儀表，就實現(xiàn)了流量的測量。

在化工裝置中選型與使用應注意：流量計本體***好選用316不銹鋼材料以防腐；應注意確保被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕，特別是軸承處，否則應采取措施，在一般化工場所應優(yōu)先考慮軸承使用聚四氟乙烯、碳石墨材料安裝渦輪流量計前，管道要清掃，被測介質(zhì)不潔凈時，要加過濾器，否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來。變送器應水平安裝，避免垂直安裝，并保證其前后有適應的直管段，一般前10D，后5D。選用渦輪流量計主要是看中其高度，但應注意，流量計度愈高，對現(xiàn)場使用條件的變化就越敏感，因此安裝渦輪流量計時，前后管道法蘭要水平，否則管道應力對流量計影響很大。傳感器安裝應便于維修并避免管道振動、無強電磁干擾與抗輻射影響的場所。

氣體渦輪流量計選型要從以下幾個方面考慮：

(1)氣體的密度：對氣體渦輪流量計，流體物性的影響主要是氣體密度。它對儀表系數(shù)的影響較大，且主要在低流量區(qū)域。若氣體密度變化頻繁，要對流量計的流量系數(shù)采取修正措施。

(2)流量范圍：渦輪流量計流量范圍的選擇對其度及使用年限有較大的影響，并且每種口徑的流量計都有一定的測量范圍，流量計口徑的選擇也是由流量范圍決定的。對于每日儀表實際運行時間不超過8小時的斷續(xù)工作場合，選擇實際使用時***大流量的1.3倍作為流量范圍上限；對于每日儀表實際運行時間不低于8小時的連續(xù)工作場合，選擇實際使用時***大流量的1.4倍作為流量范圍上限。儀表下限流量以實際使用***小流量的0.8倍為合適。

(3)壓力損失：盡量選用壓力損失小的渦輪流量計。

(4)度等級：并不是越高越好，根據(jù)實際情況選用合適的才***重要！一般來說，選用渦輪流量計主要是看中其高度。但是流量計準確度愈高，對現(xiàn)場使用條件的變化就愈敏感，所以，對儀表度的選擇要慎重，應從經(jīng)濟角度考慮。對于大口徑輸氣管線的貿(mào)易結(jié)算儀表，在儀表上多投入是合算的。而對于輸送量不大的場合選用中等精度水平的即可。

(5)結(jié)構(gòu)型式：

內(nèi)部結(jié)構(gòu)宜選用反推式渦輪流量計。因為反推式結(jié)構(gòu)在一定流量范圍內(nèi)可使葉輪處于浮游狀態(tài)，軸向不存在接觸點，無端面摩擦和磨損，可延長軸承的使用壽命。

按管道連接方式選型，流量計有水平和垂直安裝兩種方式，水平安裝與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。中等口徑選用法蘭連接；小口徑和高壓管道選用螺紋連接：夾裝連接只適用于低壓中小管徑；垂直安裝只有螺紋連接。

按環(huán)境條件選型，考慮溫度、濕度的影響。天然氣計量要選擇本安型防爆渦輪流量計。

(6)軸承：渦輪流量計的軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三類材質(zhì)。天然氣計量儀表軸承應選用碳化鎢材料。

5.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測量流量的儀表。是早期大量使用的一種測量流量的計量儀表。差壓式流量計由三部份組成： (1)將被測液體的流量變換成差壓信號的節(jié)流裝置；(2)傳輸差壓信號的信號管路；

(3)測量差壓值的差壓儀或差壓變送器及顯示儀表。通常以檢測件的型式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里管流量計及均速管流量計等。

在化工裝置中選型與使用差壓式流量計注意：差壓式流量計壓損大，測量范圍度窄，一般為 3：1或4：1，測量的重復性、度在流量計中屬中等水平。差壓式流量計的安裝應包括節(jié)流裝置、壓差引壓導管、差壓計三部份。在測量流體流量時，為防止液體中有氣進人并存在導壓管內(nèi)及防止液體中有沉淀物析出，差壓計應安裝在節(jié)流裝置的下方，測量氣體流量時為防止液體污物或灰塵進人導壓管，則差壓計應安裝在節(jié)流裝置上方，測量水蒸汽時要保持兩根引壓管內(nèi)的冷凝液柱高度相等，防止高溫蒸汽與差壓計直接接觸。壓差引壓導管的材質(zhì)應按被測介質(zhì)的性質(zhì)和參數(shù)確定，其內(nèi)徑不小于6mm，長度***好在16mm以內(nèi)。

壓差引壓導管應垂直或傾斜敷設，起傾斜度不小于1：12，粘度高的流體，其傾斜度應更增大。當壓差引壓導管長度超過30m時，導壓管應分段傾斜，并在***高點與較低點裝設集氣器(或排氣閥)和沉淀器(或排污閥)。嚴寒地區(qū)壓差引壓導管應加防凍保護，同時要防止過熱，否則壓差引壓導管中流體汽化會產(chǎn)生假差壓。

6.轉(zhuǎn)子流量計

轉(zhuǎn)子流量計為低中等度儀表，屬變面積式流量計的一種。轉(zhuǎn)子流量計是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進行測量的體積流量儀表。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計，作為直觀流動指示或測量度要求不高的現(xiàn)場指示儀表，轉(zhuǎn)子流量計被廣泛地用在化工行業(yè)。

轉(zhuǎn)子流量計適合于對中、小口徑中流體和雷諾數(shù)較低的流體的流量測量。轉(zhuǎn)子流量計壓力損失較低，有較寬的流量范圍度，一般為10：1，較低為5：1，***高為25：1。選型與使用時應注意：轉(zhuǎn)子流量計主要測量對象是單相液體或氣體，液體中含有微粒固體或氣體中含有液滴通常不適用。玻璃管轉(zhuǎn)子流量計應選帶有透明防護罩，一旦玻璃錐管破裂，可擋住流體正向散濺，以作緊急處理。用于氣體時應選用導桿或帶棱筋導向的儀表，以避免操作不慎浮子擊碎錐管。

7.熱式質(zhì)量流量計

7.1應用領域

熱式質(zhì)量流量計是利用傳熱原理，即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物體或測量管外加熱體)之間熱量交換關系來測量流量的儀表。熱式質(zhì)量流量計目前主要用于測量氣體。

熱式(氣體)質(zhì)量流量計它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。典型應用：

(1)工業(yè)管道中氣體流量測量；

(2)燃氣過程中空氣流量測量；

(3)煙囪排出的煙氣流量測量；

(4)水處理中瀑氣流量測量；

(5)水泥，卷煙，玻璃廠生產(chǎn)過程中氣體流量測量壓縮

空氣流量測量；

(6)天然氣，煤氣，液化氣，火炬氣，氫氣等氣體流量

測量；

(7)鋼鐵廠加氣流量測量。

7.2分類

熱式流量儀表主要有兩種：

(1)利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱

傳導分布效應的熱分布式流量計。

(2)利用熱消散  (冷卻)效應的金氏定律的熱式質(zhì)量流量計。

7.3選型

選型使用時應注意：與其他流量計相比，熱式質(zhì)量流

量計具有中等測量度，適用于低流速范圍測量，因其響應時間長，不適應脈動流流量測量在測量氣體時流體溫度變化并不影響質(zhì)量流量，但溫度變化過大，比熱容的變化會導致量程變化；熱式質(zhì)量流量計只能用于測量清潔單相流體——氣體或液體，用氣體的型號不能用于液體，反之亦然。對于熱分布式氣體還必須是干燥氣體，不能含有

濕氣。安裝中大部分熱式質(zhì)量流量計的流量傳感器可任何姿勢(水平、垂直或傾斜)安裝，其性能不受安裝姿勢影響，通常認為熱分布式無上下游直管段長度要求，但應注意帶測量管的浸入式流量傳感器和插人式儀表需要一定長度前置直管段。

8.幾種流量儀表應用和發(fā)展動向

8.1科里奧利質(zhì)量流量計(CM F)

國外已發(fā)展 30余系列，各系列開發(fā)在技術上的著眼點在于流量檢測測量管結(jié)構(gòu)上設計創(chuàng)新；提高儀表零點穩(wěn)定性和度等性能；增加測量管撓度，提高靈敏度；改善測量管應力分布，降低疲勞損壞，加強抗振動干擾能力等。

8.2電磁流量計(EM F)

從50年代初進入工業(yè)應用以來，使用領域日益擴展，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占 16%~20%。我國近年發(fā)展迅速，1994年銷售估計為6500~7500臺。國內(nèi)已生產(chǎn)***大口徑為2~6m的ENF，并有實流校驗口徑3m的設

備能力。

8.3渦街流量計(USF)

在60年代后期進入工業(yè)應用， 80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占4%~6%。1992年世界范圍估計銷售

量為3.54.8萬臺，同期國內(nèi)產(chǎn)品估計在8000~9000臺。

8.4熱式質(zhì)量流量計

(1)當流量計儀表在某項技術上有所突破后，就會開發(fā)出相適應的改進型儀表，使得在該領域有較快發(fā)展。熱式質(zhì)量流量計過去主要是熱分布式，應用于氣體小流量測量，較多應用于半導體工業(yè)，熱處理爐、分析儀器等氫、氧、氨等流量測量和控制以及閥門制造過程中測定泄漏量等。國外近年熱消散效應的侵入式和插入式熱式流量計應用與環(huán)境保護和流程工業(yè)大中型管道發(fā)展迅速。徑向分段排列多組檢測元

件組成的檢測桿，較多以插入方式應用于HVAC(暖氣通風空

調(diào))工程大中型管道；還應用于鍋爐大管道進風量和煙道排氣量監(jiān)測SO和NOX排放總量。熱式氣體質(zhì)量流量計在我們的今天生活中被應用到了現(xiàn)在生產(chǎn)生活的各個方面，當然***主要的還是在工業(yè)上的使用。這其中有著高新科技的作用，當然也離不開工業(yè)本身的發(fā)展，但是在這些發(fā)展的同時怎樣更好的利用熱式氣體質(zhì)量流量計的優(yōu)點更好的發(fā)揮它的作用同時又能解決掉存在的不足，是未來發(fā)展的重點。

(2)微小液體質(zhì)量熱式流量計雖然已有20余年歷史，但在工業(yè)上應用直到近幾年才較快發(fā)展，現(xiàn)在已有幾家制造廠生產(chǎn)多種型號熱分布式熱式流量計投入市場。當前主要應用于化學、石化、食品等流程工業(yè)實驗性裝置。例如：藥液配比系統(tǒng)中定流量配比控制，液化氣注入過程中液流測量和控制。

(3)熱式氣體質(zhì)量流量計有著使用方便，容易控制安裝時也不需要過多的管道，即使是在特殊的場合也能正常使用的特點。也可以同時兼顧環(huán)保節(jié)能和高標準的掌控。未來熱式氣體質(zhì)量流量計的發(fā)展趨勢還是注重技術的改進保留優(yōu)點的同時加強質(zhì)量的監(jiān)控，當然對于現(xiàn)有的缺點也要有所改進盡量避免。隨著總體經(jīng)濟的發(fā)展，它將與其它自動化裝置一起發(fā)揮作用以更加完善和精準的控制來幫助工

業(yè)生產(chǎn)，發(fā)揮出它應有的作用。由此可以看出在技術日漸

成熟以及的大力支持下，熱式氣體質(zhì)量流量計的發(fā)展趨勢會是非常好，相信只要在我們能在這樣好的形勢下把握好機會就一定能實現(xiàn)它的價值***大化。

8.5威力巴流量計

采用了完全符合空氣動力學原理的工程結(jié)構(gòu)設計，是一種在精度、功效及可靠方面達到了無比卓越程度的傳感元件。

9結(jié)束語

流量儀表大都需要適合的測量介質(zhì)和工況條件為依托方可發(fā)揮正確作用，只有優(yōu)勢而沒有缺點的流量儀表現(xiàn)今是不存在的，合理的選擇儀表對于現(xiàn)場工程師和管理者是至關重要的。綜上所述，在化工裝置中要正確和有效地選擇、使用流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產(chǎn)過程流體特性這兩方面的技術，同時還應考慮經(jīng)濟因素，歸納起來五個方面因素，即性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費用。總之，沒有一種測量方式或流量計對各種流體及流動情況都能適應的。不同的測量方式和結(jié)構(gòu)，要求不同的測量操作、使用方法和使用條件．每種型式都有它特有的優(yōu)缺點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適于生產(chǎn)要求的，既安生可靠又經(jīng)濟耐用的***佳型式。