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      流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。

      流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。

      计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

      工程上常用单位m3/h，它可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量，流过的物质可以是气体、液体、固体；累计流量即为在某一段时间间隔内（一天、一周、一月、一年）流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量，所以瞬时流量计和累计流量计之间也可以相互转化。

      早在1738年，瑞士人丹尼尔伯努利以第一伯努利方程为基础利用差压法测量水流量。后来意大利人G.B.文丘里研究用文丘里管测量流量，并于1791年发表了研究结果。

1886年，美国人赫谢尔应用文丘里管制成了测量水流量的的实用测量装置。

20世纪初期到中期，原有的测量原理逐渐走向成熟，人们不再将思路局限在原有的测量方法上，而是开始了新的探索。

到了30年代，又出现了探讨用声波测量液体和气体的流速的方法声波测量流量的方法，但到第二次世界大战为止未获得很大进展，直到1955年才有了应用声循环法的马克森流量计的问世，用于测量航空燃料的流量。

20世纪的60年代以后，测量仪表开始向精密化、小型化等方向发展。

随着集成电路技术的迅速发展，具有锁相环路技术的超声（波）流量计也得到了普遍应用，微型计算机的广泛应用，进一步提高了流量测量的能力，如激光多普勒流速计应用微型计算机后，可处理较为复杂的信号。

发展趋势

在工业现场，测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。是工业测量中最重要的仪表之一。随着工业的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计相继问世，广泛应用于石油天然气、石油化工、水处理、食品饮料、制药、能源、冶金、纸浆造纸和建筑材料等行业。 [1] 

2008年全球流量计的市场规模达到28.3亿美元，较2007年增长约3.9%。

发展现状

由于缺乏国家在这行业体制机制强有力的支持，造成我国仪器仪表行业缺乏高层次的复合型人才，缺乏熟悉、精通各学科交叉的综合型人才。自主创新能力低下，自主知识产权匮乏。具体表现在国产高端自动化产品奇缺，市场竞争力不强。

现代计量是光、机、电、计算机和许多基础学科高度综合的产物，对新技术比较敏感，是现代产业产品中更新换代速度比较快的产品之一，每年都会有新产品推出，特别是在当今信息技术攻速发展的时代，竞争日趋激烈，发展速度稍微慢点就会被远远抛在后面。我国虽然已经进入21世纪，但许多东西还停留在80年代初的水平上，大型和高档的仪器设备几乎全部依靠进口，甚至有的专用仪器在国内还处于空白状态，中低端的产品质量保证上还有许多问题需要攻克。

因此，必须要有国家战略高度的规划和相关资源的大力支撑，才有机会去不断缩小差距。如果测试仪器企业无法做到一个比较大的规模，那么就很难具备和国际巨头一较长短的实力，而前期的成长需要巨额长期的资金投入。

应用范围

流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活各个领域之中。在石油工业生产中，从石油的开采、运输、炼冶加工直至贸易销售，流量计量贯穿于全过程中，任何一个环节都离不开流量计量，否则将无法保证石油工业的正常生产和贸易交往。在化工行业，流量计量不准确会造成化学成分分配比失调，无法保证产品质量，严重的还会发生生产安全事故。在电力工业生产中，对液体、气体、蒸汽等介质流量的测量和调节占有重要地位。流量计量的准确与否不仅对保证发电厂在最佳参数下运行具有很大的经济意义，而且随着高温高压大容量机组的发展，流量测量已成为保证发电厂安全运行的重要环节。如大容量锅炉瞬时给水流量中断或减少，都可能造成严重的干锅或爆管事故。这就要求流量测量装置不但应做到准确计量，而且要及时地发出报警信号。在钢铁工业生产中，炼钢过程中循环水和氧气(或空气)的流量测量是保证产品质量的重要参数之一。在轻工业、食品、纺织等行业中，也都离不开流量计量。

应用比较多的换能器是外夹式和插入式。单声道超声波流量计结构简单、使用方便，但这种流量计对流态分布变化适应性差，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，被设置在测量流动通道6的上游端并相对于孔眼11和12，用于减少被测量的流体流入孔眼11和12;测量控制部件19，用于测量超声波换能器8和9之间的超声波的传播时间;及计算部件20，用于根据该测量控制部件19的信号计算流量。

流量计尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等)，以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近。常见的调试期故障通常由安装不妥。

应用发展

科里奥利

科里奥利质量流量计（以下简称CMF）是利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。 [2] 

中国CMF的应用起步较晚，已有几家制造厂自行开发供应市场；还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。

国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于：流量检测测量管结构上设计创新：提高仪表零点稳定性和精确度等性能；增加测量管挠度，提高灵敏度：改善测量管应力分布，降低疲劳损坏，加强抗振动干扰能力等。

某些厂家研发出了可以测量气液两相的科里奥利仪表，可以应用在卸船，含气泡介质等原先传统仪表无法工作的场合。同时有一种MVD变送器可以实现仪表在线自校验，即无需将流量计拆下，利用对流量管刚性的检查，来判断现场仪表的性能。

电磁

EMF从50年代初进入工业应用以来，使用领域日益扩展，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。

中国发展迅速，1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的EMF，并有实流校验口径3m的设备能力。2008年销售额已经达到7700万美元，估计销售量在35万台以上。

涡街

USF在60年代后期进入工业应用，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%～6%。1992年世界范围估计销售量为3548万台，同期国内产品估计在8000～9000台。

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。

工业生产

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、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。

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不可缺少的工具。

环境保护

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世纪的最大课题。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，流量计在烟气排放、污水、废气处理流量计量方面有着不可替代的位置。

中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。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，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。

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，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

生物制药

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；医药行业对各种医药配方，液体制剂成分的控制流量仪表也是不和或缺的。仪表开发的难度极大，品种繁多。

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专用的流量计。

海洋、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前提有很大差别。

执行标准

CJ/T1017-1993潜水型电磁流量计1993-12-01作废

CJ/T122-2000超声多普勒流量计建设部2001-06-01现行

CJ/T3017-1993潜水电磁流量计建设部1993-12-01现行

CJ/T3054.1-1995水量计量仪表均速管流量计建设部1994-12-01现行

CJ/T3063-1997给排水用超声流量计(传播速度差法)建设部1997-02-01现行

GB/T12826-1991移动设备用卷绕电缆载流量计算导则国家技术监督局1992-02-01现行

GB/T17286.1-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第1部分:一般原则国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.2-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第2部分:体积管国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.3-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第3部分:脉冲插入技术国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.4-2006液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第4部分：体积管操作人员指南国家质量监督检验检疫2006-07-01现行

GB/T17288-1998液态烃体积测量容积式流量计计量系统国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17288-2009液态烃体积测量容积式流量计计量系统2009-10-01即将实施

GB/T17289-1998液态烃体积测量涡轮流量计计量系统国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17289-2009液态烃体积测量涡轮流量计计量系统2009-10-01即将实施

GB/T18604-2001用气体超声流量计测量天然气流量国家质量监督检验检疫.2002-08-01现行

GB/T18659-2002封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法国家质量监督检验检疫.2002-08-01现行

常用类型

流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。2011年以前可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于没有一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表，但是随着时代的进步，这个科技大爆炸的时代里，终于出现了一个最新产品-质量流量计，质量流量计适用于任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件，只是价格比较昂贵，无法在所以工业中都得到普及。

旧式的60多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。

此外，按测量原理可分为如下几个大类：

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、原子物理原理：核磁共振式、核辐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。

本文按照目前最流行、最广泛的分类法分别来阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发挥在那情况：

靶式

靶式流量计是基于力学原理的一种流量计，它在工业上的开发应用已有数十年的历史。新型SBL靶式流量计是在传统靶式流量计的基础上，随着新型传感器、微电子技术的发展研制开发成的新型电容力感应式流量计，它既有孔板、涡街等流量计无可动部件的特点，同时又具有很高的灵敏度、与容积式流量计相媲美的准确度，量程范围宽。 [3] 

中国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累，靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥，至今用户对旧靶式流量计的不良印象仍未消除。

新型SBL靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器，它完全消除了上述力平衡机构的缺点，新型靶式流量计还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分，流量计具有一系列优点，相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。

差压式

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件与流体相互作用产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件）和二次装置（差压转换器和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计、皮托管原理式-毕托巴流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。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，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入国际标准中的检测件。差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。

差压式流量计流体体积流量公式为：

v=aA √2/j(p-q)

v--体积

j--液体密度

a--流量系数，与流道尺寸 取压方式和流速公布有关

A--孔板开孔面积

p-q--压力差

优点：

（1）应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；

（2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；

（3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。

缺点：

（1）测量精度普遍偏低；

（2）范围度窄，一般仅3:1~4:1；

（3）现场安装条件要求高；

（4）压损大（指孔板、喷嘴等）。

注：一种新型产品：引进美国航天航空局而开发的平衡流量计，这种流量计的测量精度是传统节流装置的5-10倍，永久压力损失1/3。压力恢复快2倍，最小直管段可以小至1.5D，安装和使用方便，大大减少流体运行的能力消耗。

应用概况：

差压式流量计应用范围特别广泛。在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用。如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。

1、常用标准节流装置（孔板）、（喷嘴）、（文丘利管）。

2、常用非标准节流装置有（双重孔板）、（圆缺孔板）、（1/4圆喷嘴）和（文丘利喷嘴）。

3、孔板常用取压方法有（角接取压）、（法兰取压），其它方法有（理论取压）、（径距取压）和（管接取压）。

4、标准孔板法兰取压法，上下游取压孔中心距孔板前后端面的间距均为（25.4±0.8）mm，也叫1英寸法兰取压。

5、1151变送器的工作电源范围（12）vdc到（45）vdc，负载从（0）欧姆到（1650）欧姆。

6、1151dp4e变送器的测量范围是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。

7、1151差压变送器的最大正迁移量为（500%），最大负迁移量为（600%）。

8、管道内的流体速度，一般情况下，在（管道中心线）处的流速最大，在（管壁）处的流速等于零。

9、若（雷诺数）相同，流体的运动就是相似的。

10、当充满管道的流体流经节流装置时，流束将在（缩口）处发生（局部收缩），从而使（流速）增加，而（静压力）降低。

11、1151差压变送器采用可变电容作为敏感元件，当差压增加时，测量膜片发生位移，于是低压侧的电容量（增加），高压侧的电容量（减少）

12、1151差压变送器的最小调校量程使用时，则最大负荷迁移为量程的（600%），最大正迁移为（500%），如果在1151的最大调校量程使用时，则最大负迁移为（100%），正迁移为（0%）。

13、1151 [4]  差压变送器的精度为（±0.2%）和（±0.25%）。　注：大差压变送器为±0.25%

14、常用的流量单位、体积流量为（m3/h）、（t/h），质量流量为（kg/h）、（t/h），标准状态下气体体积流量为（nm3/h）。

15、用孔板流量计测量蒸汽流量，设计时，蒸汽的密度为4.0kg/m3，而实际工作时的密度为3kg/m3，则实际指示流量是设计流量的（0.866）倍。

16、用孔板流量计测量气氨流量，设计压力为0.2mpa（表压），温度为20℃，而实际压力为0.15mpa（表压），温度为30℃，则实际指示流量是设计流量的（0.897）倍。

17、节流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5）d，为了正确测量，孔板前的直管段最好为（30～50）d，特别是孔板前有泵或调节阀时更是如此。

18、为了使孔板流量计的流量系数α趋向定值，流体的雷诺数应大于（界限雷诺数）。

19、在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（垂直），不应有（可见伤痕），上游面和下游面应（平行），上游入口边缘应（锐利无毛刺和伤痕）。

浮子

浮子流量计，又称转子流量计、金属转子流量计、成丰玻璃转子流量计，是变面积式流量计的一种。在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期，日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。中国产量1990年估计在12~14万台，其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点：

（1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险；

（2）适用于小管径和低流速；

（3）压力损失较低。