流量计有哪些分类？

一．流量计的分类

按测量原理分有：力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。

按流量计的结构原理进行分类，即分为：容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。

二．常用流量计的工作原理及应用

1.压差式流量计

        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集合尺寸来计算流量的仪表。

        应用：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；工作方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几毫米到几米；流动方面：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。

2.浮子流量计

        浮子流量计又称转子流量计，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式由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

        应用：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

3.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。

        应用：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。

4.涡轮流量计

        涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成，也可做成整体式。

        应用：涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。

5.电磁流量计

        电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。

        应用：电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

6.涡街流量计

        涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。当通过流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量。

        应用：涡街流量计发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。

7.超声波流量计

        超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计按测量原理可分为时差式和多普勒式。

        应用：传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、怪液、液化天然气等；气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验；多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体，如未处理污水、工厂排放液、脏流程液，通常不适用于非常清洁的液体。

8.质量流量计

        质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量；间接式质量流量计是用密度计与体积流量间接相乘求得质量流量的。

        应用：在现代工业生产中在高温高压的情况下，由于材质和结构等方面的原因，直接式质量流量计的应用遇到困难；而间接式质量流量计由于密度受湿度和压力适用范围的限制，也不好实际应用。

9.插入式流量计

        插入式流量计工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。

        应用：发电及热电联产、供热行业；航空、航天、造船、核能及兵器行业；机械、冶金、煤矿及汽车制造行业；石油、化工行业；医药、食品及烟洒制造行业；森工、农垦及轻工行业等。

10.探针式流量计

探针流量计基本原理是将总、静压力通过探针孔和导压管传导至差压、压力传感器内，只要探针孔不堵塞，即使有杂物、挂垢，仍能准确传导压力而不影响精度。因导压管内介质不流动，杂物不易进去堵塞，所以能保持长时间的高精度。

应用：适用范围广。一是适用介质范围广：可测水蒸汽（饱和、过热）、空气、煤气、天然气、各种化工物料气、液、水、各种溶液、油等；介质温度最高充许650摄氏度、压力最高允许25Mpa。二是适用流量范围广：介质流量最小可测量0.1吨/时，最大可测量5000吨/时。三是适用介质管道截面形状范围广：该流量计对介质管道截面的几何形状无要求，如圆形、椭圆形、方形、长方形、菱形等均适用。

一、天然气涡轮流量计的原理

天然气涡轮流量计是一种速度式流量计，利用气体推动流量计叶轮转动，叶轮旋转的速度与流体体积流量成正比，根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同步转动的叶轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，经运算处理得出体积流量。其测量精度较高，准确度等级可达到1.0级、1.5级；量程比宽，一般为1：20测量范围宽；结构紧凑轻巧，装维护方便前后直管段要求较低，可用于中、高压计量。

二、误差产生的原因

天然气涡轮流量计同样存在以下缺点：有可动部件，易于损坏，关键件轴承易磨损，抗脏污能力差，对介质的干净程度要求较高，难以长期保持校准特性，需要定期校验。造成误差的原因有：计量表自身质量问题，设计选型不合理，安装不到位，运行中维护保养不当等。

三、如何控制误差  

（一）正确确定流量计使用的场所及规格。

由于天然气涡轮流量计涡轮惯性的存在，在流量波动频繁的场合不宜使用，否则会降低计量精度。要比较准确地估计用气量的峰谷值和介质的压力情况，正确确定流量计的规格。从天然气涡轮流量计误差特性曲线可以看出，应使流量计的工作流量范围20%Qmax-80%Qmax（Qmax为流量计的最大流量）

（二）天然气涡轮流量计安装要求

1.气体天然气涡轮流量计前必须安装过滤器；应保持过滤器畅通，若发现过滤器堵塞（可凭过滤器进出压差来判断）时，应及时对过滤器进行清洗，若未配差压计的每月清洗一次。

2.要保证直管段的要求，尤其是表前有缩径或半开阀门的情况。

3.安装时，密封垫不得突入管道中，流量计与管路轴线目测不得有明显偏差，不得产生安装应力。

4.安装时一定要清扫干净管道内的所有杂质，以防轴承和涡轮卡死。

三）天然气涡轮流量计运行管理及维护要求

1.天然气涡轮流量计的通气和停气要求。通气顺序：保证流量计后端的阀门处于关闭状态；再缓慢开启流量计前端的阀门，确保升压速度≤35KPa/S；最后缓慢开启流量计后端的阀门，使其从小流量下运行直至调节至需要值。整个过程保持有压启动。停气顺序：先缓慢关闭流量计后端阀门；再缓慢关闭流量计前端阀门。

2.防止长时间超量运行。超流量运行会严重影响使用寿命，降低计量精度，导致误差增大；（注意观察表头工况流量百分比不宜长时间超百分百）瞬时流量：从瞬时流量的观察，结合用户当时用气情况判断是否有小火不走，大火超量程现象。仪表运行时流量范围应在20%-70%之间。如果长期低限运行或高限运行都会对计量有影响；是否是用户用气负荷或用气设备发生了改变，应及时解决。

3.注意温度、压力的数值。根据气态方程式：

方程式中：V0——标准状态下的体积量（m3）

V——工作状态下的体积量（m3）

Zg——工作状态下的气体压缩系数

P=Pa+Pg——流量计压力检测点处的绝对压力（kPa）

Pa——当地大气压（kPa）

Pg——流量计压力检测点的表压力（kPa）

Po——标准大气压（101.325kPa）

To——标准状态下的绝对温度（293.15K）

T——介质工况条件下的绝对温度（273.15+t）K

t——被测介质摄氏温度（e）

FZ——气体压缩因子

从公式可以看出，误差主要集中在压力、温度的检测精度两方面，在发现流量、温度、压力值与实际偏差较大或示值不稳定时，或与以前经验数值存在较大偏差时，要及时处理。

4.在日常维护中或抄表检查时，应查看显示仪表上是否有异常符号。如有电池符号的闪烁，表示电池快没电了，应及时更换电池；如有异常报警、异常警告的符号出现，要及时发现，有助于处理和发现用户的违规用气行为。

5.对于有机械读数带修正仪的进口涡轮表，除抄取标况体积值之外，同时应该及时比对基表读数与修正仪上的工况流量是否一致，两者正常情况下应该是相差不大的。

6.工艺管道检修时应拆下流量计，然后用干净的布把两端包好，防止污物、铁霄等落入流量计将涡轮叶片损坏。

7.为保证天然气涡轮流量计长期正常工作，应加强仪表的运行检查，监测叶轮旋转情况，如声音异常应及时卸下检查传感器内部零件。涡轮轴承磨损严重或叶片打坏的，必须维修更换，并重新检定。

8.有润滑油或清洗液注入口的传感器，应按要求定期注入润滑油或清洗液，保证叶轮良好运行。在无润滑油情况下长期连续运行，势必造成致命磨损，阻尼力增加而导致运行变慢，计量结果产生负差并且影响使用寿命；

四、使用安装中的常见问题判断及处理。

（一）未作减小流量操作（节流减负），但流量显示却逐渐下降，可能发生的情况：

1.过滤器堵塞。若过滤器前后端压损较大，说明杂物已堵塞，就应清洗过滤器。

2.传感器叶轮受杂物阻碍或轴承间隙进入异物，阻力增加而减速减慢。应卸下叶轮、传感器，对其进行清洗。

（二）流体正常流动时无显示，总量计数器字数不增加。

应检查：

1.叶轮是否有无异物卡住，轴和轴承有无杂物卡住或断裂现象。去除异物，并清洗或更换损坏零件，复原后气吹或手拨动叶轮，应无摩擦声。

2.传感器接头是否有松动的情况

（三）显示仪示值与经验评估值差异显著，应进行如下检查。

1.管道流动方面的原因，如未装止回阀，出现逆向流动。

2.旁通阀是否关严，有无泄漏。

五、做好天然气涡轮流量计的周检工作

每只流量传感器均应有一经标准装置检定给出的仪表系数，且其精度和流量范围等必须满足流量计技术规范的要求，正确的仪表系数值是保证流量计计量精度的最基本保证。要保证流量计计量准确，其首要方法是通过检定将仪表系数和规格型号输入到温压补偿仪里，并通过周检和使用中的维护保养保证流量传感器不超差。

注意周期维护和检定：要按相关标准对使用中的流量计进行周期检定和校准，一般应两年检定一次，这是保证流量计保持精度的必要措施；JJG198《速度式流量计检定规程》：准确度为0.1，0.2，0.5级的流量计，其检定周期为半年。对于准确度低于0.5级流量计按其工作原理确定检定周期：分流旋翼式流量计为1年；天然气涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计为2年；超声波流量计、激光多普勒流量计为3年；插入式流量计按照与其测量头工作原理相同的流量计的检定周期执行。