流量儀表分類介紹
電磁流量計電磁流量計是60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表．它根據法拉第電磁感應定律製成，用來測量導電流體的體積流量。由於其獨特的優點，已廣泛地套用於工業上各種導電液體的測量．例如，測量各種酸、鹼、鹽等腐蝕液體；各種易燃，易爆介質；各種工業污水，紙漿，泥漿等。測量原理是基於法拉第電磁感應定律。即當導電液體流過電磁流量計時，導體液體中會產生與平均流速 V （體積流量）成正比的電壓，其感應電壓信號通過兩個與液體接觸的電極檢測，通過電纜傳至放大器，然後轉換成統一的輸出信號。 基於電磁流量計的測量原理，要求流動的液體具有最低限度的電導率。
電磁流量計的主要特點是：
①電磁流量計的變送器結構簡單，沒有可動部件，也沒有任何阻礙流體流動的節流部件，所以當流體通過時不會引起任何附加的壓力損失，同時它不會引起諸如磨損，堵塞等問題，特別適用於測量帶有固體顆粒的礦漿，污水等液固兩相流體，以及各種粘性較大的漿液等．同樣，由於它結構上無運動部件，故可通過附上耐腐蝕絕緣襯裡和選擇耐腐材料製成電極，起到很好的耐腐蝕性能，使之可用於各種腐蝕性介質的測量．
②電磁流量計是—種體積流量測量儀表，在測量過程中，它不受被測介質的溫度．粘度、密度以及電導率(在一定範圍內)的影響．因此，電磁流量計只需經水標定以後，就可以用來測量其它導電性液體的流量，而不需要附加其它修正．
③電磁流量計的量程範圍極寬，同一台電磁流量計的量程比可達1：100．此外，電磁流量計只與被測介質的平均流速成正比，而與軸對稱分布下的流動狀態（層流或紊流）無關．
④電磁流量計無機械慣性，反應靈敏，可以測量瞬時脈動流量，而且線性好．因此，可將測置信號直接用轉換器線性地轉換成標準信號輸出，可就地指示，也可遠距離傳送．
電磁流量計雖具有上述優良特性，但目前它還有一些不足之處，以致在使用上受到一定限制．主要有如下幾點：
①電磁流量計不能用於測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體．
②電磁流量計目前還不能用來測量電導率很低的液體介質，被測液體介質的電導率不能低於10－5（S／cm），相當於蒸餾水的電導率．對石油製品或者有機溶劑等還無能為力。
③由於測量管絕緣襯裡材料受溫度的限制，目前工業電磁流量計還不能測量高溫高壓流體。
④電磁流量計受流速分布影響，在軸對稱分布的條件下，流量信號與平均流速成正比．所以，電磁流量計前後也必須有一定長度的前後直管段．
⑤電磁流量計易受外界電磁干擾的影響
2、渦街流量計(鏇渦流量計)
渦街流量計是依據卡門鏇渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需
渦街流量計渦街流量計,主要用於工業管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程範圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度範圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈衝信號輸出.
浮子流量計金屬管浮子流量計實際是一種可變面積式流量計。它通常具有一段直立的錐管和一隻可以在其中自由地隨流量大小上下移動的浮子。當流體自下而上流經錐管時，流體的動能在浮子上產生的推力 S 和流體的浮力 A 使浮子上升。隨著錐管內壁與浮子之間的環形流通面積增大，流體動能在浮子上產生的推力 S 隨之下降。當推力 S 與浮力之和等於浮子自身重力 G 時，浮子處於平衡狀態，並穩定在某一高度上，該高度位置對應的刻度指示流過流量計的流量。感測器將流量的大小轉換成浮子的位移量，通過磁耦合系統，將浮子位移量傳給轉換器指示出流量的大小。浮子流量計是工業自動化過程控制中常用的一種改變面積流量測量儀表。具有體積小、檢測範圍大、使用方便等特點。它可以用來測量液體、氣體、以及蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質流量測量。
⒋ 科氏力質量流量計
科氏力質量流量計是運用流體質量流量對振動管振盪的調製作用即科里奧利力現象為原理，以質量流量測量為目的的質量流量計，一般由感測器和變送器組成。
一、質量流量測量原理
一台質量流量計的計量系統包括一台感測器和一台用於信號處理的變送器。Rosemount質量流量計依據牛頓第二定律：力=質量×加速度(F=ma)，當質量為m的質點以速度V在對P軸作角速度ω鏇轉的管道內移動時，質點受兩個分量的加速度及其力：
(1)法向加速度，即向心加速度αr，其量值等於2ωr，朝向P軸；
(2)切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等於2ωV，方向與αr垂直。由於複合運動，在質點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
當密度為ρ的流體在鏇轉管道中以恆定速度V流動時，任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力ΔFc： ΔFc=2ωVρAΔx (1)式中，A—管道的流通截面積。由於存在關係式：mq=ρVA所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）
因此，直接或間接測量在鏇轉管中流 動流體的科里奧利力就可以測得質量流量。
二、感測器內是U型流量管（，在沒有流體流經流量管時，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅動線圈驅動，其振幅小於1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時被強制接受流量管的上下垂直運動。在流量管向上振動的半個周期內，流體反抗管子向上運動而對流量管施加一個向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個向上的力以反抗管子向下運動而使其垂直動量減少。這便導致流量管產生扭曲，在振動的另外半個周期，流量管向下振動，扭曲方向則相反，這一扭曲現象被稱之為科里奧利(Coriolis)現象，即科氏力。
根據牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全與流經流量管的質量流量大小成正比，安裝於流量管兩側的電磁信號檢測器用於檢測流量管的振動。當沒有流體流過流量管時，流量管不產生扭曲，兩側電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的；當有流體流經流量管時，流量管產生扭曲，從而導致兩個檢測信號產生相位差，這一相位差的大小直接正比於流經流量管的質量流量。 由於這種質量流量計主要依靠流量管的振動來進行流量測量，流量管的振動，以及流過管道的流體的衝力產生了科氏力，致使每個流管產生扭轉，扭轉量與振動周期內流過流管的質量流速成正比。由於一個流管的扭曲滯後於另一流管的扭曲，質量管上的感測器輸出信號可通過電路比較，來確定扭曲量。
電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯後時間。這個“時間差”ΔT經過數字量測量、處理、濾波以減少噪聲，提高測量解析度。時間差乘上流量標定係數來表示質量流量。由於溫度影響流管鋼性，科氏力產生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調整，後者隨時檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計輸出。變送器用一個三相的電阻溫度計電橋放大電路來測量感測器溫度，放大器的輸出電壓轉化成頻率，並由計數器數位化後讀入微處理器。
三、密度測量原理
流量管的一端被固定，而另一端是自由的。這一結構可看做一重物懸掛在彈簧上構成的重物/彈簧系統，一旦被施以一運動，這一重物/彈簧系統將在它的諧振頻率上振動，這一諧振頻率與重物的質量有關。質量流量計的流量管是通過驅動線圈和反饋電路在它的諧振頻率上振動，振動管的諧振頻率與振動管的結構、材料及質量有關。振動管的質量由兩部分組成：振動管本身的質量和振動管中介質的質量。每一台感測器生產好後振動管本身的質量就確定了，振動管中介質的質量是介質密度與振動管體積的乘積，而振動管的體積對每種口徑的感測器來說是固定的，因此振動頻率直接與密度有相應的關係，那么，對於確定結構和材料的感測器，介質的密度可以通過測量流量管的諧振頻率獲得。 利用流量測量的一對信號檢測器可獲得代表諧振頻率的信號，一個溫度感測器的信號用於補償溫度變化而引起的流量管鋼性的變化，振動周期的測量是通過測量流量管的振動周期和溫度獲得，介質密度的測量利用了密度與流量管振動周期的線性關係及標準的校定常數。科氏質量流量感測器振動管測量密度時，管道鋼性、幾何結構和流過流體質量共同決定了管道裝置的固有頻率，因而由測量的管道頻率可推出流體密度。變送器用一個高頻時鐘來測量振動周期的時間，測量值經數字濾波，對於由操作溫度導致管道鋼性變化，進而引起固有頻率的變化進行補償後，用感測器密度標定係數來計算過程流體密度。
四、信號特性
羅斯蒙特公司的變送器為模組化並帶有微處理器功能，配合ASICS數位技術，可選擇數字通信協定。它與感測器連線使用可獲得高精確度的質量流量、密度、溫度和體積流量信號，並將獲得的信號轉換為模擬量、頻率等輸出信號，還可使用275型HART協定通信手操器或AMS、Prolink軟體對其組態、檢查及通信。
五、SP數位訊號處理器特性
DSP數位訊號處理器是一個實時處理信號的微處理器，在科里奧利流量計里，我們使測量管在一個已知的頻率下振動，因此任何在此振動頻率範圍之外的頻率都是“噪聲”，需要除掉它們以準確地確定質量流量。例如，一個50Hz或60Hz的信號很可能來源於與附近動力線的耦合。如何在實際上“過濾”這些多餘的信號則需要一些更多的在那時刻所得到的背景信息，表明了噪聲如何出現在原轉換器信號上，以及被過濾後的最終信號。 與使用時間常量去阻抑和穩定信號相比，使用數字信號處理（DSP）技術的主要好處之一，是能夠以一個被提高了的採樣率去過濾實時信號，減少了流量計對流量的階躍變化的回響時間。使用多參數數字（MVD）變送器的回響時間比使用模擬信號處理的傳統變送器快2~4倍，更快的回響時間會提高短批量控制的效率和精確度。 DSP技術另一個頗有價值且更富有挑戰性的套用實例是氣體測量，因為高速氣體通過流量計會引起較嚴重的噪聲。通過高準Elite系列感測器，與流量信號混雜的噪聲被減至最校現在DSP技術能更好地濾波，並進一步減小了質量流量計對噪聲的敏感度。採用MVD變送器測量氣體的結果在重複性和精確度上都有了顯著提高。DSP技術提供了一個“通往處理的窗戶”，當瀏覽這個窗戶時，首先集中在測量管振動頻率附近的信號上。實際上，有意地拋棄了其餘的信息，很可能正是隱藏在這些“無用的”數據里的信息會鋪平通往新的診斷技術的道路。例如，頻譜分析可能會引導我們取得在夾雜空氣或團狀流動流體測量上的進展，流體在測量管內壁的附著也是另一個有希望被DSP技術檢測到的故障，頻譜的變化也很可能被用於預測感測器的故障。
⒌ 熱式（氣體）質量流量計
熱式氣體質量流量計採用熱擴散原理，熱擴散技術是一種在苛刻條件下性能優良、可靠性高的技術，其典型感測元件包括兩個熱電阻（鉑RTD），一個是速度感測器，一個是自動補償氣體溫度變化的溫度感測器。當這兩個RTD被置於介質中時，其中速度感測器被加熱到環境溫度以上的一個恆定的溫差，另一個溫度感測器用於感應介質溫度。流經速度感測器的氣體質量流量是通過感測元件的熱傳遞量來計算的。氣體速率增加，感測器傳遞給介質的熱量增多，因此需要供給更多的功率，而電子單元加熱RTD 的功率與質量流量成一定的對應關係。熱式氣體質量流量計是氣體流量計量中新型儀表，區別於其它氣體流量計不需要進行壓力和溫度修正，直接測量氣體的質量流量，一支感測器可以做到量程從極低到高量程。它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。它依據的原理是流體吸收熱的速度直接與質量流量相關。移動的氣體分子撞擊熱電阻時吸收帶走熱量，流率越大，接觸熱電阻的分子越多，吸收的熱量越多，熱吸收與某種氣體的分子數，熱學特性和流動特性有關。
特點：產品特點直接測量氣體質量流量，無需溫度、壓力補償低流速測量；一個流量計能同時兼顧小流量和大流量測量，特別適合大口徑測量。
典型套用：
工業管道中氣體流量測量
燃氣過程中空氣流量測量
煙囪排出的煙氣流量測量
水處理中瀑氣流量測量
水泥，捲菸，玻璃廠生產過程中氣體流量測量壓縮空氣流量測量
天然氣，煤氣，液化氣，火炬氣，氫氣等氣體流量測量
鋼鐵廠加氣流量測量
⒍ 超音波流量計
超音波流量計 非接觸式儀表，適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超音波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。
工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超音波流量計均可避免。因為各類超音波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超音波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，都卜勒法超音波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等髒污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超音波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用範圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可製成非接觸及攜帶型測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒於非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量範圍測量。超音波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超音波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展，現已製成不同聲道的標準型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。
超音波流量計所存在的缺點主要是可測流體的溫度範圍受超音波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。中國只能用於測量200℃以下的流體。另外，超音波流量計的測量線路比一般流量計複雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m／s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數量級．若要求測量流速的準確度為1％，則對聲速的測量準確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超音波流量計只有在積體電路技術迅速發展的前題下才能得到實際套用的原因。超音波流量計由超音波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超音波發射換能器將電能轉換為超音波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超音波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。超音波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超音波振勸。超音波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。超音波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超音波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超音波經聲楔後能量損失小即透射係數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑膠及膠木也可作聲楔材料。超音波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
根據對信號檢測的原理，超音波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、都卜勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型，如圖所示。其中以噪聲法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但準確度較低，適於在流量測量準確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超音波脈衝順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超音波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．都卜勒法是利用聲學都卜勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超音波都卜勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量準確度高，適用範圍廣。但相關器價格貴，線路比較複雜。在微處理機普及套用後，這個缺點可以克服。噪聲法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的噪聲與流體的流速有關的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準確度低。
以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質。流速分布情況、管路安裝地點以及對測量準確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。都卜勒法適於測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和套用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都為都卜勒超音波流量計套用開闢廣闊前景。
⒎ 渦輪流量計
渦輪流量計 套用
流量儀表