各種流量計(jì)原理及分類(lèi)

利用容積積分原理的流量計(jì)：（容積式）

　　這類(lèi)流量計(jì)的測(cè)量原理和使用一個(gè)小量杯經(jīng)過(guò)多次測(cè)量得到大容器內(nèi)液體的容量相類(lèi)似。它是通過(guò)使流體在流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)入一個(gè)固定大小的空間，并推動(dòng)這個(gè)空間沿流體運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)到一定位置后流出。當(dāng)這個(gè)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行時(shí)，統(tǒng)計(jì)通過(guò)的空間的數(shù)量即可得到流量。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：橢圓齒輪流量計(jì)，腰輪（羅茨）流量計(jì)，刮板（凸輪、凹線）流量計(jì)，旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)，圓盤(pán)流量計(jì)。濕式流量計(jì)，皮囊流量計(jì)

利用動(dòng)壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換原理的流量計(jì)：（節(jié)流式）

　　在同一根密閉管道中，當(dāng)流體流動(dòng)流速加快，其靜壓能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)壓能。所以在同一根密閉管道中，流速越快的位置靜壓越低。在流體通路中設(shè)置一個(gè)節(jié)流元件，使流過(guò)節(jié)流元件的流體流速加快，則節(jié)流元件前后會(huì)形成壓力不同的靜壓區(qū)，其壓力差（差壓）的平方與流量成正比，通過(guò)測(cè)量差壓并加以開(kāi)方則可以得到流量值

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：孔板流量計(jì)，噴嘴流量計(jì)，1/4圓噴嘴流量計(jì)，文丘利管流量計(jì)，V塞管流量計(jì)，層流流量計(jì)，堰式流量計(jì)

利用流體動(dòng)壓原理的流量計(jì)：

　　運(yùn)動(dòng)中的流體保持其流動(dòng)的能量稱(chēng)動(dòng)壓能。流體所具有的動(dòng)壓能和流速相關(guān)，改變流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)流體的動(dòng)壓能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)壓力作用于改變流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體上，檢測(cè)這個(gè)物體所受的力或者直接測(cè)量動(dòng)壓力就能得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：靶式流量計(jì)，擋板流量計(jì)，皮托管流量計(jì)，勻速管（阿牛巴 笛形管）流量計(jì)，動(dòng)壓管流量計(jì)

利用流體離心力原理的流量計(jì)：

　　物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力，在物體質(zhì)量和圓周半徑一定的情況下，離心力的大小與物體的速度相對(duì)應(yīng)，對(duì)于流體同樣如此。使流體經(jīng)過(guò)一段圓形彎道，并測(cè)量其對(duì)彎道內(nèi)外側(cè)的壓力差，可得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：彎管流量計(jì)，環(huán)形管流量計(jì)

利用流體動(dòng)量力矩原理的流量計(jì)：（渦輪式）

　　流體在遇到與流向呈一定角度的阻擋面時(shí)，其動(dòng)壓能會(huì)在阻擋面上形成一個(gè)和流體流動(dòng)方向呈一定角度的力。將一組與流向呈一定角度的葉片固定在一個(gè)轉(zhuǎn)軸上形成一個(gè)渦輪（旋翼）時(shí)，在流體作用下渦輪（旋翼）將獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與流速基本呈比例。測(cè)定轉(zhuǎn)速可得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：渦輪流量計(jì)，旋翼流量計(jì)

利用改變流通面積原理的流量計(jì)：（面積式）

　　管道中的流體在流動(dòng)遇到阻檔時(shí)，會(huì)在阻擋物前后形成一個(gè)壓力差，這個(gè)壓力差的大小與流體受到阻擋時(shí)的流通面積以及流速相關(guān)，利用這個(gè)壓力差來(lái)推動(dòng)一個(gè)可移動(dòng)的阻擋物隨流量變化而移動(dòng)并改變流通面積，使阻擋物前后的壓力差保持一個(gè)常數(shù)，這時(shí)阻擋物所處的位置與流速相關(guān)，由此可得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有三種形式：

　?。薄⒃阱F形管道中放置浮子，浮子上升改變浮子與管道間的環(huán)形面積，是為浮子式轉(zhuǎn)子流量計(jì)；

　?。?、在直管中設(shè)一孔板，孔板中心放置一錐形浮子，浮子上升時(shí)改變浮子與孔板間的環(huán)形面積，是為沖塞式（錐形浮子形如塞子）轉(zhuǎn)子流量計(jì)；

　　３、浮子為一活塞，在流體推動(dòng)下克服活塞另一端的彈簧力移動(dòng)的同時(shí)，改變管道（活塞套）一側(cè)缺口的流通面積，是為活塞流量計(jì)。

利用流體振蕩原理的流量計(jì)：

　　這類(lèi)流量計(jì)分別使用了兩種完全不同的工作原理

　　利用卡曼漩渦原理的流量計(jì)：流體在經(jīng)過(guò)一個(gè)柱狀物體時(shí)，會(huì)在這個(gè)物體背向流體的兩側(cè)產(chǎn)生漩渦，當(dāng)一側(cè)漩渦發(fā)育時(shí)會(huì)壓抑另一側(cè)的漩渦，當(dāng)一側(cè)漩渦發(fā)育到一定程度時(shí)會(huì)脫離柱狀物體隨流體而去并在原位產(chǎn)生新的漩渦，同時(shí)另一側(cè)的漩渦因失去壓抑而發(fā)育，并壓抑新生的漩渦，上述過(guò)程在柱狀物兩側(cè)交替發(fā)生，發(fā)生的頻率與流體的流速相關(guān)，檢測(cè)這個(gè)頻率可得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。由于交替釋放的漩渦在后面的流體中象馬路兩側(cè)的物體一般排列，所以這種現(xiàn)象也被稱(chēng)作渦街。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)稱(chēng)為渦街流量計(jì)或卡曼漩渦流量計(jì)。

　　利用旋進(jìn)型漩渦原理的流量計(jì)：在管道中設(shè)置一組扭曲葉片構(gòu)成漩渦發(fā)生器，使流體經(jīng)過(guò)時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，并在管道中心線附近形成漩渦，這個(gè)漩渦的一邊中心圍繞管道中心線旋轉(zhuǎn)，一邊隨流體前進(jìn)一邊擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)半徑形，使得漩渦中心成一個(gè)類(lèi)似錐形螺旋線的旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)對(duì)于在漩渦發(fā)生器后方的管壁上的一個(gè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，流經(jīng)的流體速度會(huì)發(fā)生一個(gè)周期性的變化，其頻率與流體的流速相關(guān)，檢測(cè)這個(gè)頻率可得到流速，并進(jìn)而獲得流量值。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)稱(chēng)為漩渦流量計(jì)或旋進(jìn)型漩渦流量計(jì)

利用電磁感應(yīng)原理的流量計(jì)：（電磁式）

　　通過(guò)磁場(chǎng)的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)，電勢(shì)的大小和通過(guò)導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)的速度相關(guān)。同樣在導(dǎo)電流體通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)也會(huì)在流體中形成電勢(shì)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度和管道截面積一定的前提下，通過(guò)電極檢測(cè)流體所帶的電勢(shì)即可獲得流量。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：電磁流量計(jì)。

利用流體與固體的熱能交換原理的流量計(jì)：（熱式）

　　在流體中置一發(fā)熱物體，流體在經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)帶走熱量。

　　當(dāng)發(fā)熱物體溫度一定時(shí)，流經(jīng)發(fā)熱物的流體前后溫度會(huì)有所不同，其溫度差與流經(jīng)發(fā)熱物的流體質(zhì)量相關(guān)，檢測(cè)這個(gè)溫差可測(cè)得流量。同樣在保持溫差一定的情況下，通過(guò)檢測(cè)發(fā)熱物的溫度或加熱能量（電流）同樣可測(cè)得流量。利用這種原理的流量計(jì)一般稱(chēng)熱量式流量計(jì)。

　　當(dāng)發(fā)熱物體被加熱的能量一定時(shí)，發(fā)熱物的溫度與流經(jīng)發(fā)熱物的流體質(zhì)量相關(guān)，同時(shí)發(fā)熱物的電阻率與其所具有的溫度相關(guān)，檢測(cè)發(fā)熱物的溫度或者它的電阻值，同樣可測(cè)得流量。利用這種原理的流量計(jì)一般稱(chēng)熱導(dǎo)式流量計(jì)。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：熱線風(fēng)速儀，托馬斯流量計(jì)，邊界層流量計(jì)

利用超聲波原理的流量計(jì)：

　　超聲波在流體中傳播時(shí)，傳播速度會(huì)隨流體運(yùn)動(dòng)速度而改變；超聲波在被流體中隨流體運(yùn)動(dòng)的微小顆粒反射時(shí)，其頻率會(huì)隨微小顆粒運(yùn)動(dòng)速度而改變（多普勒頻移）。通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束(或超聲脈沖)的作用即可獲得流量。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)有：超聲波流量計(jì)

利用科里奧利原理的流量計(jì)：

　　在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)中的輪盤(pán)中，當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從圓心沿著半徑向邊沿運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)致圓盤(pán)轉(zhuǎn)速下降的力。反之則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)致圓盤(pán)轉(zhuǎn)速上升降的力。這個(gè)力的大小和質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)速度有直接關(guān)系。最早系統(tǒng)研究這類(lèi)現(xiàn)象的人叫科里奧利，這個(gè)力也被稱(chēng)為科氏力。

　　將上述現(xiàn)象中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及軌跡換成管道及其中流動(dòng)的介質(zhì)，將將上述現(xiàn)象中的轉(zhuǎn)動(dòng)限制在很小范圍內(nèi)的來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。則根據(jù)科里奧利原理可知，當(dāng)沿管道由圓心向外流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下降的力。當(dāng)沿管道向圓心流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)頻率上升的力。這個(gè)力的大小和介質(zhì)的密度以及流速大小有直接關(guān)系。

　　制作一個(gè)使介質(zhì)向先下流動(dòng)，然后再向上使流動(dòng)的管道，施加一個(gè)使管道下方來(lái)回震動(dòng)的，具有固定頻率的力，使管道下降段和上升段做來(lái)回圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管道中介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，由于科氏力的作用，管道下降段和上升段的震動(dòng)頻率與推動(dòng)管道震動(dòng)的頻率會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相位差。這個(gè)相位差與介質(zhì)的密度、流速、以及管道形狀(流通面積)成一定的比例關(guān)系，檢出這個(gè)相位差，可以直接得到質(zhì)量流量。

　　根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)，目前都稱(chēng)為質(zhì)量流量計(jì)。

質(zhì)量流量計(jì)

　　質(zhì)量流量計(jì)泛指可以直接測(cè)出質(zhì)量流量讀數(shù)的流量計(jì)。專(zhuān)指利用科里奧利原理的流量計(jì)。

　　質(zhì)量流量＝密度×流速×流通面積　（Ｍ=ρνＡ ），當(dāng)式中的密度ρ由流量計(jì)自行檢測(cè)獲得時(shí)，這種流量計(jì)就可以稱(chēng)為質(zhì)量流量計(jì)。

　　質(zhì)量流量計(jì)可分為直接式和間接式兩種：

　　直接式的工作原理往往和介質(zhì)的質(zhì)量（密度）相關(guān)，即直接測(cè)出與ρν成比例的信號(hào)。目前運(yùn)用較多的直接式質(zhì)量流量計(jì)有：利用科里奧利原理的質(zhì)量流量計(jì)和利用流體與固體的熱能交換原理的熱式流量計(jì)。前者只能用于液體介質(zhì)測(cè)量，后者多用于氣體介質(zhì)測(cè)量。

　　間接式則是在測(cè)流速的同時(shí)測(cè)量介質(zhì)密度，或者測(cè)量介質(zhì)的溫度、壓力并通過(guò)計(jì)算獲得介質(zhì)密度，并由密度、流速和流通面積推導(dǎo)出質(zhì)量流量。

在測(cè)量過(guò)程中，可以通過(guò)溫度、壓力推導(dǎo)出介質(zhì)密度，進(jìn)而得到質(zhì)量流量，但它的密度獲得是根據(jù)人為設(shè)定推導(dǎo)出來(lái)的，所以用這種方式測(cè)量質(zhì)量流量的流量計(jì)并不是質(zhì)量流量計(jì)。