孔板流量計是根據(jù)孔板原理測量氣體、孔板或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。
該儀表采用先進的差動技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨特的傳感器封裝技術(shù)和防護措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復合型兩種型式，基本型測量單量信號；復合型可同時實現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應不同的安裝環(huán)境。
孔板流量計的測量原理飽和孔板流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計，但從流量儀表發(fā)展狀況來看，孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣；人們對它的研究也***充分，試驗數(shù)據(jù)***完善，但用標準孔板流量計來測量飽和孔板流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1，對流量波動較大易造成測量值偏低。而孔板流量計具有結(jié)構(gòu)簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，孔板流量計的壓力損失較小，量程范圍寬，對飽和孔板測量量程比可達30比1。因此，隨著孔板流量計測量技術(shù)的成熟，孔板流量計的使用越來越受到人們的青睞。
孔板流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用下式表示：
f=Stv/d
式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14－0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f（l/Re）。
當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，旋渦頻率f=0.2v/d。
孔板流量計是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理測量氣體、孔板或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。
該儀表采用先進的差動技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨特的傳感器封裝技術(shù)和防護措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復合型兩種型式，基本型測量單量信號；復合型可同時實現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應不同的安裝環(huán)境。
孔板流量計的測量原理飽和孔板流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計，但從流量儀表發(fā)展狀況來看，孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣；人們對它的研究也***充分，試驗數(shù)據(jù)***完善，但用標準孔板流量計來測量飽和孔板流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1，對流量波動較大易造成測量值偏低。而孔板流量計具有結(jié)構(gòu)簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，孔板流量計的壓力損失較小，量程范圍寬，對飽和孔板測量量程比可達30比1。因此，隨著孔板流量計測量技術(shù)的成熟，孔板流量計的使用越來越受到人們的青睞。
孔板流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用下式表示：
f=Stv/d
式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14－0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f（l/Re）。
當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，旋渦頻率f=0.2v/d。
孔板流量計特點：
1、表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質(zhì)量流量。
2、 全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。
3、 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加精準可靠。
4、 電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。
5、 全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。
孔板流量計特性:
高可靠性
1.流量傳感器使用集成生產(chǎn)的傳感部件和控制電路，傳感部分無機械運動，驅(qū)動部分選用高品質(zhì)的繼電器，因而使可靠性大大提高。
2. 極寬的流量范圍
流量傳感器只對流體的流速敏感，因而可以通過配接不同的管道直徑，來監(jiān)控不同大小的流量，監(jiān)控流量的大小幾乎沒有限制。
3.全直通的流動管道
流量傳感器全直通的特性在很多應用場合具有重要意義，在石油、化工、重工、輕工、生物工程醫(yī)藥等諸多行業(yè)的生產(chǎn)中，流動的流動受到流量開關(guān)的阻礙，因而可能導致流體堵塞管道等生產(chǎn)事故發(fā)生。流量開關(guān)能在不影響流量的條件下實施在線監(jiān)控而避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。
4.簡明直觀的指示
流量傳感器具有電源指示和流量狀態(tài)指示?？梢灾庇^的顯示當前管道中流量的狀態(tài)。
5. 適用多種流體介質(zhì)
流量傳感器中，同一型號的流量開關(guān)即可適用于氣體，也可用于液體，如水、油等。只要調(diào)節(jié)流量開關(guān)中的旋鈕，即可對氣體、液體等流量進行監(jiān)控。
6. 無壓力損失
流量傳感器特殊方法集成制造使探頭可做到很小的尺寸，因而對流體幾乎沒有壓力損失，在很多場合下，直接取代壓力開關(guān)將使系統(tǒng)具有更好的可靠性和更廣的適用范圍。
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(shè)，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(shè)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(lǐng)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(guān)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(CMF)國外已發(fā)展30余系列，各系列開發(fā)在技術(shù)上的著眼點在于流量檢測測量管結(jié)構(gòu)上設(shè)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(EMF)
從50年代初進入工業(yè)應用以來，使用領(lǐng)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(shè)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(shù)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(lǐng)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SO2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(shù)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(shù)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(shè)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(guān)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(shù)，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?？傊?，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(chǔ)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。
由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。應用場合 發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)、供熱行業(yè)；航空、航天、造船、核能及兵器行業(yè)；機械、冶金、煤礦及汽車制造行業(yè)；石油、化工行業(yè)；醫(yī)藥、食品及煙灑制造行業(yè)；森工、農(nóng)墾及輕工行業(yè)等。
