一．流量計的分類

按測量原理分有：力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。

按流量計的結構原理進行分類，即分為：容積式流量計、壓差式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質量流量計和插入式流量計、探針式流量計。

二．常用流量計的工作原理及應用

1.壓差式流量計

        差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的集合尺寸來計算流量的儀表。

        應用：差壓式流量計應用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾毫米到幾米；流動方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部用量的1/4～1/3。

2.浮子流量計

        浮子流量計又稱轉子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力式由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。

        應用：浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用

3.容積式流量計

        容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度最高的一類，它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。

        應用：容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量最大的流量計，常應用于昂貴介質（油品、天然氣等）的總量測量。

4.渦輪流量計

        渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉子（渦輪）感受流體平均流速，從而且推導出流量或總量的儀表。一般它由傳感器和顯示儀器兩部分組成，也可做成整體式。

        應用：渦輪流量計在測量石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體獲得廣泛應用。

5.電磁流量計

        電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電性液體的儀表。

        應用：電磁流量計有一系列優良特性，可以解決其它流量計不易應用的問題，如臟污流、腐蝕流的測量。電磁流量計應用領域廣泛，大口徑儀表較多應用于給排水工程；中小口徑常用于高要求或難測場合，如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制，造紙工業測量紙漿和黑液，化學工業的強腐蝕液，有色冶金工業的礦漿；小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。

6.渦街流量計

        渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體，流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。當通過流截面一定時，流速與導容積流量成正比。因此，測量振蕩頻率即可測得流量。

        應用：渦街流量計發展迅速，目前已成為通用的一類流量計。

7.超聲波流量計

        超聲波流量計是基于超聲波在流動介質中傳播的速度等于被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計按測量原理可分為時差式和多普勒式。

        應用：傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、怪液、液化天然氣等；氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗；多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，如未處理污水、工廠排放液、臟流程液，通常不適用于非常清潔的液體。

8.質量流量計

        質量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質量流量計利用與質量流量直接有關的原理進行測量；間接式質量流量計是用密度計與體積流量間接相乘求得質量流量的。

        應用：在現代工業生產中在高溫高壓的情況下，由于材質和結構等方面的原因，直接式質量流量計的應用遇到困難；而間接式質量流量計由于密度受濕度和壓力適用范圍的限制，也不好實際應用。

9.插入式流量計

        插入式流量計工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現與流體和測量電極的電磁隔離。

        應用：發電及熱電聯產、供熱行業；航空、航天、造船、核能及兵器行業；機械、冶金、煤礦及汽車制造行業；石油、化工行業；醫藥、食品及煙灑制造行業；森工、農墾及輕工行業等。

10.探針式流量計

探針流量計基本原理是將總、靜壓力通過探針孔和導壓管傳導至差壓、壓力傳感器內，只要探針孔不堵塞，即使有雜物、掛垢，仍能準確傳導壓力而不影響精度。因導壓管內介質不流動，雜物不易進去堵塞，所以能保持長時間的高精度。

應用：適用范圍廣。一是適用介質范圍廣：可測水蒸汽（飽和、過熱）、空氣、煤氣、天然氣、各種化工物料氣、液、水、各種溶液、油等；介質溫度最高充許650攝氏度、壓力最高允許25Mpa。二是適用流量范圍廣：介質流量最小可測量0.1噸/時，最大可測量5000噸/時。三是適用介質管道截面形狀范圍廣：該流量計對介質管道截面的幾何形狀無要求，如圓形、橢圓形、方形、長方形、菱形等均適用。

一、天然氣渦輪流量計的原理

天然氣渦輪流量計是一種速度式流量計，利用氣體推動流量計葉輪轉動，葉輪旋轉的速度與流體體積流量成正比，根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同步轉動的葉輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，經運算處理得出體積流量。其測量精度較高，準確度等級可達到1.0級、1.5級；量程比寬，一般為1：20測量范圍寬；結構緊湊輕巧，裝維護方便前后直管段要求較低，可用于中、高壓計量。

二、誤差產生的原因

天然氣渦輪流量計同樣存在以下缺點：有可動部件，易于損壞，關鍵件軸承易磨損，抗臟污能力差，對介質的干凈程度要求較高，難以長期保持校準特性，需要定期校驗。造成誤差的原因有：計量表自身質量問題，設計選型不合理，安裝不到位，運行中維護保養不當等。

三、如何控制誤差  

（一）正確確定流量計使用的場所及規格。

由于天然氣渦輪流量計渦輪慣性的存在，在流量波動頻繁的場合不宜使用，否則會降低計量精度。要比較準確地估計用氣量的峰谷值和介質的壓力情況，正確確定流量計的規格。從天然氣渦輪流量計誤差特性曲線可以看出，應使流量計的工作流量范圍20%Qmax-80%Qmax（Qmax為流量計的最大流量）

（二）天然氣渦輪流量計安裝要求

1.氣體天然氣渦輪流量計前必須安裝過濾器；應保持過濾器暢通，若發現過濾器堵塞（可憑過濾器進出壓差來判斷）時，應及時對過濾器進行清洗，若未配差壓計的每月清洗一次。

2.要保證直管段的要求，尤其是表前有縮徑或半開閥門的情況。

3.安裝時，密封墊不得突入管道中，流量計與管路軸線目測不得有明顯偏差，不得產生安裝應力。

4.安裝時一定要清掃干凈管道內的所有雜質，以防軸承和渦輪卡死。

三）天然氣渦輪流量計運行管理及維護要求

1.天然氣渦輪流量計的通氣和停氣要求。通氣順序：保證流量計后端的閥門處于關閉狀態；再緩慢開啟流量計前端的閥門，確保升壓速度≤35KPa/S；最后緩慢開啟流量計后端的閥門，使其從小流量下運行直至調節至需要值。整個過程保持有壓啟動。停氣順序：先緩慢關閉流量計后端閥門；再緩慢關閉流量計前端閥門。

2.防止長時間超量運行。超流量運行會嚴重影響使用壽命，降低計量精度，導致誤差增大；（注意觀察表頭工況流量百分比不宜長時間超百分百）瞬時流量：從瞬時流量的觀察，結合用戶當時用氣情況判斷是否有小火不走，大火超量程現象。儀表運行時流量范圍應在20%-70%之間。如果長期低限運行或高限運行都會對計量有影響；是否是用戶用氣負荷或用氣設備發生了改變，應及時解決。

3.注意溫度、壓力的數值。根據氣態方程式：

方程式中：V0——標準狀態下的體積量（m3）

V——工作狀態下的體積量（m3）

Zg——工作狀態下的氣體壓縮系數

P=Pa+Pg——流量計壓力檢測點處的絕對壓力（kPa）

Pa——當地大氣壓（kPa）

Pg——流量計壓力檢測點的表壓力（kPa）

Po——標準大氣壓（101.325kPa）

To——標準狀態下的絕對溫度（293.15K）

T——介質工況條件下的絕對溫度（273.15+t）K

t——被測介質攝氏溫度（e）

FZ——氣體壓縮因子

從公式可以看出，誤差主要集中在壓力、溫度的檢測精度兩方面，在發現流量、溫度、壓力值與實際偏差較大或示值不穩定時，或與以前經驗數值存在較大偏差時，要及時處理。

4.在日常維護中或抄表檢查時，應查看顯示儀表上是否有異常符號。如有電池符號的閃爍，表示電池快沒電了，應及時更換電池；如有異常報警、異常警告的符號出現，要及時發現，有助于處理和發現用戶的違規用氣行為。

5.對于有機械讀數帶修正儀的進口渦輪表，除抄取標況體積值之外，同時應該及時比對基表讀數與修正儀上的工況流量是否一致，兩者正常情況下應該是相差不大的。

6.工藝管道檢修時應拆下流量計，然后用干凈的布把兩端包好，防止污物、鐵霄等落入流量計將渦輪葉片損壞。

7.為保證天然氣渦輪流量計長期正常工作，應加強儀表的運行檢查，監測葉輪旋轉情況，如聲音異常應及時卸下檢查傳感器內部零件。渦輪軸承磨損嚴重或葉片打壞的，必須維修更換，并重新檢定。

8.有潤滑油或清洗液注入口的傳感器，應按要求定期注入潤滑油或清洗液，保證葉輪良好運行。在無潤滑油情況下長期連續運行，勢必造成致命磨損，阻尼力增加而導致運行變慢，計量結果產生負差并且影響使用壽命；

四、使用安裝中的常見問題判斷及處理。

（一）未作減小流量操作（節流減負），但流量顯示卻逐漸下降，可能發生的情況：

1.過濾器堵塞。若過濾器前后端壓損較大，說明雜物已堵塞，就應清洗過濾器。

2.傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而減速減慢。應卸下葉輪、傳感器，對其進行清洗。

（二）流體正常流動時無顯示，總量計數器字數不增加。

應檢查：

1.葉輪是否有無異物卡住，軸和軸承有無雜物卡住或斷裂現象。去除異物，并清洗或更換損壞零件，復原后氣吹或手撥動葉輪，應無摩擦聲。

2.傳感器接頭是否有松動的情況

（三）顯示儀示值與經驗評估值差異顯著，應進行如下檢查。

1.管道流動方面的原因，如未裝止回閥，出現逆向流動。

2.旁通閥是否關嚴，有無泄漏。

五、做好天然氣渦輪流量計的周檢工作

每只流量傳感器均應有一經標準裝置檢定給出的儀表系數，且其精度和流量范圍等必須滿足流量計技術規范的要求，正確的儀表系數值是保證流量計計量精度的最基本保證。要保證流量計計量準確，其首要方法是通過檢定將儀表系數和規格型號輸入到溫壓補償儀里，并通過周檢和使用中的維護保養保證流量傳感器不超差。

注意周期維護和檢定：要按相關標準對使用中的流量計進行周期檢定和校準，一般應兩年檢定一次，這是保證流量計保持精度的必要措施；JJG198《速度式流量計檢定規程》：準確度為0.1，0.2，0.5級的流量計，其檢定周期為半年。對于準確度低于0.5級流量計按其工作原理確定檢定周期：分流旋翼式流量計為1年；天然氣渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計、電磁流量計為2年；超聲波流量計、激光多普勒流量計為3年；插入式流量計按照與其測量頭工作原理相同的流量計的檢定周期執行。