[科普中国]-气体流量计

气体流量计是计量气体流量的仪表。安装在管路中记录流过的气体量。可以测量煤气，空气，氮气，乙炔，光气，氢气，天然气，氮气，液化石油气，过氧化氢，烟道气，甲烷，丁烷，氯气，燃气，沼气，二氧化碳，氧气，压缩空气，氩气，甲苯，苯，二甲苯，硫化氢，二氧化硫，氨气等。

原理热式气体质量流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。当两个RTD被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温度，

另一个温度传感器用于感应介质温度。流经速度传感器的气体质量流量是通过传感元件的热传递量来计算的。气体流速增加，介质带走的热量增多。使传感器温度随之降低。为了保持温度的恒定，则必须增加通过传感器的工作电流，此增加的部分电流大小与介质的流速成正比。1

发展历史流量计（英文：flowmeter）

17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及厦门华世通靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。

我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。

流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用

应用领域工业生产

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

能源计量

能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

环境保护工程

烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。

我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

交通运输

有五种方式：铁路公路、航空、水运和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

生物技术

21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。

科学实验

科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

产品类型靶式靶式流量计：于六十年代开始应用于工业流量测量，可测量：气体、液体、蒸汽的流量计量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量，先后经历了气动表和电动表两大发展阶段，SST和SBL这两种智能靶式流量计是在原有应变片式靶式流量计测量原理的基础上 ，采用了最新芯片Ⅱ级电容力式传感器作为测量和敏感传递元件，同时利用了现代数字智能处理技术而研制的一种新式流量计量仪表。

涡街型涡街流量计:主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。本仪表采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。

V锥型V锥流量计:V锥流量计由于其结构简单、牢固、易复制、通用性强、价格较低廉等特点，广泛应用于石油化工、天然气等领域。:V锥流量计克服了标准孔板、文丘里管、喷嘴等节流装置，诸如易磨损、压损大、范围度（量程比）小、现场安装条件高、要求直管段过长等自身缺陷，它可以在很宽的雷诺数范围内对各种流体的流量进行精确测量。 STV系列V锥流量计与普通差压式流量计比较，具有精确度高、长期精度稳定、重复性好，受安装条件局限小、耐磨损、测量范围度宽、适合脏污介质、压力损失小、使用寿命长等特点。可以广泛应用于各种领域，适合测量水、油、多种液体、蒸汽、空气、天然气、煤气、石油气、有机气体、油渣等。

孔板型一体化孔板流量计：是将标准孔板与多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器及压变送器）配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。

威力巴型威力巴流量计：适用于气体、液体和蒸汽的高精度流量测量。威力巴是一种差压式、速率平均式流量传感器，通过传感器在流体中所产生的差压进行流量测量。威力巴反映流体真实的流速，其精度达到± 1.0%，重复性达± 0.1%。威力巴的突出优点是：输出一个非常稳定、无脉动的差压信号

威力巴的低压孔实现本质防堵一般情况下，灰尘、沙子和颗粒在涡街力的作用下，集中在探头的后部。这就是为什么秋天的树叶总是集中在背风的房子后面的原因。其它的探头由于低压取压孔取在探头尾部真空区，在涡街力的作用下，探头的低压取压孔很快地被涡流带来的杂质堵死。威力巴的独特设计，使低压取压孔位于探头侧后两边，流体分离点和尾迹区的前部。这种设计从本质上防止了堵塞并且能产生一个非常稳定的低压信号。

各式流量计性能对比

|| || 流量计性能对比表

正确选择首先要对各式流量计的优点和缺点有充分认识，其次要对介质的物理性质和化学性质有充分认识，再次对安装现场的工艺条件和环境有充分认识，，最后还要知道用户对流量计测量精度要求，考虑介质流量是不是满足流量计的流量范围要求，安装现场是不是满足流量计的现场安装要求，还要考虑有哪些情况和因素会影响流量计的计量。总结有 1.要重视产品选型2.要有好的产品3.要正确安装4.要注意日常维护5.要定期送检。

本词条内容贡献者为:

李宗秀 - 副教授 - 黑龙江财经学院