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流量計是工業測量中重要的儀表之一．隨著工業生產的發展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高，流量測量技術日新月異．為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。從不同的角度出發，流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有三種，一是按測量介質分類；二是按流量計的測量原理進行分類；三是按流量計的結構原理進行分類。
一、流量計分類
A 介質分類
按介質分類:液體流量計、氣體流量計、蒸汽流量計以及固體流量計。
B 測量原理
(1)力學原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。
(2)電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。
(3)聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式(沖擊波式)等。
(4)熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
(5)光學原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。
(6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表．
(7)其它原理：有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。
C按流量計結構原理分類
按當前流量計產品的實際情況，根據流量計的結構原理，大致上可歸納為以下幾種類型：
1．容積式流量計
容積式流量計相當于一個標準容積的容器，它接連不斷地對流動介質進行度量。流量越大，度量的次數越多，輸出的頻率越高。容積式流量計的原理比較簡單，適于測量高粘度、低雷諾數的流體。根據回轉體形狀不同，目前生產的產品分：適于測量液體流量的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉活塞和刮板式流量計；適于測量氣體流量的伺服式容積流量計、皮膜式和轉簡流量計等．
2．葉輪式流量計
葉輪式流量計的工作原理是將葉輪置于被測流體中，受流體流動的沖擊而旋轉，以葉輪旋轉的快慢來反映流量的大小。典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計，其結構可以是機械傳動輸出式或電脈沖輸出式。一般機械式傳動輸出的水表準確度較低，誤差約±2％，但結構簡單，造價低，國內已批量生產，并標準化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的準確度較高，一般誤差為±0．2％一0．5％。
3．差壓式流量計(變壓降式流量計)
差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成．一次裝置稱流量測量元件，它安裝在被測流體的管道中，產生與流量(流速)成比例的壓力差，供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產生的差壓信號，并將其轉換為相應的流量進行顯示．差壓流量計的一次裝置常為節流裝置或動壓測定裝置(皮托管、均速管等)。二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表．差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。由于差壓和流量呈平方根關系，故流量顯示儀表都配有開平方裝置，以使流量刻度線性化。多數儀表還設有流量積算裝置，以顯示累積流量，以便經濟核算。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久，比較成熟，世界各國一般都用在比較重要的場合，約占各種流量測量方式的70％。發電廠主蒸汽、給水、凝結水等的流量測量都采用這種表計。
4．變面積式流量計(等壓降式流量計)
放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的“顯示重量”(浮子本身的重量減去它所受流體的浮力)相平衡時，俘子即靜止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由于流量計的通流截面積隨浮子高度不同而異，而浮子穩定不動時上下部分的壓力差相等，因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。該式流量計的典型儀表是轉子(浮子)流量計。
5．動量式流量計
利用測量流體的動量來反映流量大小的流量計稱動量式流量計．由于流動流體的動量P與流體的密度 及流速v的平方成正比，即p v2，當通流截面確定時，v與容積流量Q成正比，故p Q2。設比例系數為A，則Q＝A 因此，測得P，即可反映流量Q．這種型式的流量計，大多利用檢測元件把動量轉換為壓力、位移或力等，然后測量流量。這種流量計的典型儀表是靶式和轉動翼板式流量計。
6．沖量式流量計
利用沖量定理測量流量的流量計稱沖量式流量計，多用于測量顆粒狀固體介質的流量，還用來測泥漿、結晶型液體和研磨料等的流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。典型的儀表是水平分力式沖量流量計，其測量原理是當被測介質從一定高度h自由下落到有傾斜角 的檢測板上產生一個沖力，沖力的水平分力馬質量流量成正比，故測量這個水平分力即可反映質量流量的大小。按信號(九)的檢測方式，該型流量計分位移檢測型和直接測力型。
7．電磁流量計
電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產生感應電動勢，而感應電動勢又和流量大小成正比，通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業上多用以測量水、礦漿等介質的流量。可測大管徑達2m，而且壓損極小。但導電率低的介質，如氣體、蒸汽等則不能應用。
電磁流量計造價較高，且信號易受外磁場干擾，影響了在工業管流測量中的廣泛應用。為此，產品在不斷改進更新，向微機化發展．
8．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。超聲波流量計雖然在70年代才出現，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計聯動進行開口流量測量，對流體又不產生擾動和阻力，所以很受歡迎，是一種很有發展前途的流量計。
利用多普勒效應制造的超聲多普勒流量計近年來得到廣泛的關注，被認為是非接觸測量雙相流的理想儀表。
9．流體振蕩式流量計
流體振蕩式流量計是利用流體在特定流道條件下流動時將產生振蕩，且振蕩的頻率與流速成比例這一原理設計的．當通流截面一定時，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．這種流量計是70年代開發和發展起來的．由于它兼有無轉動部件和脈沖數字輸出的優點，很有發展前途。目前典型的產品有渦街流量計、旋進旋渦流量計。

10．質量流量計
由于流體的容積受溫度、壓力等參數的影響，用容積流量表示流量大小時需給出介質的參數。在介質參數不斷變化的情況下，往往難以達到這一要求，而造成儀表顯示值失真。因此，質量流量計就得到廣泛的應用和重視。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，目前常用的有量熱式、角動量式、振動陀螺式、馬格努斯效應式和科里奧利力式等質量流量計。間接式質量流量計是用密度計與容積流量直接相乘求得質量流量的。
在現代工業生產中，流動工質的溫度、壓力等運行參數不斷提高，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計受濕度和壓力適用范圍的限制，往往也不好實際應用。因此，在工業生產中廣泛采用的是溫度壓力補償式質量流量計。可把它看作一種間接式質量流量計，不是配用密度計，而是利用溫度、壓力與密度間的關系，用溫度、壓力信號經函數運算為密度信號，與容積流量相乘而得到質量流量．目前溫度、壓力補償式質量流量計雖已實用化，但當被測介質參數變化范圍很大或很迅速時，正確地補償將很困難或不可能，因此進一步研究在實際生產中適用的質量流量計和密度計還是一個課題。
二、常用流量計的技術特點及選用
（一）差壓式流量計
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幾何尺寸來計算流量的儀表。 
 差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。 
 二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數,也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
 差壓式流量計是一類應用廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居。近年來,由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計。
孔板流量計
（1）均速管型流量測量裝置（如威力巴，阿牛巴，德爾塔巴，威爾巴，超力巴等） 1、原理;基于皮托管測速原理，以測管道中直線上幾點流速來推算流量。2、優點：結構簡單，價格低廉，裝、拆方便，壓損小等特點。可實現多點布置測量大風道平均流速。3、缺點：采用取壓孔取壓，取壓口易堵塞，要求流體潔凈度較高，運行維護量大，不適宜含粉介質風量測量；因為是多點測量，反吹也只能吹通個別點，很難把全部取壓孔吹通。
（2）文丘里型流量測量裝置（如單喉徑，雙喉徑，多喉徑文丘里流量計） 
1、其原理是利用外文丘管喉部加速產生低壓，而將內文丘利管的尾部置于的喉部低壓區，促使內文丘利管的喉部產生更低的低壓，因而在同樣的流量下可獲得更大的輸出差壓。 
2、優點：較適用于大管道的低流速氣體流量測量，插入式，安裝方便；反應速度快。 
3、缺點;由于它僅測一點流速，管道中流速分布對其影響很大，因而準確度較低。目前市場上還有一種三文丘利管，它在雙文丘利管內再安裝一個文丘管，企圖獲得更大的差壓，當尺寸較小時，附面層的作用將呈現出來，制約了這種加速降壓效果，且帶來了結構復雜，系數不穩定負面影響，不宜倡導。對含塵氣流的測量時，灰塵只進不出，造成感壓管路堵塞，取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質。當風道橫截面積較大，而直管段不夠長時，輸出差壓不線性，重復性差。如果單點布置，不適宜大風道的風量測量。
三、機翼型流量測量裝置 
1、其測量的理論基礎是：在充滿流體的管道中，固定放置一個流通面積小于管道截面積的節流件，則管道內流體在通過該節流件時就會造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節流件前后將產生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節流件、一定的測壓位置和前后直管段、一定的流體參數情況下，節流件前后的差壓△P與流量Q之間關系符合伯努利方程。 
2、優點：反應速度快；多點測量大風道平均流速。 
3、缺點：較笨重，體積大，安裝不方便；風道阻力大，不節能；取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質。機翼型流量計不可避免地會在管道中產生*壓損，其流體壓力損失的主要原因是機翼前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機械能的一部分不可逆轉地變成了熱能，消失在流體內。

（二）轉子式流量計
轉子流量計是工業上和實驗室常用的一種流量計。它具有結構簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點。轉子流量計適用于測量通過管道直 徑D<150mm的小流量，也可以測量腐蝕性介質的流量。使用時流量計一般安裝在垂直走向的管段上，流體介質自下而上地通過轉子流量計，經特殊設計的轉子流量計可以水平安裝或上進底出垂直安裝。
轉子流量計的選型 1、遠傳輸出型金屬轉子流量計的選用，要選擇適合使用場所防爆類型要求的流量計；安裝時還應注意儀表通電后的外殼緊固及接線口的密封，已達到防爆、防護、防侵蝕的要求。
2、對于被測介質溫度過高(＞220℃)或過低的場所，通常要對流量計的傳感器部分采取保溫或隔熱措施，為保證信號轉換器------指示器正常工作的環境溫度，應選擇高溫指示器。
3、對于有些需采取保溫或冷卻的被測介質，要選擇夾套型流量計。
4、對于流量計入口介質的壓力不穩，尤其用于氣體測量，為保證精度和使用壽命，應選用阻尼結構。
5、對于介質要求的壓力等級較高，超過標準壓力等級時，在選型時請選擇高壓型結構，高壓型采用HG20595-97RF帶頸對焊鋼制管法蘭。
6、金屬轉子流量計的測量準確度一般為2．5級，當要求測量準確度較高時，則不宜選擇金屬轉子流量計。
金屬轉子流量計安裝要求
1、安裝前，應將流量計運輸保護用的頂桿、填充物、皮筋等取出，使浮子改變一定的位置，檢查轉換器動作狀態，認為不正常時，應進行調整。
2、流量計應垂直安裝在無振動的管道上，要保證測量管傾斜度小于5°，且應加裝旁路，便于維護和清洗而不影響生產。
3、流量計安裝時應用水平儀嚴格校準，且組裝時不應受應力，垂直安裝型轉子流量計介質流向為自下而上，水平安裝型轉子流量計介質流向應與其標示方向一致。為方便使用和拆檢，一般要求安裝閥組。
4、遠傳型金屬轉子流量計其遠傳部分是靠磁性與轉子耦合的，若介質中含有易被磁性物質吸附的小顆粒，則轉子易被磨損和卡塞，造成測量不準或無法測量，解決的辦法是在前面加裝磁過濾器。
5、在流量計上游應安裝閥門，在下游5～10倍儀表口徑處安裝流量調節閥。

6、儀表無嚴格上游直管段長度要求，但也有制造廠要求安裝流量計的位置應保證入口有≥5DN的直管段，出口不≤250mm的直管段或者(2-5)D長度，實際上必要性不大。
 
（三）渦輪式流量計
渦輪流量計采用渦輪進行測量。它先將流速轉換為渦輪的轉速，再將轉速轉換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數字化。
產品特點
1.抗雜質能力強。
2.抗電磁干擾和抗振能力強。
3.其結構與原理簡單，便于維修。
4.幾乎無壓力損失，節省動力電耗。
渦輪流量計在安裝時，應注意遠離外界電場、磁場，必要時應采取有效的屏蔽措施，以避免外來干擾。渦輪流量計可水平、垂直安裝，垂直安裝時流體方向必須向上。液體應充滿管道，不得有氣泡。安裝時，液體流動方向應與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向一致。安裝時必須使管道內流體滿管，才能保證測量準確。
流量計上游端至少應有10倍公稱通徑長度的直管段，下游端應不少于5倍公稱通徑的直管段，其內壁應光滑清潔，無凹痕、積垢和起皮等缺陷。
傳感器的管道軸心應與相鄰管道軸心對準，連接密封用的墊圈不得深入管道內腔。不同情況下的直管段要求如下圖。同時在安裝時應避免管道內產生氣泡，否則會影響測量的精度。
（四）電磁流量計
 
1、結構簡單，無活動部件和阻礙被測介質流動的擾動件或節流件，對易黏附和固液二相介質不易發生管道堵塞、磨損等問題。可彌補質量流量計不易測量此類介質的不足。
2、電磁流量計是一種測量體積流量的儀表，其測量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數以及在一定范圍內電導率的變化的影響。電磁流量計只需用水作為試驗介質進行標定，而不需要作附加修正就可用來測量其它導電性液體。這是其他流量計所不具備的優點。
3、電磁流量計測量范圍很大，有的產品測量范圍達1000:1。對同一口徑傳感器，其滿量程只要介質流速在0.3~15m/s范圍內可任意設定。電磁流量計的測量范圍可涵蓋紊流和層流狀態兩種速度分布狀態，這是差壓式流量計、渦輪式、渦街等流量計不能與之相比擬的。
4、測量原理上是線性的，測量準確度高，而且*電信號輸出，測量的反映速度快，可測脈動流量和快速累積總量。
5、耐腐蝕性能好。
6、原理上是測量過水斷面的平均流速，對流速分布的要求較低。因此，傳感器前后的直管段要求比其他流量計短。
7、可測正、反兩個方向的流動流體。
靶式流量計優點：
1整臺儀表結構堅固無可動部件，傳感器不與被測介質接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠；
2可做插入式結構,特別適合大管徑、高低壓氣體或液體的測量，拆卸方便；
3可選用多種防腐及耐高低溫材質（如哈氏合金，鈦等）；
4整機可做成全密封*（焊接形式），無任何泄漏點，可耐42MPa高壓；
5可就地采用砝碼掛重法進行標定，方便整機故障檢測及系統調試，單鍵操作可完成標定；
6具有一體化溫度、壓力補償，直接輸出質量或標方流量；
7具有可選小信號切除、非線性修正、濾波時間可選擇；
8能準確測量各種常溫、高溫500度、低溫-200度工況下的氣體、液體流量；
9重復性好，一般為0.05%～0.08%，測量快速；
10壓力損失小，僅為標準孔板的1/2△P左右；
11抗干擾，抗雜質能力特強；
12可根據實際需要更換阻流件（靶片）而改變量程；
13安裝簡單方便，極易維護。
靶式流量計缺點：
1、由于靶式流量計靶片及靶桿有自重，安裝好后必須重新設置零點 ；
2、精度不是很高，一般做為過程控制類計量儀表，貿易結算慎用；
3、不適合流體開關非常頻繁的工況，持續工作的情況下應用較好；
4、量程窄，一般儀表均為10:1的范圍度。

（六）質量流量計
質量流量計測量系統采用科里奧利原理，不僅能直接測量和顯示被測介質的溫度和密度，還可顯示被測介質的質量流量，后者與被測介質的其他參數如密度、溫度、壓力、黏度和流動狀態無關。
質量流量計的安裝要求：
a)質量流量計是振動的工作原理，所以安裝位置要盡量沒有振動，并對安裝管路做穩固的支撐。如振動源不可避免，建議使用軟管連接。連接管路與質量流量計儀表接口要位于同一軸心，不可對儀表施加一個附加的力。不必要的附加力會對儀表的測量精度產生影響。
b)節流裝置等，如流量調節閥一定要安裝在質量流量計的出口。
c)質量流量計入口，出口應安裝截止閥，便于初次安裝后零點校準。
d)質量流量計要適當遠離泵的出口，尤其是往復式泵等，安裝距離太近可能造成流量測量值的波動。
e)測量高溫流體必須要求保溫時，保溫殼體或伴熱管道請勿與傳感器殼體直接接觸。
f)被測流體要處在合適的流動狀態，如果自然環境條件下，流體的流動狀態不適宜，要采用外部改善，質量流量計可以采取調節流體的溫度（加/降溫、保溫），使被測流體處于合適的流動狀態。
g)安裝方向：確認質量流量計銘牌上的箭頭方向和流體的流向（流體流過管道的方向）一致。
（七）超聲波流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
 根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。
 超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬*流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點: 
 (1)可做非接觸式測量; 
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失; 
 (3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。 
 缺點: 
 (1)傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體; 
 (2)多普勒法測量精度不高。 
 應用概況: 
 (1)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; 
 (2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗; 
 (3)多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如: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。