流量測量方法大致可以分成兩大類:測體積流量和測質(zhì)量流量。
(1)測體積流量。測體積流量的方法又可分為兩類:容積法(又稱直接法)和速度法(又稱間接法)。
1)容積法。在單位時間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對流動介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量,以排出流體的固定容積數(shù)來計算流量。流量越大,度量的次數(shù)越多,輸出的頻率越高。容積法受流體流動狀態(tài)影響較小,適用于測量高黏度、低雷諾數(shù)的流體。
容積式流量計的原理比較簡單,適于測量高黏度、低雷諾數(shù)的流體。根據(jù)回轉(zhuǎn)體形不同,目前生產(chǎn)的產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)筒式流量計等。
基于容積法的流量檢測儀表有橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、皮膜式流量計等。
2)速度法。先測出管道內(nèi)的平均流速,再乘以管道截面積求得液體的體積流量。速度法可用于各種工況下的液體的流量檢測,但由于是利用平均流速計量流量,因此受管路條件影響較大,流動產(chǎn)生的渦流以及截面上流速分布不對稱等都會影響測量度。
用于測量管道內(nèi)流速的方法或儀表主要有:
① 差壓式。差壓式又稱節(jié)流式,利用節(jié)流件前后的差壓和流速關(guān)系,通過差壓值獲得流體的流速。
② 電磁式。導(dǎo)電流體在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢大小與流體的平均流速成正比。
③ 旋渦式。流體在流動中遇到一定形狀的物體會在周圍產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,旋渦釋放的頻率與流速成正比。
④ 渦輪式。流體作用在置于管道內(nèi)部的渦輪上使渦輪轉(zhuǎn)動,其轉(zhuǎn)動速度在一定流速范圍內(nèi)與管道內(nèi)流體的流速成正比。
⑤ 聲學(xué)式。根據(jù)聲波在流體中傳播速度的變化得到流體的流速。
⑥ 熱學(xué)式。利用加熱體被流體的冷卻程度與流速的關(guān)系來檢測流速。
基于速度法的流量檢測儀表有節(jié)流式流量計、靶式流量計、彎管流量計、浮子(轉(zhuǎn)子)流量計、電磁流量計、旋渦流量計、渦輪流量計、超聲流量計。
(2)測質(zhì)量流量。盡管體積流量乘以密度可以得到質(zhì)量流量,但測量結(jié)果與密度有關(guān)。在化工生產(chǎn)過程中有時流體密度不恒定,不能得到質(zhì)量流量,而許多場合又需要得到質(zhì)量流量。如石化行業(yè)要對產(chǎn)品流量計量,希望得到不受外界條件影響的質(zhì)量流量,于是采用先測得體積流量再乘以流體密度求取質(zhì)量流量的方法,但是流體密度會隨著溫度、壓力而變化,因此須在測量體積流量和密度的同時,測量流體介質(zhì)溫度值及壓力值,進(jìn)行補(bǔ)償,再得到質(zhì)量流量。當(dāng)溫度、壓力變化頻繁或組分波動時,增加了繁瑣換算次數(shù),無法提高計量度。
質(zhì)量流量計是以測量流體流過的質(zhì)量為依據(jù)的流量檢測儀表,具有度不受流體的溫度、壓力、密度、黏度等變化影響的優(yōu)點(diǎn),在目前處于研究發(fā)展階段,現(xiàn)場應(yīng)用還不像測體積流量那么普及,質(zhì)量流量的測量方法也分直接法和間接法兩類。
1) 直接法。直接測量質(zhì)量流量,如科里奧利力式流量計、量熱式流量計、角動量式流量計等。
2) 間接法。間接法又稱推導(dǎo)法,測出流體的體積流量,以及密度(或溫度和壓力)經(jīng)過運(yùn)算求得質(zhì)量流量。主要有壓力溫度補(bǔ)償式質(zhì)量流量計。