使用小口徑流量計實(shí)現(xiàn)最佳性能卻面臨著截然不同的挑戰(zhàn)

　　與使用大口徑流量計所面臨的挑戰(zhàn)相比，使用小口徑流量計（小于12.5mm/1/2英寸）實(shí)現(xiàn)非常佳性能面臨著截然不同的挑戰(zhàn)。當(dāng)流量降低時，液體中可用于轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動的能量更少。液體通常在層流區(qū)域中流動，粘度和邊界層效應(yīng)變得非常重要。一般來說，流量計越小，制造精確的在線測量設(shè)備就越困難，但用戶檢查性能就越容易。

　　我們的信息指南（請參閱下文）討論了主要的流量計技術(shù)，并使用易于理解的五邊形圖形說明，基于5個關(guān)鍵操作參數(shù)（成本，線性，操作范圍，非常小流量和可重復(fù)性）對每種流量計技術(shù)進(jìn)行了公正的比較。在這些方面的相對表現(xiàn)。

　　1、超聲波流量計

　　超聲波流量計通常似乎為低流量提供了理想的解決方案。它們不干擾流動，可以測量大多數(shù)類型的液體，不需要液體電導(dǎo)率并且具有良好的量程比。

　　TitanEnterprises的商用超聲波流量設(shè)備將以極高的精度計量到低于mL/min的流量。一些低流量版本已經(jīng)存在，但由于傳感器效率低下和信號處理方面的限制而性能有限。

　　夾鉗式儀表很少用于1英寸以下的管道?，F(xiàn)有（低于1英寸）的設(shè)備還受到流體粘度，液體速度曲線的影響，并且具有很小的工作范圍；非常新的技術(shù)將消除這些問題，并提供更商業(yè)化的解決方案，量程比接近500：1，是整個量程的1.5％，所有這些均具有競爭力的價格。

　　這使這些設(shè)備的雷諾數(shù)相互獨(dú)立，因此可以從層流一直到湍流運(yùn)行。換句話說，準(zhǔn)確測量從水到高粘度油的液體。通過流量設(shè)備，它們還可以忍受系統(tǒng)中的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會給具有活動部件的儀表造成嚴(yán)重破壞。

　　2、可變面積流量計

　　在工業(yè)界，許多實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院中，非常常見的小口徑流量指示器可能是變面積流量計或轉(zhuǎn)子流量計。這是一種簡單的塑料或玻璃管，帶有定形的浮子或球形物，可以使管上升，其截面積會改變其長度，因此稱為可變面積計。

　　流體的流動將浮子提起，浮子在管中的高度表明了流速。一些系統(tǒng)使用彈簧來抵消流體力，這使得設(shè)備對重力的依賴性降低，并且它們可以以任何方向安裝。位移也可以被遠(yuǎn)程感測，這對于不透明流體至關(guān)重要。

　　3、渦輪流量計

　　渦輪流量計小型傳統(tǒng)軸流式渦輪機(jī)非常罕見，因?yàn)檫@些螺旋槳式流量計通常依賴于湍流，充分發(fā)展的速度曲線以及始終如一的低摩擦軸承。它們對渦輪機(jī)表面的變化也極為敏感，僅用于特殊應(yīng)用。

　　與傳統(tǒng)渦輪機(jī)中的傾斜葉片不同，渦輪機(jī)具有與流量完全一致的普通葉片的幾種替代方案。上游的固定螺旋螺桿使流體旋轉(zhuǎn)，而這種旋轉(zhuǎn)的流體使渦輪旋轉(zhuǎn)。由于這些設(shè)備通常是模制的，因此可以保持嚴(yán)格的公差，并且整個儀表可以由熱塑性塑料制成。

　　轉(zhuǎn)子非常輕，流體旋轉(zhuǎn)器所施加的力要比通常從普通軸流渦輪機(jī)中提取的力大一些。這些軸承具有更好的測距能力和整體性能，但是軸承仍然是很小的關(guān)鍵部件，通常是塑料，它們?nèi)菀资艿侥p和小顆粒的污染。溫度變化不僅會影響流體特性，還會影響儀表本身的內(nèi)部幾何形狀，該系列設(shè)備不適用于寬溫度范圍或流體隨溫度變化特性的應(yīng)用。理想情況下，應(yīng)在與被計量產(chǎn)品具有相同粘度和溫度的流體上進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　4、佩爾頓輪（徑向渦輪）流量計

　　所謂的佩爾頓輪或徑向流輪機(jī)的作用類似于舊水輪，但在封閉的室內(nèi)。全球許多家用水表都以這種方式工作。與螺旋槳式流量計相比，此裝置可提供的功率要大得多，因此它們的流量要低得多。但是，必須格外小心以確保在整個流量范圍內(nèi)都具有良好的線性度，此外，壓降也很高。

　　Pelton輪式渦輪機(jī)對粘度敏感，如果流體特性發(fā)生顯著變化，則會給出錯誤的讀數(shù)。軸承可以更堅固，但是由于涉及到更大的力，所以這是必要的。這種類型的極低摩擦裝置用于非常小流量，但使用壽命很少。

　　5、正排量流量計

　　一些制造商為包括家用水表在內(nèi)的小口徑管道制造正排量（PD）表。PD計有許多不同的類型，通常，如果流體有滑性和粘性，這些小尺寸計將非常成功。至于計量水，由于潤滑性能很差，只有少數(shù)供應(yīng)商制造了適用于水的計量表。

　　其他低粘度液體，例如溶劑或多種水基溶液也存在問題?，F(xiàn)代的低摩擦塑料已經(jīng)起到了幫助作用，但是這些儀表確實(shí)堅持使用清潔的液體才能發(fā)揮有效的性能，即使有時進(jìn)入家庭供水系統(tǒng)的小顆粒也可以阻止這種類型的設(shè)備。

　　大多數(shù)油表都屬于正排量類別，因?yàn)楫a(chǎn)品的性能和測量它的油表完全兼容。

　　6、電磁流量計

　　電磁流量計使用法拉第電磁感應(yīng)定律-導(dǎo)體在磁場中移動將產(chǎn)生與磁場成90°的電動勢，電動勢的幅度與導(dǎo)體的速度成正比。

　　流體是導(dǎo)體，因此電磁儀表僅限于可以導(dǎo)電的流體，但是現(xiàn)代儀表可以測量電導(dǎo)率非常低的液體中的流量。

　　實(shí)際上，在兩個場發(fā)生器之間的中心線上有電極的情況下，在管道上放置了交變磁場。當(dāng)流體流過此可變磁場時，會在探針上感應(yīng)出一個交流電壓，從而使流動感應(yīng)電動勢與電極上的電化學(xué)勢區(qū)分開。

　　現(xiàn)在，這些儀表的尺寸非常小，孔徑可達(dá)3mm。它們具有一定的雜質(zhì)容限，可以測量低于0.3M/S，即低于每分鐘0.12升。

　　7、熱流量計

　　熱量計將能量注入系統(tǒng)，因此能夠檢測到每分鐘微升至極低的流量。一個小的熱元件將熱量帶入流體中，該能量的擴(kuò)散被記錄下來并轉(zhuǎn)換為流量讀數(shù)。

　　對于這些流量極低的設(shè)備，響應(yīng)時間很慢，并且精度未達(dá)到本文提到的其他產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。稍大的設(shè)備在改善線性度和響應(yīng)時間方面表現(xiàn)更好。理想情況下，這些儀表應(yīng)針對在工作溫度下計量的液體進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　8、流體流量計設(shè)備

　　有許多利用流動液體的物理特性的儀表，它們被稱為流體裝置，包括諸如渦流消散儀，流體振蕩器和層流元件等。

　　渦旋流量計要求很高的雷諾數(shù)，通常不用于流量很低或用于小型管道中。

　　層流裝置固有地是線性的，因?yàn)榇┻^元件的壓降與流量成正比-只要流體的雷諾數(shù)保持在湍流區(qū)域以下即可。這些設(shè)備可實(shí)現(xiàn)小流量，而正確的壓力測量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)50：1的流量。

　　9、科里奧利流量計

　　科里奧利流量計可直接讀取質(zhì)量流量，并可計量到低流量。它利用以下事實(shí)：當(dāng)流體運(yùn)動時，任何方向的變化都會在系統(tǒng)中產(chǎn)生反作用。該反應(yīng)與被加速流體的質(zhì)量成正比。

　　使用科里奧利（Coriolis），孔內(nèi)沒有障礙物（盡管流動路徑可能非常扭曲），但是這些儀表可以非常精確，其線性度降至0.1％。科里奧利型儀表通常也非常昂貴。