在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中， 流量檢測(cè)已成為檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分。 隨著工業(yè)日益飛速的發(fā)展、新能源的開(kāi)發(fā)以及人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，如

今流量測(cè)量不僅需要滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定， 還得滿(mǎn)足高精度、低誤差、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制的標(biāo)準(zhǔn)，從而使生產(chǎn)及測(cè)量達(dá)到***優(yōu)化的要求。

  為了符合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)需要及測(cè)量要求，人們根據(jù)不同的測(cè)量原理，發(fā)明了多種不同類(lèi)型的液體流量計(jì)。 目前，由于超聲波液體流量計(jì)具有非接觸、檢測(cè)范圍廣、安裝簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、影響測(cè)量因素少、精度高、重復(fù)性好的特點(diǎn)，此類(lèi)流量計(jì)在流量檢測(cè)領(lǐng)域正被廣泛應(yīng)用[1]。 本文以單聲道液體流量計(jì)為研究對(duì)象， 設(shè)計(jì)了一款滿(mǎn)足工業(yè)要求的超聲波流量計(jì)。 樣機(jī)采用復(fù)雜邏輯可編輯器（CPLD），搭建高速、精準(zhǔn)的數(shù)字邏輯電路，完成聲波信號(hào)的發(fā)射與回波信號(hào)的接收， 不僅簡(jiǎn)化了主板上復(fù)雜的硬件電路，而且也達(dá)到了測(cè)量精度高的要求。

1、超聲波流量計(jì)的工作原理：

  超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)采用時(shí)差法的工作原理，通過(guò)測(cè)量聲波正逆程傳播的時(shí)間差，進(jìn)一步求出流體通過(guò)管節(jié)的流量。如圖 1 所示，在管段兩側(cè)分別裝有同樣的超聲波換能器 A 和 B，二者分別具有超聲波的發(fā)射與接收功能。 換能器與管壁的夾角成 β 角，管道直徑為D，換能器之間的聲波傳播路程為 L，聲波在流體速度為 0 時(shí)的傳播速度為 c，流體的流速為 v。 流體中聲波從 A 發(fā)送到 B，稱(chēng)為逆程發(fā)射，傳播時(shí)間為 t1；聲波從 B 發(fā)送到 A，稱(chēng)為正程發(fā)射，傳播時(shí)間為 t2。

圖 1 超聲波流量計(jì)原理圖

聲波在流體中的實(shí)際傳播速度 c₀ 等于流體流速 v 與聲速 c 的矢量和，即：

c0 =c±vcos β

（1）

 
根據(jù)上式可知超聲波正、逆程的傳播時(shí)間 t₁、t₂ 為
 

t1=	L	（2）
	c+vcos β
t2=	L	（3）
	c-vcos β

 
式中：sin β＝ ^D_L ，令時(shí)間差 t=t₂ -t₁，可得流體流速公
 
式為
 

		t	"
v=	D	!t1 t2		（4）
	2sin β cos β

式中：v 為流體在管道內(nèi)的平均流速，與超聲波聲速無(wú)關(guān)，因此不會(huì)受到媒質(zhì)的種類(lèi)、密度、壓力、溫度等因素的影響，從而提高了測(cè)量結(jié)果的精度^[2]。
 
2、超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)：
2.1、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析：
  在超聲波流量計(jì)系統(tǒng)中，影響其測(cè)量精度及穩(wěn)定性的核心因素是系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)^[3]。 經(jīng)過(guò)與當(dāng)前流量計(jì)的比較，和反復(fù)試驗(yàn)論證，設(shè)計(jì)了如圖 2 所示的超聲波流量計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 本系統(tǒng)主要由主控芯片 MCU 與邏輯控制芯片 CPLD 及外圍電路構(gòu)成。單片機(jī)完成 485 通信、液晶顯示、集電（OCT）輸出及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算； 在 CPLD 芯片內(nèi)部， 通過(guò)Verilog 語(yǔ)言程序編寫(xiě) ，集成有多個(gè)高速 、精準(zhǔn)的數(shù)字邏輯控制電路， 包括超聲波發(fā)射的驅(qū)動(dòng)脈沖電路、 順逆流切換器、 分頻器、 及一些高速計(jì)數(shù)器。

圖 2 超聲波流量計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2、系統(tǒng)主要電路設(shè)計(jì)：
 超 聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)中， 換能器的載波頻率選為 1 MHz，發(fā)射信號(hào)采用低電壓多脈沖方式，經(jīng)CPLD 內(nèi)的脈沖發(fā)射器 ，同時(shí)產(chǎn)生 2 組相位相反的方波， 每組包含 10 個(gè) 1 MHz 的連續(xù)脈沖， 幅值為 3.3 V^[5]。 為了能夠驅(qū)動(dòng)換能器發(fā)射連續(xù)、高質(zhì)量、衰減強(qiáng)度小的超聲波，設(shè)計(jì)了如圖 3 所示的功率放大電路。
 電路中采用了 2 片 TC4427AE 芯片， 此芯片為雙通道 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，具有功率放大功能，允許***大峰值電流為 1.5 A，電源電壓 15 V，可以將 TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為電源電壓信號(hào)電平。 D+、D-和 U+、U-分別為驅(qū)動(dòng)正逆程發(fā)射的 TTL 電平脈沖信號(hào)，2



圖 3 發(fā)射信號(hào)功率放大電路
  組信號(hào)由 CPLD 輸出。 2 片驅(qū)動(dòng)器的相同輸入端的電壓極性相反，幅值大小相等，輸出端電路呈互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，整個(gè)電路構(gòu)成 1 個(gè) BTL 放大電路。 由于換能器是容性負(fù)載，為了提高波形質(zhì)量，減小上升沿與下降沿的尖峰脈沖， 輸出端負(fù)載采用 8 個(gè) IN4007 二極管和 200 Ω 的分流電阻，放大前與放大后的脈沖信號(hào)如圖 4 所示。

圖 4 發(fā)射信號(hào)放大前后波形對(duì)比圖
  由于管道中流體的速度不是理想穩(wěn)定的，當(dāng)流速變化時(shí)，會(huì)造成回波信號(hào)幅度的變化，為了穩(wěn)定信號(hào)幅度、降低噪聲，在接收換能器接收到回波信號(hào)后， 對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)控制， 以提高回波信號(hào)的質(zhì)量^[6]。 自動(dòng)增益控制電路如圖 5 所示，接收信號(hào)經(jīng)過(guò)初級(jí)放大后，進(jìn)入自動(dòng)增益調(diào)節(jié)控制（AGC）功能塊。

圖 5 自動(dòng)增益控制 AGC 結(jié)構(gòu)圖
  AGC 功能塊由可控增益放大調(diào)節(jié)、 選頻濾波、包絡(luò)檢波、A/D 轉(zhuǎn)換、 單片機(jī)內(nèi)部增益運(yùn)算、D/A 轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)組成。 每次自動(dòng)增益調(diào)節(jié)都需要將濾波后的接收信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波，經(jīng) A/D 采樣后，單片機(jī)讀取回波信號(hào)的***高幅值電壓，通過(guò)與單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置的峰值電壓比較，并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后得出相應(yīng)的 AGC 控制電壓。因可控增益放大器的供電電壓為 +12 V，AGC 端口控制電壓范圍為 4 V～7 V，而 D/A 的參考電壓為 2.5 V，故需將控制電壓再放大，可控增益放大器才可以進(jìn)行相應(yīng)的增益調(diào)節(jié)^[7]。 在每次聲波發(fā)射和接收前，單片機(jī)都會(huì)根據(jù)上一次相同方向上回波信號(hào)的幅值變化，對(duì)回波信號(hào)的幅值進(jìn)行增益調(diào)節(jié)控制。由于 AGC 功能塊的作用， 保證了回波信號(hào)幅值在流速發(fā)生變化時(shí)的穩(wěn)定性^[8]。

2.3、信號(hào)邏輯時(shí)序設(shè)計(jì)：
 在回波信號(hào)接收時(shí)，通常會(huì)遇到各種噪聲和干擾，如果不對(duì)其進(jìn)行處理，會(huì)造成測(cè)量結(jié)果精度降低。 本超聲波流量計(jì)的精度等級(jí)要求為 1 級(jí)，由于流量計(jì)的精度與聲波傳播時(shí)間測(cè)量的精度息息相關(guān)，需要對(duì)回波信號(hào)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)系統(tǒng)的時(shí)序邏輯進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。
 系統(tǒng)整體的邏輯控制時(shí)序如圖 6 所示，在聲波發(fā)射切換開(kāi)關(guān)的控制下，正程與逆程的發(fā)射交替進(jìn)行， 互不影響。 換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為 10 個(gè)方波脈沖，在 CPLD 內(nèi)設(shè)置邏輯控制器，在每次測(cè)量前邏輯控制器發(fā)射 Begin 信號(hào)，觸發(fā)逆程驅(qū)動(dòng)信號(hào)的發(fā)射。為了避免回波接收完整，不疊波、錯(cuò)波，需要根據(jù)聲波傳播路程和流經(jīng)管道截面流量的范圍，計(jì)算聲波的傳播時(shí)間，從而預(yù)先設(shè)置各個(gè)時(shí)間參數(shù)^[9]。 每次測(cè)量，首次逆程發(fā)射時(shí)，打開(kāi)計(jì)數(shù)器KUP，進(jìn)行逆程計(jì)數(shù)。 同時(shí)，打開(kāi)計(jì)數(shù)器 K2，待 K2 溢出時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為 t0，進(jìn)行正程首次發(fā)射，并打開(kāi)計(jì)數(shù)器 KDN。將回波的有效時(shí)間點(diǎn)到下一次發(fā)射的相隔時(shí)間分別記為t2i-1′和 t2i′（i=1，2，3，…，N-1），為了提高每次測(cè)量結(jié)果的分辨率， 同時(shí)也為了避免增加不必要的功耗，經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)得出，正逆程發(fā)射次數(shù) N 為 100 次時(shí)效果***佳。

圖 6	信號(hào)邏輯時(shí)序圖

在正逆程回波接收時(shí)，需要進(jìn)行去噪、濾波，以保證回波的有效性。 采用范圍門(mén)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)間范圍的控制， 在回波***早到達(dá)時(shí)間的 0.6 倍處打開(kāi)接收通道， 這樣可以防止發(fā)射脈沖帶來(lái)的干擾及其它干擾， 在回波***晚到達(dá)時(shí)間的 1.5 倍處關(guān)閉接收通道，通道打開(kāi)的時(shí)間為回波信號(hào)接收的范圍門(mén)。另外，在過(guò)電壓比較與過(guò)零比較模塊中，設(shè)置門(mén)檻電壓為+1.2 V，當(dāng)檢測(cè)到高于+1.2 V 的電平信號(hào)時(shí)，認(rèn)為此信號(hào)有效，否則視為噪聲。 系統(tǒng)將過(guò)門(mén)檻電壓后的個(gè)過(guò)零時(shí)刻視為回波接收的有效點(diǎn)，CPLD會(huì)通過(guò)此點(diǎn)觸發(fā)相應(yīng)的計(jì)數(shù)器 K₁、K₃ 啟動(dòng)計(jì)數(shù)，當(dāng)K₁、K₃ 溢出，累計(jì)時(shí)間經(jīng)過(guò) t_2i -1′和 t_2i ′（i=1，2，3，… ，N-1）時(shí)，立即觸發(fā)下一次發(fā)射。 當(dāng)經(jīng)過(guò) 100 次測(cè)量后，CPLD 將計(jì)數(shù)器 K_UP 和 K_DN 的計(jì)數(shù)值分別存入數(shù)據(jù)緩存器中，等待單片機(jī)的讀取。 所以，根據(jù)以上理論設(shè)計(jì)，令計(jì)數(shù)器 K_UP 和 K_DN 經(jīng)過(guò)的時(shí)間為 T₁ 和 T₂，
99
則時(shí)間差 t=［（T₁ -T₂）-Σ（t_2i′-t_2i-1′）］/100。
i＝1

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：
  根據(jù)超聲波流量計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)流量計(jì)的指標(biāo)主要有 3 個(gè)：相對(duì)示值誤差、檢定點(diǎn)示值誤差及重復(fù)性^[10]。 令 Q_i 為管道中流體在不同檢定點(diǎn)時(shí)的流量，Q_ij為被檢表流量，Q_ij′為標(biāo)準(zhǔn)表流量， E_ij 為第 i 檢定點(diǎn)第 j 次檢定時(shí)的相對(duì)示值誤差， E_i 為檢

定點(diǎn)示值誤差，δi 為第 i 檢定點(diǎn)的重復(fù)性，待測(cè)參數(shù)

的計(jì)算公式為

Eij =

Qij -Qij′

100％

（5）

Qij′

1

n

Σ Eij

Ei ＝

（6）

n

j＝1

1

δi ＝ Σ1

n

2

2

ΣΣEij –

ΣΣ

（7）

Ei

n-1

j＝1

式中：n 為第 i 檢定點(diǎn)的檢定次數(shù)，根據(jù)以上公式得

出流量計(jì)的相對(duì)示值誤差為±

， 重復(fù)性為

Ei

max

（δi）max。 為驗(yàn)證此流量計(jì)能否達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，通

過(guò)稱(chēng)重法對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，電子稱(chēng)的

分辨率為萬(wàn)分之一，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度為 10 ℃，環(huán)境濕

度為 25.0%RH， 圖 7 為對(duì) DN250 口徑標(biāo)定的現(xiàn)場(chǎng)

圖片，檢定結(jié)果及數(shù)據(jù)記錄如表 1 所示。

圖 7	稱(chēng)重法標(biāo)定 DN250 口徑現(xiàn)場(chǎng)

 

主要技術(shù)性能：
1.公稱(chēng)通徑：（4～200）mm基本參數(shù)見(jiàn)表一；
2.介質(zhì)溫度：（-20～80）℃、（-20～120）℃；
3.環(huán)境溫度：（-20～55）℃；
4.準(zhǔn) 確 度：±0.2%、±0.5%、±1％；
5.檢出器信號(hào)傳輸線(xiàn)制：三線(xiàn)制電壓脈沖（三芯屏蔽電纜）；
6.供電電源：電壓：12V±0.144V, 電流：≤10mA；
7.輸出電壓幅值：高電平≥8V，低電平≤0.8V；
8.傳輸距離：傳感器至顯示儀表的距離可達(dá)250米；
9.現(xiàn)場(chǎng)顯示型供電電源：3V（鋰電池供電，可連續(xù)使用3年）；
10.顯示方式：現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量；
11.現(xiàn)場(chǎng)顯示帶信號(hào)輸出供電電源：24V；4～20mA兩線(xiàn)制電流輸出，遠(yuǎn)傳距離500米。

四、使用
◆ 使用時(shí)，應(yīng)保持被測(cè)液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。
◆ 傳感器在開(kāi)始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿(mǎn)液體，然后再開(kāi)啟出口閥門(mén)（閥門(mén)應(yīng)安裝在流量計(jì)后端），嚴(yán)禁傳感器處于無(wú)液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊。
◆ 傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請(qǐng)注意勿損傷測(cè)量腔內(nèi)的零件，特別是葉輪。裝配時(shí)請(qǐng)看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。
◆傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，吹干后且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，然后置于干燥處保存。（此項(xiàng)非常重要）
◆ 配用的過(guò)濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)應(yīng)清洗內(nèi)部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。
◆ 傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設(shè)（埋地時(shí)應(yīng)套上鐵管。）
◆ 在傳感器安裝前，先與顯示儀表或示波器接好連線(xiàn)，通電源，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉(zhuǎn)觀(guān)察有無(wú)顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無(wú)顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。

 

儀表型號(hào) LWGY-N LWGY-A LWGY-N防爆型 LWGY- A防爆型 LWGY-B LWGY- C 信號(hào)輸出 脈沖 4-20mA 脈沖 或4-20mA 無(wú) 4-20mA/脈沖 供電電源 +24VDC±15% +24VDC±15% 24VDC±15% 24VDC±15% 鋰電池 24VDC±15% 精度等級(jí) 1.0~0.5級(jí) 1.0~0.5級(jí) 1.0~0.5級(jí) 測(cè)量范圍 標(biāo)準(zhǔn)量程 標(biāo)準(zhǔn)量程 標(biāo)準(zhǔn)量程或擴(kuò)展量程 顯示器 無(wú) 無(wú) 有 通訊接口 無(wú) 無(wú) 可選RS485 儀表材質(zhì) 不銹鋼 不銹鋼 不銹鋼 防爆等級(jí) 無(wú) ExdIIBT6或ExiaIICT4 ExdIIBT6或ExiaIICT4 防護(hù)等級(jí) IP60 IP65 IP65 整機(jī)功耗 ＜1W ＜1W ＜1W 儀表通經(jīng) DN4~DN250 DN4~DN250 DN4~DN250 介質(zhì)溫度 -20℃~120℃ -20℃~120℃ -20℃~120℃ 環(huán)境溫度 -30℃~60℃ -30℃~60℃ -30℃~60℃ 測(cè)量范圍與壓力等級(jí) 儀表通徑 標(biāo)準(zhǔn)范圍  （m3/h） 擴(kuò)展范圍  （m3/h） 安裝方式 常規(guī)耐壓  （MPa） 特制耐壓等級(jí)  （MPa） DN 4 0.04～0.25 0.04～0.4 螺紋（法蘭） 6.3 12、16、25 DN 6 0.1～0.6 0.06～0.6 螺紋（法蘭） 6.3 12、16、25 DN 10 0.2～1.2 0.15～1.5 螺紋（法蘭） 6.3 12、16、25 DN 15 0.6～6 0.4～8 螺紋（法蘭） 6.3、2.5（法蘭） 4.0、6.3、12、16、25 DN 20 0.8～8 0.45～9 螺紋（法蘭） 6.3、2.5（法蘭） 4.0、6.3、12、16、25 DN 25 1～10 0.5～10 螺紋（法蘭） 6.3、2.5（法蘭） 4.0、6.3、12、16、25 DN 32 1.5～15 0.8～15 法蘭（螺紋） 6.3、2.5（法蘭） 4.0、6.3、12、16、25 DN 40 2～20 1～20 法蘭（螺紋） 6.3、2.5（法蘭） 4.0、6.3、12、16、25 DN 50 4～40 2～40 法蘭（螺紋） 2.5 4.0、6.3、12、16、25 DN 65 7～70 4～70 法蘭 2.5 4.0、6.3、12、16、25 DN 80 10～100 5～100 法蘭 2.5 4.0、6.3、12、16、25 DN 100 20～200 10～200 法蘭 1.6 4.0、6.3、12、16、25 DN 125 25～250 13～250 法蘭 1.6 2.5、4.0、6.3、12、16 DN 150 30～300 15～300 法蘭 1.6 2.5、4.0、6.3、12、16 DN 200 80～800 40～800 法蘭 1.6 2.5、4.0、6.3、12、16

 

渦輪流量計(jì)選型

流量計(jì)（12種）
靶式流量計(jì)、孔板流量計(jì)、立式腰輪流量計(jì)、流量計(jì)的校正、噴嘴流量計(jì)、容積式流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流流量計(jì)、電磁流量計(jì)

溫度計(jì)（3種）
固體膨脹式溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)

壓力表（5種）
彈簧管式壓力儀表、電接點(diǎn)式壓力儀表、電容式壓力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器、U形管式壓力計(jì)

液位計(jì)（4種）
差壓式液位計(jì)、超聲波測(cè)量液位原理、電容式液位計(jì)、雙液位壓差計(jì)

一、孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參量差壓變送器（或差壓變送、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過(guò)程控制和測(cè)量?？装辶髁坑?jì)被廣泛適用于煤炭、化工、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中，流量?jī)x表有兩大功用：作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：
1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全用的，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可，無(wú)需實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用，在流量傳感器中也是的；
2、結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉；
3、應(yīng)用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流，一般生產(chǎn)過(guò)程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆可以測(cè)量；
4、檢測(cè)件和差壓顯示儀表可分開(kāi)不同廠(chǎng)家生產(chǎn)，便與專(zhuān)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：
1、測(cè)量的重復(fù)性、度在流量傳感器中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯(cuò)綜復(fù)雜，度難于提高；
2、范圍度窄，由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),一般范圍度僅3∶1～4∶1；
3、有較長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度要求，一般難于滿(mǎn)足。尤其對(duì)較大管徑，問(wèn)題更加突出；
4、壓力損失大；
5、孔板以?xún)?nèi)孔銳角線(xiàn)來(lái)保證精度，因此傳感器對(duì)腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感，長(zhǎng)期使用精度難以保證，需每年拆下強(qiáng)檢一次；
6、采用法蘭連接，易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問(wèn)題，大大增加了維護(hù)工作量。

二、立式腰輪流量計(jì)

腰輪流量計(jì)又叫羅茨流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)特征為:在流量計(jì)的殼體內(nèi)有一個(gè)計(jì)量室，計(jì)量室內(nèi)有一對(duì)或兩對(duì)可以相切旋轉(zhuǎn)的腰輪。在流量計(jì)殼體外面與兩個(gè)搜輪同軸安裝了一對(duì)傳動(dòng)齒輪，它們相互嚙合使兩個(gè)腰輪可以相互聯(lián)動(dòng)。腰輪流量計(jì)能用于各種清潔液體的流量測(cè)量，尤其適用于油品計(jì)量，也可制成測(cè)量氣體的流量計(jì)。它的計(jì)***準(zhǔn)確度高，可達(dá)0.1-0.5級(jí)。

特點(diǎn)：

腰輪流量計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎，外形美觀(guān)。具有重量輕、精度高，安裝使用方便等特點(diǎn)。是容積式流量計(jì)的典型產(chǎn)品之一。其主要缺點(diǎn)有:體積大、笨重.壓損較大.運(yùn)行中振動(dòng)較大等 .利用互成45度角的兩對(duì)腰輪結(jié)構(gòu),可以大大減小運(yùn)行中的振動(dòng)噪聲.

三、容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)，又稱(chēng)定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱(chēng)PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度***高的一類(lèi)。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿(mǎn)和排放該體積部分流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體體積總量。容積式流量計(jì)按其測(cè)量元件分類(lèi)，可分為橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤(pán)流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：
⑴計(jì)量精度高；
⑵安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒(méi)有影響；
⑶可用于高粘度液體的測(cè)量；
⑷范圍度寬；
⑸直讀式儀表無(wú)需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量，清晰明了，操作簡(jiǎn)便。

缺點(diǎn)：
⑴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大；
⑵被測(cè)介質(zhì)種類(lèi)、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；
⑶不適用于高、低溫場(chǎng)合；
⑷大部分儀表只適用于潔凈單相流體；
⑸產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。

四、橢圓齒輪流量計(jì)

橢圓齒輪流量計(jì)（又稱(chēng)排量流量計(jì)，齒輪流量計(jì)），屬于容積式流量計(jì)一種，在流量?jī)x表中是精度較高的一類(lèi)。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)計(jì)量室逐次、重復(fù)地充滿(mǎn)和排放該體積部分流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流量體積總量。橢圓齒輪流量計(jì)可以選用不同的材料（鑄鐵、鑄鋼、304不銹鋼、316不銹鋼）制造，它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹(shù)脂等粘度較高介質(zhì)的流量測(cè)量。

特點(diǎn)：

按照要求正確安裝后的橢圓齒輪流量計(jì)，使用時(shí)即可保證足夠的精度，通常累計(jì)值的精度可達(dá)0.5級(jí)，是一種較為準(zhǔn)確的流量計(jì)量?jī)x表。但是，如果使用時(shí)被測(cè)介質(zhì)的流量過(guò)小，儀表的泄漏誤差的影響就會(huì)突出，不能再保證足夠的測(cè)量精度。因此，不同型號(hào)規(guī)格的橢圓齒輪流量計(jì)對(duì)***小使用流量有一允許值，只有當(dāng)實(shí)際被測(cè)流量大于該下限流量允許值時(shí)，測(cè)量精度才能得到保證。

其次，使用橢圓齒輪流量計(jì)要注意被測(cè)介質(zhì)的溫度不能過(guò)高，否則不僅會(huì)增加測(cè)量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計(jì)在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。

長(zhǎng)期使用后的橢圓齒輪流量計(jì)，其內(nèi)部的齒輪會(huì)被腐蝕和磨損，從而影響測(cè)量精度。因此，要經(jīng)常注意觀(guān)察，并定期拆下進(jìn)行檢查，若條件允許***好定期進(jìn)行標(biāo)定。

五、文丘里流量計(jì)

新一代差壓式流量測(cè)量?jī)x表，其基本測(cè)量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的流量測(cè)量方法。內(nèi)文丘里管由一圓形測(cè)量管和置入測(cè)量管內(nèi)并與測(cè)量管同軸的特型芯體所構(gòu)成。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形，并與測(cè)量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個(gè)異徑環(huán)形過(guò)流縫隙。流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過(guò)程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過(guò)程基本相似。內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使之在使用過(guò)程中不存在類(lèi)似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問(wèn)題，并能對(duì)節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對(duì)稱(chēng)速度分布進(jìn)行有效的流動(dòng)調(diào)整（整流），從而實(shí)現(xiàn)了高度與高穩(wěn)定性的流量測(cè)量。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：如果能完全按照ASME標(biāo)準(zhǔn)制造，測(cè)量精度也可以達(dá)到 0.5%, 但是國(guó)產(chǎn)文丘里由于其制造技術(shù)問(wèn)題, 精度很難保證, 國(guó)內(nèi)老資格的技術(shù)力量雄厚的開(kāi)封儀表廠(chǎng)也只能保證4% 測(cè)量精度，對(duì)于超超臨界發(fā)電的工況，這種喉管處的均壓環(huán)在高溫高壓下使用是一個(gè)很危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，不采用均壓環(huán)，就不符合ASNE ISO5167標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量精度就無(wú)法保證，這是高壓經(jīng)典式文丘里制造中的一個(gè)矛盾。

缺點(diǎn)：喉管和進(jìn)口/出口一樣材質(zhì),流體對(duì)喉管的沖刷和磨損嚴(yán)重，無(wú)法保證長(zhǎng)期測(cè)量精度。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度必須按ISO-5167規(guī)定制造, 否則就達(dá)不到所需精度, 由于ISO-5167對(duì)經(jīng)典文丘里的嚴(yán)格結(jié)構(gòu)規(guī)定, 使得它的流量測(cè)量范圍***大/***小流量比很小, 一般在 3 – 5 之間. 很難滿(mǎn)足流量變化幅度大的流量測(cè)量.

六、雙轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)

雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)屬于目前國(guó)際上***新一代容積式流量計(jì)，也稱(chēng)為 UF —‖流量計(jì)或螺桿流量計(jì)。是用于管道中液體流量的測(cè)量和控制的精密儀表。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、交通、船舶、油庫(kù)、碼頭、槽罐車(chē)等部門(mén)，特別適用于原油、精煉油、輕烴等工業(yè)液體的計(jì)量流量計(jì)可現(xiàn)場(chǎng)指示，字碼直接讀數(shù)并可配發(fā)訊器，輸出電脈沖信號(hào)，遠(yuǎn)傳到二次儀表或計(jì)算機(jī)，組成自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)。

特點(diǎn)：

適用于稀油、輕質(zhì)油、稠油、含砂量大、含水量大的原油，被測(cè)量液體的粘度范圍大。
流量計(jì)通過(guò)的液體流量大，***大流量是同通徑普通容積表的二倍左右。
使用壽命長(zhǎng)，準(zhǔn)確度高，可靠性強(qiáng)。
壓內(nèi)損失極小。
有線(xiàn)遠(yuǎn)傳***長(zhǎng)距離為1000米，脈沖信號(hào)輸出N=0.1L（一個(gè)脈沖為1N），可直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

七、渦輪流量計(jì)

智能液體渦輪流量計(jì)是采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，是速度式流量計(jì)中的主要種類(lèi),當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線(xiàn)，改變線(xiàn)圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線(xiàn)圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào)，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。

特點(diǎn)：

具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀(guān)清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。
（法米特渦輪流量計(jì)）
八、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

浮子流量計(jì),又稱(chēng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，通過(guò)量測(cè)設(shè)在直流管道內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的 （位置 )來(lái)推算流量的裝置。是變面積式流量計(jì)的一種。在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過(guò)磁耦合傳到與刻度盤(pán)指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上***常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。

特點(diǎn)：

轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室***常用的一種流量計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀(guān)、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)適用于測(cè)量通過(guò)管道直 徑D<150mm的小流量，也可以測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的流量。使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。其壓損小,量程比大(10:1),安裝維護(hù)方便,可廣泛用于復(fù)雜,惡劣環(huán)境及各種介質(zhì)條件的流量測(cè)量與過(guò)程控制中

九、靶式流量計(jì)

靶式流量計(jì)于六十年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)流量測(cè)量，主要用于解決高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量，先后經(jīng)歷了氣動(dòng)表和電動(dòng)表兩大發(fā)展階段，SBL系列智能靶式流量計(jì)是在原有應(yīng)變片式（電容式）靶式流量計(jì)測(cè)量原理的基礎(chǔ)上 ，采用了***新型力感應(yīng)式傳感器作為測(cè)量和敏感傳遞元件，同時(shí)利用了現(xiàn)代數(shù)字智能處理技術(shù)而研制的一種新式流量計(jì)量?jī)x表。

特點(diǎn)：

1、整臺(tái)儀表結(jié)構(gòu)堅(jiān)固無(wú)可動(dòng)部件，插入式結(jié)構(gòu),拆卸方便；
2、可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)（如哈氏合金，鈦等）；
3、整機(jī)可做成全密封無(wú)死角（焊接形式），無(wú)任何泄漏點(diǎn)，可耐42MPa 高壓；
4、儀表內(nèi)設(shè)自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然；
5、傳感器不與被測(cè)介質(zhì)接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠；
6、可就地采用干式標(biāo)定方法，即采用砝碼掛重法。單鍵操作可完成標(biāo)定；
7、具有多種安裝方式供選擇，如選擇在線(xiàn)插入式，安裝費(fèi)用低；
8、具有一體化溫度、壓力補(bǔ)償，直接輸出質(zhì)量或標(biāo)方；
9、具有可選小信號(hào)切除、非線(xiàn)性修正、濾波時(shí)間可選擇；
10、能準(zhǔn)確測(cè)量各種常溫、高溫500 度、低溫-200 度工況下的氣體、液體流量；
11、計(jì)量準(zhǔn)確，精度可達(dá)到0.2%；
12、重復(fù)性好，一般為0.05%～0.08%，測(cè)量快速；
13、壓力損失小，僅為標(biāo)準(zhǔn)孔板的1/2△P 左右；
14、抗干擾，抗雜質(zhì)能力特強(qiáng)；
15、可根據(jù)實(shí)際需要更換阻流件（靶片）而改變量程；
16、低功耗電池現(xiàn)場(chǎng)顯示，能在線(xiàn)直讀示值，顯示屏可同時(shí)讀取瞬時(shí)和累積流量及百分比棒圖；
17、安裝簡(jiǎn)單方便，極易維護(hù)；
18、多種輸出形式，能遠(yuǎn)傳各種參數(shù)；
19、抗震動(dòng)性強(qiáng)，一定范圍內(nèi)可測(cè)脈動(dòng)流。

十、噴嘴流量計(jì)

噴嘴流量計(jì)是測(cè)量流量的差壓發(fā)生裝置，配合各種差壓計(jì)或差壓變送器可測(cè)量管道中各種流體的流量。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴節(jié)流裝置與差壓變送器配套使用，可測(cè)量液體、蒸汽、氣體的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、輕工等部門(mén)。

一體式安裝由智能顯示儀（多參差變送器）和噴嘴裝置一道組成噴嘴流量計(jì)。它自帶有高品質(zhì)的差壓傳感器、壓力傳感器，熱電阻溫度傳感器。AW2003-型智能顯示儀（多 參差變送器）不僅在差壓傳感器量程范圍自動(dòng)適應(yīng)，而且各種補(bǔ)償系數(shù)如：流出系數(shù)C、流 束膨張系數(shù)ε等均進(jìn)行在線(xiàn)計(jì)算，真正實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大量程的同時(shí)保證計(jì)量的精度。 采用大屏幕LCD同屏顯示累積流量、瞬時(shí)流量、瞬時(shí)壓力、瞬時(shí)溫度值，不用人工切換。4-20mA兩線(xiàn)制瞬時(shí)流量輸出。分本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類(lèi)。 分體式安裝由獨(dú)立的噴嘴裝置、差壓、壓力、溫度變送器、流量計(jì)算儀、截止閥等部份組合而成。各部份之間的連接組合由用戶(hù)自己完成。

特點(diǎn)：

與孔板流量計(jì)相比，噴嘴流量計(jì)的壓力損失較小，因而節(jié)約能源，比較堅(jiān)固耐用，適合高溫高壓流體，廣泛使用在電力、化工等行業(yè)的蒸汽流量測(cè)量。噴嘴流量計(jì)包括標(biāo)準(zhǔn)噴嘴（ISA1932噴嘴）、長(zhǎng)頸噴嘴兩種。其設(shè)計(jì)制造均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167或標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624的規(guī)定。

十一、節(jié)流流量計(jì)

在氣體的流動(dòng)管道上裝有一個(gè)節(jié)流裝置，其內(nèi)裝有一個(gè)孔板，中心開(kāi)有一個(gè)圓孔，其孔徑比管道內(nèi)徑小，在孔板前燃?xì)夥€(wěn)定的向前流動(dòng)，氣體流過(guò)孔板時(shí)由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)被打亂，因而流速將發(fā)生變化，速度加快，氣體的靜壓隨之降低，于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落，即差壓（孔板前截面大的地方壓力大，通過(guò)孔板截面小的地方壓力?。?。差壓的大小和氣體流量有確定的數(shù)值關(guān)系，即流量大時(shí)，差壓就大，流量小時(shí)，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。節(jié)流式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測(cè)件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺寸來(lái)計(jì)算流量的儀表。

特點(diǎn)：

節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì)．是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸氣流量的***常用的一種流量?jī)x表．據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在煉鋼廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計(jì)有(70—80)%左右是節(jié)流式流量計(jì)．在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，節(jié)流式流量計(jì)也占流量?jī)x表總數(shù)的一半以上．節(jié)流式流量計(jì)所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)：
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準(zhǔn)確度．能滿(mǎn)足工程測(cè)量的需要．
2.有很長(zhǎng)的使用歷史，有豐富的、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化．只要按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)加工的節(jié)流式流量計(jì)，不需要進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定，也能在已知的不確定度范圍內(nèi)進(jìn)行流量測(cè)量．
尤其是第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得節(jié)流式流量計(jì)在制造和使用上都非常方便．因?yàn)閷?duì)一個(gè)流量計(jì)，特別是大流量測(cè)量用的流量汁，在檢定時(shí)將會(huì)遇到各種各樣的困難．

十二、電磁流量計(jì)

電磁流量計(jì)是20世紀(jì)50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的新型流量測(cè)量?jī)x表。 電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理， 根據(jù)導(dǎo)電流體通過(guò)外加磁場(chǎng)時(shí)感生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量導(dǎo)電流體流量的一種儀器。

特點(diǎn)

1.測(cè)量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響；
2.測(cè)量管內(nèi)無(wú)阻礙流動(dòng)部件，無(wú)壓損，直管段要求較低。對(duì)漿液測(cè)量有獨(dú)特的適應(yīng)性；
3.合理選擇傳感器襯里和電極材料，即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；
4.轉(zhuǎn)換器采用新穎勵(lì)磁方式，功耗低、零點(diǎn)穩(wěn)定、度高。流量范圍度可達(dá)150：1；
5.轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；
6.轉(zhuǎn)換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；
7.流量計(jì)為雙向測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個(gè)積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；
8.轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)(SMT)，具有自檢和自診斷功能；
9.測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線(xiàn)性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。
10.測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。
11.由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿(mǎn)磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長(zhǎng)度為5倍的管道直徑。
12.轉(zhuǎn)換器采用國(guó)際***新***先進(jìn)的單片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD，顯示累積流量，瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等。
13.雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質(zhì)材料，確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)候內(nèi)保持穩(wěn)定。

溫度計(jì)

十三、固體膨脹式溫度計(jì)

膨脹式溫度計(jì)
膨脹式溫度計(jì)的測(cè)溫是基于物體受熱時(shí)產(chǎn)生膨脹的原理，可分為液體膨脹式和固體膨脹式兩種。這里主要介紹固體膨脹式溫度計(jì)中的一種介紹雙金屬溫度計(jì)

雙金屬溫度計(jì)
雙金屬溫度計(jì)是把兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片焊接在一起制成的，是一種固體膨脹溫度計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固。雙金屬溫度計(jì)可將溫度變化轉(zhuǎn)換成機(jī)械量變化，不僅用于測(cè)量溫度，而且還用于溫度控制裝置(尤其是開(kāi)關(guān)的“通斷”控制)，使用范圍相當(dāng)廣泛。

十四、熱電偶溫度計(jì)

熱電偶溫度計(jì)是在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的測(cè)溫裝置。兩種不同成份的導(dǎo)體（稱(chēng)為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電勢(shì)。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱(chēng)為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱(chēng)為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。

熱電偶傳感元件是由兩根不同材質(zhì)的金屬線(xiàn)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，度高，量程范圍寬，抗振，適用于中高溫溫區(qū)。

特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：
1.測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
2.測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶較低可測(cè)到-271–+2800℃如金鐵鎳鉻和鎢-錸。
3.構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。
4.輸出信號(hào)線(xiàn)性好，方便實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。

缺點(diǎn)：
微分熱電勢(shì)較小，因而靈敏度較低;價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度低，不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。

十五、壓力式溫度計(jì)

壓力式溫度計(jì)的原理是基于密閉測(cè)溫系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)液體的飽和蒸氣壓力和溫度之間的變化關(guān)系，而進(jìn)行溫度測(cè)量的。當(dāng)溫包感受到溫度變化時(shí)，密閉系統(tǒng)內(nèi)飽和蒸氣產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，引起彈性元件曲率的變化，使其自由端產(chǎn)生位移，再由齒輪放大機(jī)構(gòu)把位移變?yōu)橹甘局?，這種溫度計(jì)具有溫包體積小，反應(yīng)速度快、靈敏度高、讀數(shù)直觀(guān)等特點(diǎn)，幾乎集合了玻璃棒溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、氣體壓力溫度計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)，它可以制造成防震、防腐型，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳觸點(diǎn)信號(hào)、熱電阻信號(hào)、 0-10mA或4-20mA信號(hào)。是目前使用范圍***廣、性能***全面的一種機(jī)械式測(cè)溫儀表。

特點(diǎn):

具有測(cè)溫探頭小，靈敏度高、線(xiàn)性刻度、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
 壓力表
十六、彈簧管式壓力儀表

彈簧管式壓力表的工作原理是：在表殼里裝有一個(gè)用磷銅制成的橢圓形彈簧管，管的一端固定并與存水彎管相連接，另一端封閉與連桿和杠桿連接，指針固定在小齒輪軸上。當(dāng)彈簧管內(nèi)受壓時(shí)，由橢圓形膨脹為圓形，迫使彈簧管向外伸展，壓力越高，伸展越大，這一動(dòng)作通過(guò)拉桿，杠桿，扇形齒輪，小齒輪傳遞給指針，指針轉(zhuǎn)動(dòng)指示出容器內(nèi)的壓力。當(dāng)容器內(nèi)無(wú)壓力時(shí)，彈簧管恢復(fù)原樣，指針回到零位。指針指示為表壓，單位刻度應(yīng)為MPa。

特點(diǎn)：

彈簧管式壓力表具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，精度較高，便于攜帶，安裝使用方便，測(cè)壓范圍較寬等特點(diǎn)，所以應(yīng)用十分廣乏。它是由表殼、彈簧管，固定端、拉桿，扇子齒輪、小齒輪、指針，游絲，管接頭等零件組成。

十七、電接點(diǎn)式壓力儀表

電接點(diǎn)壓力表基于測(cè)量系統(tǒng)中的彈簧管在被測(cè)介質(zhì)的壓力作用下，迫使彈簧管之末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形一位移，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)并予放大，由固定齒輪上的指示（連同觸頭）逐將被測(cè)值在度盤(pán)上指示出來(lái)。與此同時(shí)，當(dāng)其與設(shè)定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸（動(dòng)斷或動(dòng)合）的瞬時(shí)，致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開(kāi)或接通，以達(dá)到自動(dòng)控制和發(fā)信報(bào)警的目的。

特點(diǎn)：

在電接點(diǎn)壓力表裝置的電接觸信號(hào)針上，裝有可調(diào)節(jié)的磁鋼，可以增加接點(diǎn)吸力，加快接觸動(dòng)作，從而使觸點(diǎn)接觸可靠，消除電弧，能有效的避免儀表由于工作環(huán)境振動(dòng)或介質(zhì)壓力脈動(dòng)造成觸點(diǎn)的頻繁關(guān)斷。所以電接點(diǎn)壓力表具有動(dòng)作可靠、使用壽命長(zhǎng)、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)功率較大等優(yōu)點(diǎn)。

十八、電容式壓力傳感器

它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)電極，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時(shí)，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電路即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號(hào)。電容式壓力傳感器屬于極距變化型電容式傳感器，可分為單電容式壓力傳感器和差動(dòng)電容式壓力傳感器。

單電容式壓力傳感器
它由圓形薄膜與固定電極構(gòu)成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測(cè)量低壓，并有較高過(guò)載能力。還可以采用帶活塞動(dòng)極膜片制成測(cè)量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜片提高靈敏度。它還與各種補(bǔ)償和保護(hù)部以及放大電路整體封裝在一起，以便提高抗干擾能力。這種傳感器適于測(cè)量動(dòng)態(tài)高壓和對(duì)飛行器進(jìn)行遙測(cè)。單電容式壓力傳感器還有傳聲器式（即話(huà)筒式）和聽(tīng)診器式等型式。

差動(dòng)電容式壓力傳感器
它的受壓膜片電極位于兩個(gè)固定電極之間,構(gòu)成兩個(gè)電容器。在壓力的作用下一個(gè)電容器的容量增大而另一個(gè)則相應(yīng)減小，測(cè)量結(jié)果由差動(dòng)式電路輸出。它的固定電極是在凹曲的玻璃表面上鍍金屬層而制成。過(guò)載時(shí)膜片受到凹面的保護(hù)而不致破裂。差動(dòng)電容式壓力傳感器比單電容式的靈敏度高、線(xiàn)性度好，但加工較困難（特別是難以保證對(duì)稱(chēng)性），而且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)氣體或液體的隔離，因此不宜于工作在有腐蝕性或雜質(zhì)的流體中。

十九、應(yīng)變式壓力傳感器

應(yīng)變式壓力傳感器是壓力傳感器中應(yīng)用比較多的一種傳感器，它一般用于測(cè)量較大的壓力，廣泛應(yīng)用于測(cè)量管道內(nèi)部壓力、內(nèi)燃機(jī)燃?xì)獾膲毫?、壓差和噴射壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)彈試驗(yàn)中的脈動(dòng)壓力，以及各種領(lǐng)域中的流體壓力等。

特點(diǎn)：

應(yīng)變計(jì)中應(yīng)用***多的是粘貼式應(yīng)變計(jì)(即應(yīng)變片)。它的主要缺點(diǎn)是輸出信號(hào)小、線(xiàn)性范圍窄,而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差(見(jiàn)電阻應(yīng)變計(jì)、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì))。但由于應(yīng)變片的體積小,商品化的應(yīng)變片有多種規(guī)格可供選擇，而且可以靈活設(shè)計(jì)彈性敏感元件的形式以適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合，所以用應(yīng)變片制造的應(yīng)變式壓力傳感器仍有廣泛的應(yīng)用。按彈性敏感元件結(jié)構(gòu)的不同,應(yīng)變式壓力傳感器大致可分為應(yīng)變管式、膜片式、應(yīng)變梁式和組合式4種。

二十、U型壓力計(jì)

壓力計(jì)的使用原理：當(dāng)U型壓力計(jì)沒(méi)有與測(cè)壓點(diǎn)連通前，U型玻璃管內(nèi)兩側(cè)的液面在零刻度線(xiàn)處相平。當(dāng)U型管的一端與測(cè)壓點(diǎn)連通后，U型管內(nèi)的液面會(huì)發(fā)生變化。若與測(cè)壓點(diǎn)連通一側(cè)的液面下降，說(shuō)明測(cè)壓點(diǎn)處的壓力為正壓，反之則為負(fù)壓。

特點(diǎn)：

由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉、使用壽命長(zhǎng)若無(wú)外力破壞幾乎可使用、讀取方便、數(shù)據(jù)可靠、無(wú)需外接電力既無(wú)需消耗任何能源。故在工業(yè)生產(chǎn)各科研過(guò)程中得到非常廣泛的應(yīng)用。

二十一、雙液位壓差計(jì)

液位計(jì)
二十二、差壓式液位計(jì)A

通過(guò)測(cè)量容器兩個(gè)不同點(diǎn)處的壓力差來(lái)計(jì)算容器內(nèi)物體液位（差壓）的儀表。常規(guī)的差壓變送器通過(guò)測(cè)量容器中的液位壓力來(lái)進(jìn)行液位的測(cè)量。例如，500毫米的水柱對(duì)應(yīng)了500 mmH20的壓力。然而，在許多應(yīng)用中，在液體之上有額外的蒸氣壓力。由于蒸氣壓力不是液位測(cè)量的一部分，需要使用引壓管和有密封件的毛細(xì)管來(lái)抵消它的存在。

特點(diǎn)：

雖然雙法蘭差壓液位系統(tǒng)是一種成熟可靠的的技術(shù)，卻一直以來(lái)很難在高型容器和塔中得到應(yīng)用。因?yàn)檫@些都需要更長(zhǎng)的毛細(xì)管以方便安裝，距離過(guò)長(zhǎng)的毛細(xì)管使得壓力的傳輸變得誤差過(guò)大，并且在環(huán)境溫度變化較大的時(shí)候變得更為明顯。同時(shí)安裝過(guò)程要求較高，引壓管可能并不可靠，都是非常嚴(yán)重的困擾。

差壓式液位計(jì)B

差壓式液位計(jì)C

二十三、超聲波測(cè)量液位計(jì)

超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表。在測(cè)量中超聲波脈沖由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收或超聲波接收器，通過(guò)壓電晶體或磁致伸縮器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)液體表面的距離。 由于采用非接觸的測(cè)量，被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制，可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。

特點(diǎn)：

1.具有抗干擾性強(qiáng)?？扇我庠O(shè)置上下限節(jié)點(diǎn)及在線(xiàn)輸出調(diào)節(jié)，并帶有現(xiàn)場(chǎng)顯示，可選擇模擬量，開(kāi)關(guān)量及RS485輸出，方便的與相關(guān)設(shè)施接口。
2.采用聚丙烯防水外殼。殼體小巧且相當(dāng)堅(jiān)固，具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性，對(duì)于無(wú)機(jī)化合物，不論酸、堿、鹽溶液，除強(qiáng)氧化性物料外，幾乎都對(duì)其無(wú)破壞作用，對(duì)幾乎所有溶劑在室溫下均不溶解，一般烷、烴、醇、酚、醛、酮類(lèi)等介質(zhì)上均可使用。
3.重量輕、不結(jié)垢、不污染介質(zhì)。
4.無(wú)毒性?？捎糜谒幤?、食品工業(yè)設(shè)備安裝，維修極為方便。

二十四、電容式液位計(jì)

電容式液位計(jì)是采用測(cè)量電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個(gè)極，容器壁作為電容的另一極。兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1>ε2，則當(dāng)液位升高時(shí)，電容式液位計(jì)兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，電容式液位計(jì)可通過(guò)兩電極間的電容量的變化來(lái)測(cè)量液位的高低。電容液位計(jì)的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測(cè)量準(zhǔn)確，因被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以金屬棒電極都有絕緣層覆蓋。電容液位計(jì)體積小，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測(cè)量。

特點(diǎn)：

其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式可適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕，易結(jié)晶，防堵塞，防冷凍及固體粉狀、粒狀物料。它可測(cè)量強(qiáng)腐蝕型介質(zhì)的液位，測(cè)量高溫介質(zhì)的液位，測(cè)量密封容器的液位，與介質(zhì)的粘度、密度、工作壓力無(wú)關(guān)。