流量計(jì)和流量傳感器的種類（2）
英國(guó)FLUSSO 氣體流量計(jì)
基于激光的光流量計(jì)測(cè)量粒子的實(shí)際速度，這一特性不依賴于氣體的熱導(dǎo)率、氣體流量的變化或氣體的成分。該工作原理使光學(xué)激光技術(shù)能夠提供高度準(zhǔn)確的流量數(shù)據(jù)，即使在可能包括高溫、低流速、高壓、高濕度、管道振動(dòng)和噪聲的挑戰(zhàn)性環(huán)境中也是如此。
光流量計(jì)非常穩(wěn)定，沒有移動(dòng)部件，可在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)提供高度可重復(fù)的測(cè)量。由于兩個(gè)激光片之間的距離不會(huì)改變，因此光流量計(jì)在初次調(diào)試后不需要定期校準(zhǔn)。光流量計(jì)只需要一個(gè)安裝點(diǎn)，而不是其他類型的流量計(jì)通常需要的兩個(gè)安裝點(diǎn)。單個(gè)安裝點(diǎn)更簡(jiǎn)單，需要更少的維護(hù)并且更不容易出錯(cuò)。
明渠流量測(cè)量
明渠流動(dòng)描述了流動(dòng)液體的頂面對(duì)空氣開放的情況；流動(dòng)的橫截面僅由下側(cè)通道的形狀決定，并根據(jù)通道中液體的深度而變化。適用于管道中固定流動(dòng)截面的技術(shù)在明渠中沒有用處。測(cè)量水道流量是一種重要的明渠流量應(yīng)用。
水平流動(dòng)
使用各種輔助設(shè)備（起泡器、超聲波、浮子和差壓是常用方法）在堰后或水槽中的指定點(diǎn)測(cè)量水位。根據(jù)以下形式的理論公式將該深度轉(zhuǎn)換為流速
面積/速度
通過深度測(cè)量計(jì)算流動(dòng)的橫截面積，并直接測(cè)量流動(dòng)的平均速度（多普勒和螺旋槳方法很常見）。速度乘以橫截面積得出可以集成到體積流量中的流量。面積速度流量計(jì)有兩種類型：（1）濕式； (2) 非接觸式。濕區(qū)速度傳感器通常必須安裝在通道或河流的底部，并使用多普勒測(cè)量夾帶粒子的速度。有深度和一個(gè)編程的橫截面，這可以提供排放流量測(cè)量。使用激光或雷達(dá)的非接觸式設(shè)備安裝在通道上方并從上方測(cè)量速度，然后使用超聲波從上方測(cè)量水的深度。雷達(dá)設(shè)備只能測(cè)量表面速度，而基于激光的設(shè)備可以測(cè)量表面下的速度。
聲學(xué)多普勒測(cè)速
聲學(xué)多普勒測(cè)速 (ADV) 旨在以相對(duì)較高的頻率記錄單個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度分量。通過基于多普勒頻移效應(yīng)測(cè)量遠(yuǎn)程采樣體積中粒子的速度來進(jìn)行測(cè)量。
熱式質(zhì)量流量計(jì)
傳感器之間的溫差取決于質(zhì)量流量
熱質(zhì)量流量計(jì)通常使用加熱元件和溫度傳感器的組合來測(cè)量靜態(tài)和流動(dòng)熱傳遞到流體之間的差異，并根據(jù)流體的比熱和密度來推斷其流量。流體溫度也被測(cè)量和補(bǔ)償。如果流體的密度和比熱特性恒定，儀表可以提供直接的質(zhì)量流量讀數(shù)，并且在其指定范圍內(nèi)不需要任何額外的壓力溫度補(bǔ)償。
技術(shù)進(jìn)步允許在微觀尺度上制造熱式質(zhì)量流量計(jì)作為 MEMS 傳感器；這些流量裝置可用于測(cè)量每分鐘納升或微升范圍內(nèi)的流量。
熱式質(zhì)量流量計(jì)（也稱為熱擴(kuò)散或熱位移流量計(jì)）技術(shù)用于壓縮空氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣、氧氣和天然氣。事?shí)上，大多數(shù)氣體都可以測(cè)量，只要它們相當(dāng)干凈且無腐蝕性。對(duì)于更具腐蝕性的氣體，儀表可能由特殊合金（例如哈氏合金）制成，并且對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)干燥也有助于*大限度地減少腐蝕。
如今，熱式質(zhì)量流量計(jì)用于測(cè)量氣體流量的應(yīng)用范圍越來越廣，例如其他流量計(jì)量技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)或熱傳遞應(yīng)用。流量傳感器的其他一些典型應(yīng)用可以在醫(yī)療領(lǐng)域中找到，例如 CPAP 設(shè)備、麻醉設(shè)備或呼吸設(shè)備。 這是因?yàn)闊豳|(zhì)量流量計(jì)監(jiān)測(cè)氣體介質(zhì)的一種或多種熱特性（溫度、熱導(dǎo)率和/或比熱）的變化以定義質(zhì)量流量。
MAF傳感器
在許多新型汽車中，質(zhì)量空氣流量 (MAF) 傳感器用于準(zhǔn)確確定內(nèi)燃機(jī)中使用的進(jìn)氣質(zhì)量流量。許多這樣的質(zhì)量流量傳感器使用加熱元件和下游溫度傳感器來指示空氣流量。其他傳感器使用彈簧式葉片。在任何一種情況下，車輛的電子控制單元都會(huì)將傳感器信號(hào)解釋為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料需求的實(shí)時(shí)指示。
渦街流量計(jì)
另一種流量測(cè)量方法包括在流體路徑中放置一個(gè)鈍體（稱為脫落桿）。當(dāng)流體通過該條時(shí)，會(huì)在流動(dòng)中產(chǎn)生稱為渦流的擾動(dòng)。渦流在圓柱體后面，或者從鈍體的每一側(cè)尾隨。根據(jù)馮·卡門 1912 年對(duì)該現(xiàn)象的數(shù)學(xué)描述，這條渦流軌跡被稱為馮·卡門渦街。這些渦流交替兩側(cè)的頻率基本上與流體的流速成比例。脫落器桿的內(nèi)部、頂部或下游是用于測(cè)量渦流脫落頻率的傳感器。這種傳感器通常是壓電晶體，每次產(chǎn)生渦流時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小但可測(cè)量的電壓脈沖。由于這種電壓脈沖的頻率也與流體速度成正比，因此使用流量計(jì)的橫截面積計(jì)算體積流量。測(cè)量頻率并通過流量計(jì)電子設(shè)備使用等式計(jì)算流量
聲納流量測(cè)量
氣體管線上的聲納流量計(jì)
聲納流量計(jì)是非侵入式夾式設(shè)備，用于測(cè)量輸送泥漿、腐蝕性流體、多相流體的管道中的流量以及不需要插入式流量計(jì)的流量。聲納流量計(jì)已廣泛應(yīng)用于采礦、金屬加工和上游油氣行業(yè)，傳統(tǒng)技術(shù)無法滿足這些行業(yè)的需求。由于它們對(duì)各種流態(tài)和調(diào)節(jié)比的耐受性而受到一定的限制。
聲納流量計(jì)能夠非侵入式地測(cè)量管道內(nèi)的液體或氣體的速度，然后通過使用管道的橫截面積以及管線壓力和溫度將這種速度測(cè)量值轉(zhuǎn)化為流量。這種流量測(cè)量背后的原理是使用水下聲學(xué)。
電磁流量計(jì)
磁流量計(jì)，通常稱為“電磁流量計(jì)”或“電磁流量計(jì)”，使用施加到計(jì)量管的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生與垂直于磁通線的流速成比例的電位差。電位差由垂直于流動(dòng)和外加磁場(chǎng)排列的電極感應(yīng)。起作用的物理原理是法拉第電磁感應(yīng)定律。電磁流量計(jì)需要導(dǎo)電流體和非導(dǎo)電管道襯里。電極不得與工藝流體接觸腐蝕；一些電磁流量計(jì)安裝了輔助傳感器來清潔電極。施加的磁場(chǎng)是脈沖的，這使得流量計(jì)能夠抵消管道系統(tǒng)中雜散電壓的影響。
非接觸式電磁流量計(jì)
洛倫茲力測(cè)速系統(tǒng)稱為洛倫茲力流量計(jì)（LFF）。 LFF 測(cè)量由運(yùn)動(dòng)中的液態(tài)金屬與外加磁場(chǎng)之間的相互作用產(chǎn)生的整體或整體洛倫茲力。在這種情況下，磁場(chǎng)的特征長(zhǎng)度與通道的尺寸處于同一數(shù)量級(jí)。必須指出的是，在使用局部磁場(chǎng)的情況下，可以進(jìn)行局部速度測(cè)量，因此使用術(shù)語洛倫茲力測(cè)速儀。
超聲波流量計(jì)（多普勒，渡越時(shí)間）
超聲波流量計(jì)有兩種主要類型：多普勒和渡越時(shí)間。雖然它們都利用超聲波進(jìn)行測(cè)量并且可以是非侵入性的（從管、管道或容器外部測(cè)量流量），但它們通過非常不同的方法測(cè)量流量。
超聲波渡越時(shí)間流量計(jì)測(cè)量沿流動(dòng)方向和逆流向傳播的超聲波脈沖的渡越時(shí)間差。該時(shí)間差是流體沿超聲波束路徑的平均速度的量度。通過使用**傳播時(shí)間，可以計(jì)算平均流體速度和聲速。
渡越時(shí)間超聲還可用于測(cè)量體積流量，而與容器或管的橫截面積無關(guān)。
超聲波多普勒流量計(jì)測(cè)量由流動(dòng)流體中的顆粒反射超聲波束引起的多普勒頻移。發(fā)射光束的頻率受粒子運(yùn)動(dòng)的影響；該頻移可用于計(jì)算流體速度。為了使多普勒原理起作用，必須有足夠高密度的聲反射材料，例如懸浮在流體中的固體顆?；驓馀荨Ｆ渲袣馀莺凸腆w顆粒會(huì)降低測(cè)量的準(zhǔn)確性。由于對(duì)這些粒子的依賴，多普勒流量計(jì)的應(yīng)用有限。該技術(shù)也稱為聲學(xué)多普勒測(cè)速。
超聲波流量計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以有效地測(cè)量各種流體的流速，只要知道通過該流體的聲速即可。例如，超聲波流量計(jì)用于測(cè)量液化天然氣 (LNG) 和血液等多種流體。 人們還可以計(jì)算給定流體的預(yù)期聲速；這可以與超聲波流量計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測(cè)量的聲速進(jìn)行比較，以監(jiān)測(cè)流量計(jì)測(cè)量的質(zhì)量。質(zhì)量下降（測(cè)量的聲速變化）表明儀表需要維修。
科里奧利流量計(jì)
利用導(dǎo)致橫向振動(dòng)管扭曲的科里奧利效應(yīng)，可以在科里奧利流量計(jì)中直接測(cè)量質(zhì)量流量。 此外，獲得了流體密度的直接測(cè)量值。無論被測(cè)氣體或液體的類型如何，科里奧利測(cè)量都可以非常準(zhǔn)確；相同的測(cè)量管可用于氫氣和瀝青，無需重新校準(zhǔn)。
科里奧利流量計(jì)可用于測(cè)量天然氣流量。
激光多普勒流量測(cè)量
撞擊在運(yùn)動(dòng)粒子上的一束激光將隨著與粒子速度成正比的波長(zhǎng)變化而部分散射（多普勒效應(yīng)）。激光多普勒測(cè)速儀 (LDV)，也稱為激光多普勒風(fēng)速計(jì) (LDA)，將激光束聚焦到含有小顆粒（自然產(chǎn)生或誘導(dǎo)產(chǎn)生的）流動(dòng)流體中的小體積中。粒子以多普勒頻移散射光。對(duì)這種偏移波長(zhǎng)的分析可用于直接且非常**地確定粒子的速度，從而確定流體速度的近似值。
許多不同的技術(shù)和設(shè)備配置可用于確定多普勒頻移。所有這些都使用光電探測(cè)器（通常是雪崩光電二極管）將光轉(zhuǎn)換為電波形以進(jìn)行分析。在大多數(shù)設(shè)備中，原始激光分為兩束。在一個(gè)通用的 LDV 類中，兩束光束在它們的焦點(diǎn)處相交，在此處它們發(fā)生干涉并產(chǎn)生一組直條紋。然后將傳感器與流動(dòng)對(duì)齊，使邊緣垂直于流動(dòng)方向。當(dāng)粒子穿過條紋時(shí)，多普勒頻移光被收集到光電探測(cè)器中。在另一種通用的 LDV 類中，一個(gè)光束用作參考，另一個(gè)光束是多普勒散射的。然后將兩束光束收集到光電探測(cè)器上，在光電探測(cè)器上使用光學(xué)外差探測(cè)來提取多普勒信號(hào)。
校準(zhǔn)
盡管理想情況下流量計(jì)應(yīng)該不受其環(huán)境的影響，但實(shí)際上情況不太可能如此。測(cè)量誤差通常源于不正確的安裝或其他環(huán)境相關(guān)因素。當(dāng)流量計(jì)在正確的流量條件下校準(zhǔn)時(shí)，使用現(xiàn)場(chǎng)方法。流量計(jì)校準(zhǔn)的結(jié)果將產(chǎn)生兩個(gè)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：性能指標(biāo)度量和流量度量。
