了解气体流量计和控制器的类型对于在工业、实验室和研究应用中准确测量、调节和维持流体运动至关重要。因此，这些设备在确保精确的流速、稳定的压力和可靠的数据、优化工艺效率和产品质量方面发挥着至关重要的作用。
质量和体积流量测量有多种技术，每种技术都适合不同的应用。本指南比较了主要的流量测量方法，帮助您根据精度、气体类型和环境条件选择正确的解决方案。
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层流压差质量流量仪表
基于层流差压 （层流 DP） 质量流量计和控制器使用层流元件 （LFE） 内产生的压降来测量流体的体积流量。具体来说，LFE 通过将湍流分离成一系列细而平行的通道，将湍流转换为层流。随后，差压传感器测量这些通道上的压降。
由于通道内的流动处于层流状态，因此可以使用泊梭叶方程将压降与体积流量联系起来。然后，使用与温度和压力相关的密度校正因子，将体积流量转换为高精度、标准化的质量流量。
科里奥利质量流量仪表
科里奥利质量流量计和控制器使用科里奥利效应来测量流体的真实质量流量。最初，流体通过电磁驱动的管子（或一组管子）。当流体通过时，移动管会从其初始振动模式中经历轻微的偏转。
然后，传感器测量这种变化的大小，这完全取决于流体的质量。这允许科里奥利仪器进行精确、真实的质量流量测量。
热质量流量仪表
顾名思义，热流量计和热流量控制器使用温度来测量流体的流量。传统上，热技术以两种方式之一工作。首先，一些仪表测量保持加热元件恒定温度所需的电流。 当流体流动时，它会冷却元件，散热。 因此，更高的流速需要增加电流来维持元件的温度，该电流与给定流体条件下的质量流量成正比。流体条件通常高度依赖于温度和压力。
第二种方法涉及测量加热元件（热线或表面）两侧的两点的温度。 当流体通过这个加热元件时，它会将热量输送到下游，从而提高下游传感器的温度，同时降低上游传感器的温度。 由此产生的温差与流体的质量流量相关，受到与第一种方法相同的约束。
图 3.热式质量流量计工作原理
超声波流量计
超声波流量计使用声波来测量流体的流量。多普勒流量计将超声波传输到流体中。这些波被流体中的颗粒和气泡反射。因此，发射波和接收波之间的频率变化可用于测量流体流动的速度。飞行时间流量计使用发射声波和接收声波（上游和下游）之间的时差来计算流量的速度。
如果您需要测量对于其他技术来说太大的系统中的流量，超声波流量计可能是一个很好的选择。一些仪表的传感器可以直接绑在或夹在管道的外部。
转子流量计
转子流量计，也称为变面积流量计，使用管子和浮子来测量体积流量。
当流体流过管子时，浮子上升。当压力时间区域力和浮子的浮力平衡重力时，将达到平衡。然后，浮子在管中的高度用于参考校准测量刻度上的流量。
光流量计
光流量计用于含有小固体颗粒的流体，这些颗粒可能会堵塞依赖毛细管旁路或其他限制流动的设备。它们还用于测量带有液滴的气体或带有气泡的液体。
这些仪表的工作原理是将激光干涉图案照射到流中，瞄准其中的颗粒。当粒子穿过该干涉图案时，反射光被光感受器检测到。光脉冲的频率与流体流动的速度成正比。
文丘里流量计
文丘里装置的优点是成本非常低，但以牺牲灵活性为代价。文丘里效应是由流体流路收缩引起的压力降低。
压力传感器测量收缩长度之前和内部的压力，仪表使用伯努利方程计算流体速度。伯努利原理指出，流体的速度与其压力成反比。因此，通过降低已知收缩处的气体压力并测量压差，该设备可以确定体积流量。
气流技术比较
下表简要比较了各种气体流量测量技术，重点介绍了它们的最佳应用、局限性和主要特性。 本概述有助于选择最适合特定作要求的仪器。
| 最适合 | 避免用于 | 主要特点 | |
|---|---|---|---|
| 层流压差 | 清洁、干燥的气体 工作温度和压力在传感器范围内 | 冷凝/脏气体 未知成分 高粘度气体 | 高精度 无预热时间 |
| 科里奥利 | 未知气体成分 卫生应用 腐蚀性或腐蚀性气体 | 多相流体振动 噪声应用 | 测量真实质量流量 无气体特性依赖性 |
| 烫的 | 已知气体成分高 压 插入管道 | 腐蚀性气体未知 成分 | 直接在线测量 低零位 |
| 超声 | 无创测量 混相流体 | 振动噪声应用 | 夹紧式选项 大管径 |
| 转子流量计（可变面积） | 低成本应用 接近大气压 | 压力变化 的应用肮脏、不透明或镀膜玻璃的气体 | 简单机械设计 |
| 光学的 | 气体 中的小固体颗粒多相流 | 纯流体 | 基于激光的测量 适用于混合介质 |
| 文 丘 里 | 低成本体积流量测量 | 高压 | 基于压力的测量，维护最少 |
选择合适的气体流量仪表
选择合适的气体流量计和控制器或液体仪器对于在航空航天、生物技术、能源、半导体制造和实验室环境等各个领域实现准确性、效率和最佳性能至关重要。 我们的专业应用工程师团队随时准备帮助您确定适合您特定要求的理想解决方案。同样，您可以留意 10 个参数来选择合适的质量流量计。
