測量管道或明溝中液體、氣體或蒸汽等流體流量的工業自動化儀錶，又稱流量計。流量是指單位時間內流經管道有效截面的流體數量。流體數量用體積表示者稱為體積流量，單位為米3/時、升/時等；流體數量用品質表示者稱為品質流量，單位為噸/時、千克/時等。

　　簡史　早在1738年，瑞士人丹尼爾第一·伯努利以伯努利方程為基礎利用差壓法測量水流量。後來意大大利人G.B.文丘裡研究用文丘裡管測量流量，並於1791年發表瞭研究結果。1886年，美國人C.赫謝爾用文丘裡管制成測量水流量的實用裝置。20世紀初期到中期，原有的測量原理逐漸成熟，人們開始探索新的測量原理。自1910年起美國開始研制測量明溝中水流量的槽式流量計。1922年，R.L.帕歇爾將原文丘裡水槽改革為帕歇爾水槽（於1929年為美國土木工程師協會所命名）。1911～1912年，美籍匈牙利人 T.von卡門提出卡門渦街的新理論。30年代出現探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法，但到第二次世界大戰為止未獲很大進展，直到1955年才有應用聲循環法（兩組型）的馬克森流量計，用於測量航空燃料的流量。1945年，A.科林用交變磁場成功地測量瞭血液流動的情況。60年代以後，儀表向精密化、小型化等方向發展。例如，為瞭提高差壓儀表的精確度而出現力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器；為使電磁流量計的傳感器小型化和改善信噪比而出現用非均勻磁場和低頻勵磁方式的電磁流量計。此外，具有寬測量范圍和無活動檢測部件的實用卡門渦街流量計也在70年代問世。隨著集成電路技術的迅速發展，具有鎖相環路技術的超聲（波）流量計也得到瞭普遍應用。微型計算機的廣泛應用，進一步提高瞭流量測量的能力，如激光多普勒流速計應用微型計算機可處理較為復雜的信號。

　　分類、性能、特點　流量可利用各種物理現象來間接測量，所以流量測量儀表種類繁多。按測量方法分，流量計有差壓式、變面積式、容積式、速度式和電磁式等。表列出各類流量計的主要性能和特點。

各類流量計的主要性能和特點

　　差壓流量計　應用非常廣泛的一類流量測量儀表，約占流量測量儀表總數的70％。它由節流裝置和差壓計兩部分組成（圖1）。充滿圓管的流體流經節流件（如孔板）時，流束在孔板處形成局部收縮，由於流速增加、靜壓力降低而在孔板前後產生壓差。這一壓差與流量的平方成正比。對於節流裝置已制訂有國際標準（ISO5167）。測量壓差的儀表有應變、電容和振弦式等差壓變送器以及雙波紋管差壓計等類型。這類儀表調試方便，且已規范化。隻要將節流裝置與差壓計配套就可用於測量流體的流量。

　　變面積流量計　它的主要形式是轉（浮）子流量計（圖2），由錐形玻璃管和浮子組成。浮子能在垂直安裝的錐形玻璃管內上下移動。被測流體自下向上流過管壁與浮子之間環隙時，托起浮子向上。這時管與浮子之間的環隙面積增大，直到浮子兩邊壓差所形成的力與浮子重力相等時，浮子便處在一個平衡位置。流量變化時浮子兩邊壓差所形成的力也隨之變化，使浮子又在一個新的位置上重新平衡。浮子浮起的高度即為流量計的讀數。

　　渦輪流量計　由傳感器和顯示儀表組成。傳感器主要由磁電感應轉換器和渦輪組成(圖3)。流體流過傳感器時，先經過前導流件，再推動鐵磁材料制成的渦輪旋轉。旋轉的渦輪切割固殼體上的磁電感應轉換器的磁力線，磁路中的磁阻便發生周期性的變化，從而感應出交流電信號。信號的頻率與被測流體的體積流量成正比。傳感器的輸出信號經前置放大器放大後輸至顯示儀表，進行流量指示和積算。渦輪轉速信號還可用光電效應、霍耳效應等轉換器檢出。

　　電磁流量計　由傳感器、轉換器和顯示儀表組成，根據法拉第電磁感應定律工作。傳感器主要由勵磁線圈和一對電極組成（圖4）。在用非磁性材料制成的、直徑為D的管道內，導電液體若以速度v流動，切割由勵磁線圈感應出的均勻磁通密度為B的磁場，則在流體方向和磁場方向都垂直的一對電極上感應出電動勢ES，則ES=CBDV，經換算可得到體積流量

式中 C和 K為比例常數。若已知流量計的直徑和磁通密度，即可測得體積流量值。

　　卡門渦街流量計　在流體中放置一個非流線型柱狀物（圓柱或三角柱形等），在某一雷諾數范圍內便會在柱狀物後面的兩側交替地產生一種有規律的旋渦(圖5)。當兩側旋渦之間的距離h與同側旋渦之間距l之比滿足h/l=0.281時，渦列是穩定的，且有規則。根據斯特芬哈爾實驗得知旋渦產生的頻率f與流體流速v成正比，因此測出旋渦頻率即可得出體積流量。旋渦頻率信號可通過熱敏元件、熱絲、壓電晶體和應變等元件檢測出來。

　　超聲（波）流量計　在管道上的縱向距離為l的兩處安裝兩組超聲波發生器和接收器（圖6）中的T1、R1和T2、R2）。當流體靜止時，聲速為c。當流體速度為v時，順流的聲速為c+v，傳播時間為t1；逆流的聲速為c-v，傳播時間為t2。通過測量時間差

來測量流速的方法稱為時間法。由於時間差非常小，欲測 △ t需要較復雜的電子線路，為簡化測量線路，用測量順逆兩個連續波之間的相位差 （ ω為─連續波的角頻率）來求得流速的方法稱為相位差法。這兩種方法都需要準確知道聲速 c，但液體中的聲速 c隨溫度變化。為消除因溫度差異而產生的誤差，可通過測量頻率差 而求得流速。這種方法稱為頻率差法。集成電路的發展使超聲(波)流量計可普遍使用鎖相環路技術，這樣就能消除由聲速帶來的誤差，使超聲（波）流量計的應用得到推廣。

　　質量流量計　測量質量流量的流量計。一般流量計測量的是體積流量。流體密度隨著溫度、壓力的變化而變化。因此，在密度變化情況下求出的體積流量對某一規定的工況來說是不準確的，而質量流量卻與溫度、壓力變化無關。質量流量計可分為直接式和推導式兩類。圖7中的動量矩式質量流量計是直接式質量流量計的一種。儀表殼體內的兩個葉輪分別裝在兩短軸上，中間有一隔離盤，在兩葉輪的輪緣上有若幹直葉片作為流體的通道。電動機以恒定角速度驅動主動葉輪，使流體具有與主動葉輪相同的角速，並產生與質量流量成比例的動量矩，作用在從動葉輪上。從動葉輪因被彈簧限制不能旋轉而吸收動量矩。因此測出彈簧的制動力矩，就可知道動量矩的變化，也即測得質量流量。推導式質量流量計是在測量體積流量的同時測出管道內流體溫度、壓力或密度的變化值，並將它們的輸出信號用計算器自動運算，這樣即可測得體積流量換算到規定狀態下的體積流量或質量流量。

　　新型流量計　為瞭滿足流量測量的特殊要求，隨著新技術的發展又出現一些新型流量測量儀表。例如多普勒激光流速計能測量射流元件內氣流變化速度、超聲速的氣流和湍流、燃燒火焰，特別是它能測量速度的分佈。用氣動力輸送各種物料時，需要測量氣-固兩相流的流量，為此而研制出一種不需要單獨標定的相關流量計。為解決煙絲、水泥和玉米粉的固體流量測量而研制出沖量流量計；為解決礦石、紙、煤破碎後變成漿狀液的輸送和污水處理、挖泥等污泥的運送中的計量問題，已有耐磨內襯和帶濃度補償的電磁流量計。另外，在大口徑中插入一種由小口徑渦輪、渦街和電磁等制成的插入式流量計可測量大流量，儀器價格低廉，壓損小，也便於維修。