使用小口径流量计实现最佳性能却面临着截然不同的挑战

　　与使用大口径流量计所面临的挑战相比，使用小口径流量计（小于12.5mm/1/2英寸）实现非常佳性能面临着截然不同的挑战。当流量降低时，液体中可用于转换为机械运动的能量更少。液体通常在层流区域中流动，粘度和边界层效应变得非常重要。一般来说，流量计越小，制造精确的在线测量设备就越困难，但用户检查性能就越容易。

　　我们的信息指南（请参阅下文）讨论了主要的流量计技术，并使用易于理解的五边形图形说明，基于5个关键操作参数（成本，线性，操作范围，非常小流量和可重复性）对每种流量计技术进行了公正的比较。在这些方面的相对表现。

　　1、超声波流量计

　　超声波流量计通常似乎为低流量提供了理想的解决方案。它们不干扰流动，可以测量大多数类型的液体，不需要液体电导率并且具有良好的量程比。

　　TitanEnterprises的商用超声波流量设备将以极高的精度计量到低于mL/min的流量。一些低流量版本已经存在，但由于传感器效率低下和信号处理方面的限制而性能有限。

　　夹钳式仪表很少用于1英寸以下的管道。现有（低于1英寸）的设备还受到流体粘度，液体速度曲线的影响，并且具有很小的工作范围；非常新的技术将消除这些问题，并提供更商业化的解决方案，量程比接近500：1，是整个量程的1.5％，所有这些均具有竞争力的价格。

　　这使这些设备的雷诺数相互独立，因此可以从层流一直到湍流运行。换句话说，准确测量从水到高粘度油的液体。通过流量设备，它们还可以忍受系统中的杂质，这些杂质会给具有活动部件的仪表造成严重破坏。

　　2、可变面积流量计

　　在工业界，许多实验室和医院中，非常常见的小口径流量指示器可能是变面积流量计或转子流量计。这是一种简单的塑料或玻璃管，带有定形的浮子或球形物，可以使管上升，其截面积会改变其长度，因此称为可变面积计。

　　流体的流动将浮子提起，浮子在管中的高度表明了流速。一些系统使用弹簧来抵消流体力，这使得设备对重力的依赖性降低，并且它们可以以任何方向安装。位移也可以被远程感测，这对于不透明流体至关重要。

　　3、涡轮流量计

　　涡轮流量计小型传统轴流式涡轮机非常罕见，因为这些螺旋桨式流量计通常依赖于湍流，充分发展的速度曲线以及始终如一的低摩擦轴承。它们对涡轮机表面的变化也极为敏感，仅用于特殊应用。

　　与传统涡轮机中的倾斜叶片不同，涡轮机具有与流量完全一致的普通叶片的几种替代方案。上游的固定螺旋螺杆使流体旋转，而这种旋转的流体使涡轮旋转。由于这些设备通常是模制的，因此可以保持严格的公差，并且整个仪表可以由热塑性塑料制成。

　　转子非常轻，流体旋转器所施加的力要比通常从普通轴流涡轮机中提取的力大一些。这些轴承具有更好的测距能力和整体性能，但是轴承仍然是很小的关键部件，通常是塑料，它们容易受到磨损和小颗粒的污染。温度变化不仅会影响流体特性，还会影响仪表本身的内部几何形状，该系列设备不适用于宽温度范围或流体随温度变化特性的应用。理想情况下，应在与被计量产品具有相同粘度和温度的流体上进行校准。

　　4、佩尔顿轮（径向涡轮）流量计

　　所谓的佩尔顿轮或径向流轮机的作用类似于旧水轮，但在封闭的室内。全球许多家用水表都以这种方式工作。与螺旋桨式流量计相比，此装置可提供的功率要大得多，因此它们的流量要低得多。但是，必须格外小心以确保在整个流量范围内都具有良好的线性度，此外，压降也很高。

　　Pelton轮式涡轮机对粘度敏感，如果流体特性发生显着变化，则会给出错误的读数。轴承可以更坚固，但是由于涉及到更大的力，所以这是必要的。这种类型的极低摩擦装置用于非常小流量，但使用寿命很少。

　　5、正排量流量计

　　一些制造商为包括家用水表在内的小口径管道制造正排量（PD）表。PD计有许多不同的类型，通常，如果流体有滑性和粘性，这些小尺寸计将非常成功。至于计量水，由于润滑性能很差，只有少数供应商制造了适用于水的计量表。

　　其他低粘度液体，例如溶剂或多种水基溶液也存在问题。现代的低摩擦塑料已经起到了帮助作用，但是这些仪表确实坚持使用清洁的液体才能发挥有效的性能，即使有时进入家庭供水系统的小颗粒也可以阻止这种类型的设备。

　　大多数油表都属于正排量类别，因为产品的性能和测量它的油表完全兼容。

　　6、电磁流量计

　　电磁流量计使用法拉第电磁感应定律-导体在磁场中移动将产生与磁场成90°的电动势，电动势的幅度与导体的速度成正比。

　　流体是导体，因此电磁仪表仅限于可以导电的流体，但是现代仪表可以测量电导率非常低的液体中的流量。

　　实际上，在两个场发生器之间的中心线上有电极的情况下，在管道上放置了交变磁场。当流体流过此可变磁场时，会在探针上感应出一个交流电压，从而使流动感应电动势与电极上的电化学势区分开。

　　现在，这些仪表的尺寸非常小，孔径可达3mm。它们具有一定的杂质容限，可以测量低于0.3M/S，即低于每分钟0.12升。

　　7、热流量计

　　热量计将能量注入系统，因此能够检测到每分钟微升至极低的流量。一个小的热元件将热量带入流体中，该能量的扩散被记录下来并转换为流量读数。

　　对于这些流量极低的设备，响应时间很慢，并且精度未达到本文提到的其他产品的标准。稍大的设备在改善线性度和响应时间方面表现更好。理想情况下，这些仪表应针对在工作温度下计量的液体进行校准。

　　8、流体流量计设备

　　有许多利用流动液体的物理特性的仪表，它们被称为流体装置，包括诸如涡流消散仪，流体振荡器和层流元件等。

　　涡旋流量计要求很高的雷诺数，通常不用于流量很低或用于小型管道中。

　　层流装置固有地是线性的，因为穿过元件的压降与流量成正比-只要流体的雷诺数保持在湍流区域以下即可。这些设备可实现小流量，而正确的压力测量系统可实现高达50：1的流量。

　　9、科里奥利流量计

　　科里奥利流量计可直接读取质量流量，并可计量到低流量。它利用以下事实：当流体运动时，任何方向的变化都会在系统中产生反作用。该反应与被加速流体的质量成正比。

　　使用科里奥利（Coriolis），孔内没有障碍物（尽管流动路径可能非常扭曲），但是这些仪表可以非常精确，其线性度降至0.1％。科里奥利型仪表通常也非常昂贵。