流速测量仪器基本原理观测方法

① 用什么方法测量水文流速啊

根据《河流流量测验规范》（GB50179），流量观测方法主要有浮标法、流速仪法等，浮标法包括表面浮标法、深水浮标和浮杆法、小浮标法等；流速仪的种类也较多，其中目前水文测验中较为常用、高效的是ADCP多普勒流速仪。

ADCP的特点是方便、快捷，可定点亦可走测，节省人力物力。ADCP流速仪具体性能参见各厂家网站，以选用适合的仪器，如：
http://www.membertec.com/Newslist.asp?column_id=407&column_cat_id=160

而流量是根据流速和断面计算得到，因此，流速测量，上述仪器均可满足要求

② 流量计主要有哪几种分类测量原理分别是什么

流量计主要有哪几种分类？测量原理分别是什么？

本文详细详细介绍流量计的分类和测量原理；如果觉得回答对您有所帮助的话，麻烦您高抬贵手，给美国威盾VTON流量计点个赞！

流量计常用的种类

1、涡街流量计

智能进口涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的，主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。

涡街流量计是在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

2.电磁流量计

电磁流量计（Electromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 比如威盾VTON品牌的新型进口电磁流量计于1968开始销售；电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表。

电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势E。电动势E 正比于磁通量密度B，测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。

3.旋进漩涡气体流量计

旋进旋涡流量计可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量，是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。

流量传感器的流通剖面类似文丘利管的型线。在入口侧安放一组螺旋型导流叶片，当流体进入流量传感器时，导流叶片迫使流体产生剧烈的旋涡流。当流体进入扩散段时，旋涡流受到回流的作用，开始作二次旋转，形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比，不受流体物理性质和密度的影响，检测元件测得流体二次旋转进动频率就能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。信号经前置放大器放大、滤波、整形转换为与流速成正比的脉冲信号，然后再与温度、压力等检测信号一起被送往微处理器进行积算处理，最后在液晶显示屏上显示出测量结果(瞬时流量、累积流量及温度、压力数据)。

4.热式气体质量流量计

热式气体质量流量计是利用热传导原理来测量气体质量流量的仪表。该类仪表的传感器由两个基准级热电阻（铂RTD）组成。一个是质量速度传感器T1。一个是测量气体温度变化的温度传感器T2。当这两个热电阻置于被测气体中时，其中T1被加热到T2（被测气体的温度）以上的一个恒定的温度，T2用于感应被测气体的温度。当被测气体流动时，气体的分子与被加热的T1发生摩擦带走热能，T1的温度下降，要维持T1,T2恒定的温度差，T1被加热要消耗功率。根据热效应的金氏定律，加热功率P，温度差△T与质量流量Q有一定的数字关系，及得出气体质量流量。

5.靶式流量计

靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量，主要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量，先后经历了气动表和电动表两大发展阶段。

当介质在测量管中流动时，因其自身的动能与靶板产生压差，而产生对靶板的作用力，使靶板产生微量的位移，其作用力的大小与介质流速的平方成正比，其数学公式：

F = Cd·A·ρ·V2/2

F:所受的作用力

Cd：流体阻力系数

A：靶板对测量管轴向投影面积

ρ：工况下介质密度

V：介质在测量管中的特征流速

6.金属管浮子流量计

金属管浮子流表采用可变面积式测量原理生产研究，适用于测量液体，气体。全金属结构，有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的标准模拟量信号输出和现场指示。累积，数字通讯，现场修改测量参数，不同的供电方式功能，带有磁性过滤器和特殊规格品种。广泛应用于，石油、化工、发电、制药、食品、水处理等。复杂，恶劣环境条件，及各种介质条件的流量测量过程中。

金属管浮子流量计浮子在测量管中，随着流量的变化，将浮子向上移动，在某一位置浮子所受的浮力与浮子重力达到平衡。此时浮子与孔板（或锥管）间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成正比，即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小，变化浮子的位置由内部磁铁传输到外部的指示器，使指示器正确地指示此时的流量值。

7.超声波流量计

超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。

超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。

7.涡轮流量计

涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表，具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。

流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。

③ 寻求液体流速测量的方法

激光多普勒流速测量技术
作者：朱 瑞 编辑：admin 发布时间：2006-5-6
QQ群交流:查看群号|医药黄页|资料下载无忧 新闻摘要:激光多普勒流速测量技术(LDA)是用来测量气体或液体流速的。这项技术与传统的测量技术相比具有显着优势，它可以精确测量许多不同粒子的速度，而不需要另外的仪器校正。这项测量技术是非侵入式的，具有很高的频率响应和大的动态范围。LDA技术常应用在蒸汽流测量、风洞湍流测量和内燃机燃料流测量当中。

激光多普勒流速测量技术(LDA)用来测量气体或液体流速的。项技术与传统的测量技术相比具有显着优势，它可以精确测量许多不同粒子的速度，而不需要另外的仪器校正。这项测量技术是非侵入式的，具有很高的频率响应和大的动态范围。LDA技术常应用在蒸汽流测量、风洞湍流测量和内燃机燃料流测量当中。Compuscope 82G数据采集卡已被证明非常适用于LDA系统数据的采集、存储和传输。

1 LDA原理

系统采用连续调制激光，激光被分成两束，先经光学系统聚焦后相互垂直入射到粒子流中。在两束激光交叉处便产生了干涉图样。激光束的后向散射经过接收光学系统后聚焦在探测器上，再由探测器实现光电转换。LDA原理示意图如图1所示。

2 干涉图样

为了研究光电探测器接收到的信号，必须知道两束光在交叉点产生的干涉图样。如图2所示，被测对象是一个椭球体表面对应的干涉图光强分布，光强最大的分布点在干涉图的中心。需要指出的是�当光束角度K减小时�被测对象将会远离聚焦光束�它的度将增加而宽度减小。

就像前面提到的那样�信号是由粒子经过干涉图样反射的散射光组成，变化的振幅代表了每个干涉图光强的变化。

多普勒脉冲串的频率称为多普勒频率。该频率与干涉图空间常数（df）相乘可用来测量速度。从图3可以看出，干涉图空间常数（df）是由激光波长（λ）除以光束反射角（K）正弦的2倍得到。由于激光波长可以精确测量（精确到0．01％），因此采用LDA技术可以非常精确地测量流体速度。

3 信号捕获和数据处理

多普勒脉冲串可由Compuscope 82G数据采集卡来捕获。由于多普勒脉冲串是非周期信号，因此Compuscope 82G的触发电平被设置在高于噪声的测量值的起始电平点上。触发后可以用自动存储模式（AutoSave）将数据和时间保存下来。

LDA中被测信号在兆赫兹（MHz）水平上，而Compuscope 82G数据采集卡在双通道模式下采集速率为1GS／s，因此采集到的信号可以精确可靠地重建。由Compuscope软件提供的快速傅里叶变换（FFT）是时域信号向频域信号变换的理想工具。注意：所采集到的数据至少包含3个部分（如图4所示）：

1）由粒子经聚焦光束而产生的较低频率—基频。

2）与干涉图样相关的加在基频上的多普勒信号（中心频率fd）。

3）探测器和后续电路产生的宽带噪声。

4 结束语

应用LDA技术，结合Compuscope 82G数据采集卡，就能组成可靠准确的流体速度测量仪。LDA技术可以提供其它技术无法达到的测量精度，而结合先进的数据采集卡也不会带来很大的成本支出。在不久的将来，这套系统有望成为成熟的、可供选择的流体速度测量仪。

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④ 怎么测水的流速，用什么工具。怎么计算水的流量。

测量水的流速，要用专门的流速仪（转子流量器），流速乘以截面积就是水的流量。

转子流量计是根据节流原理测量流体流量的，但是它是改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定，故又称为变流通面积恒差压流量计，也称为浮子流量计。转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。

转子流量计适用于测量通过管道直 径D<150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计一般安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计，经特殊设计的转子流量计可以水平安装或上进底出垂直安装。

(4)流速测量仪器基本原理观测方法扩展阅读：

转子流量计的工作原理：

转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。

转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化），当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。

同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。 流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。

当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。

因此当来流流速变大或变小时，转子将作向上或向下的移动，相应位置的流动截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。

为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：

1、在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动。

2、在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。

⑤ 流体测量的基本原理和方法。

流量测量方法
名词与术语
 瞬时流量：单位时间内流过管道横截面的流体量（m3/h、t/h）。
 累计流量：在一段时间内流过管道横截面的流体总量（m3、t）。
 流量计：用于测量管道中流量的计量器具称为流量计。
主要的质量指标
 流量范围：最大与最小可测范围，该范围内误差不超过容许值。
 量程和量程比：量程是最大流量与最小流量之差；量程比是最大流量与最小流量之比，又称范围度。
测量误差
基本误差：

准确度：流量计示值接近被测流量真值的能力，称为流量计的准确度。
准确度等级有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0级。
 重复性：流量计在同一工作条件下，多次重复测量，其示值一致性的程度，反映仪表随机性误差的大小。
按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;
按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。

流量计简介

流量测量方法和仪表的种类繁多。工业用的流量仪表种类达100多种。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。

本文按照目前最流行、最广泛的分类法,分别介绍各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。

序号 流量计种类 全球产量
百分比
1 差压式流量计（孔板、文丘里） 45～55％
2 浮子流量计（又称玻璃转子流量计） 13～16％
3 容积式流量计（椭圆、腰轮、螺旋） 12～14％
4 涡轮流量计 9～11％
5 电磁流量计 5～6％
6 流体振荡流量计（涡街、旋进） 2.2～3％
7 超声流量计（时差式、多普勒） 1.6～2.2％
8 热式流量计 2～2.5％
9 科里奥利质量流量计 0.9～1.2％
10 其他流量计（插入式流量计 1.6～2.2％

1.1差压式流量计
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。
所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。
非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。
差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。
优点:
(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;
(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;
(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。
缺点:
(1)测量精度普遍偏低;
(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;
(3)现场安装条件要求高;
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
应用概况:
差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。
浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。
80年代中期,日本、西欧、美国的销售金额占流量仪表的15%~20%。我国产量1990年估计在12~14万台,其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。
特点:
(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;
(2)适用于小管径和低流速;
(3)压力损失较低。
1.3容积式流量计
原理
结构 容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

特点 (1)计量精度高;
(2)安装管道条件对计量精度没有影响;
(3)可用于高粘度液体的测量;
(4)范围度宽;
(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。
缺点:
(1)结果复杂,体积庞大;
(2)被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;
(3)不适用于高、低温场合;
(4)大部分仪表只适用于洁净单相流体;
(5)产生噪声及振动。

应用 容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。

优点:
应用概况:
1.4 涡轮流量计
涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。
一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。
涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品,作为十大类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。
优点:
(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
(2)重复性好;
(3)元零点漂移,抗干扰能力好;
(4)范围度宽;
(5)结构紧凑。
缺点:
(1)不能长期保持校准特性;
(2)流体物性对流量特性有较大影响。
应用概况:
涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。
1.5电磁流量计
电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。
70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。
优点:
(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;
(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;
(4)流量范围大,口径范围宽;
(5)可应用腐蚀性流体。
缺点:
(1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;
(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;
(3)不能用于较高温度。
应用概况:
电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。
1.6 涡街流量计
涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。
优点:
(1)结构简单牢固;
(2)适用流体种类多;
(3)精度较高;
(4)范围度宽;
(5)压损小。
缺点:
(1)不适用于低雷诺数测量;
(2)需较长直管段;
(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);
(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。
1.7 超声流量计
超声流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
优点:
(1)可做非接触式测量;
(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;
(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。
缺点:
(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;
(2)多普勒法测量精度不高。
应用概况:
(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;
(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。
1.8 科里奥利质量流量计
科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
我国CMF的应用起步较晚,近年已有几家制造厂(如太行仪表厂)自行开发供应市场;还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。
1.9明渠流量计
与前述几种不同,它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。
非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。
明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩形等多种形状。
明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台,约占流量仪表整体的1.6%,但是国内应用尚无估计数据。
2 新工作原理流量仪表的研究和开发
2.1 静电流量计(electrostatic flowmeter)
日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计。
静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。
2.2 复合效应流量仪表(combined effects meter)
该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。
2.3 转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量，连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。
3 几种流量仪表应用和发展动向
3.1 科里奥利质量流量计(CMF)
国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。
3.2 电磁流量计(EMF)
EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。
我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。
3.3 涡街流量计(USF)
USF在60年代后期进入工业应用,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为3.54.8万台,同期国内产品估计在8000~9000台。
4 结论
由上述可知,流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计。
每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。这就要求我们:
(1)在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确;
(2)努力研制新型仪表,使其在现有的基础上更加完善。

流量相关的物性参数
在流量测量和计算中，要使用到一些流体的物理性质（流体物性），它们对流量测量的准确度及流量计的选用都有很大影响。我们对这些物性参数只作基本概念及一些简单计算式的介绍，详细数据资料需到有关手册去查询。
1．流体的密度
流体的密度由下式定义

ρ—流体密度，kg/m3；
m—流体的质量，kg；
V—流体的体积，m3。
（1） 液体的密度
压力不变时，液体密度计算式为：

ρ—温度t时液体的密度，kg/m3；
ρ20—20℃时液体的密度，kg/m3；
μ—液体的体积膨胀系数，1/℃；
t—液体的温度，℃。
温度不变时，液体密度计算式为：

ρ1—压力P1时液体的密度，kg/m3；
ρ0—压力P0时液体的密度，；kg/m3；
β—液体的体积压缩系数1/Mpa；
P0、P1——液体的压力，Mpa。
通常压力的变化对液体密度的影响很小，在5Mpa以下可以忽略不计，但是对于碳氢化合物，即使在较低压力下，亦应进行压力修正。
（2） 气体的密度
工作状态下干气体的密度计算式为：

ρ—工作状态下干气体的密度，kg/m3；
ρn—标准状态下（293.15k，101.325kPa）干气体的密度，kg/m3；
p—工作状态下气体的绝对压力，kPa；
pn—标准状态下绝对压力，101.325kPa；
T—工作状态下气体的绝对温度，K；
Tn—标准状态下绝对温度，293.15K；
Zn—标准状态下气体的压缩系数；
Z—工作状态下气体的压缩系数。
2．流体的粘度
流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。流体粘性的大小用粘度来度量。同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。通常温度上升，液体的粘度下降，而气体粘度上升。液体粘度只在很高压力下才需进行压力修正，而气体的粘度与压力、温度的关系十分密切。表征流体粘度常用有如下二种：
（1）动力粘度

η——流体动力粘度，Pa•s；
τ—单位面积上的内摩擦力，Pa；
—速度梯度，1/s；
u —流体流速，m/s；
h —两流体层间距离，m。
（3）运动粘度 流体的动力粘度与其密度的比值称为运动粘度。

v——运动粘度m2/s 。
3．热膨胀率
热膨胀率是指流体温度变化1ºC时其体积的相对变化率，即：

β—流体的热膨胀率，1/℃；
V —流体原有体积，m3；
∆V—流体因温度变化膨胀的体积，m3；
∆T—流体温度变化值，℃。
4．压缩系数
压缩系数是指当流体温度不变，所受压力变化时，其体积的变化率，即：

k—流体的压缩系数，1/Pa；
∆V—压力为p时的流体体积m3；
∆p—压力增加∆p时流体体积的变化量，m3。
5．雷诺数
雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲量，其定义为：

V—流体的平均速度，m/s；
L—流速的特征长度，如在圆管中取管内径值，m；
ν—流体的运动粘度，m2/s。
雷诺数的大小可以判断流动的状态，一般管道雷诺数Re＜2300为层流状态，Re＝2000～4000为过渡状态，Re＞4000为湍流（紊流）状态。

希望能用上。

⑥ 水的流速如何检测

水的流速的检测方法如下：

1、薄壁堰法

测量精度较高，比较常用的有薄壁三角堰法、薄壁矩形堰法和薄壁梯形堰法。a、薄壁三角堰法适用条件：它适用于水头0.05 m ≤H ≤0.35 m、流量Q≤0.1 m3/ s 的水流量测。b、薄壁矩形堰法适用条件：测量过堰水深H时，应在堰口上游大于3H处进行。

2、巴氏槽法

具有水头损失小、不宜沉积杂物、量水精度高等特点。缺点是造价高、对施工质量要求也较高。适用条件：槽各部位尺寸符合标准槽要求，在设计安装时不能随意改变给定的标准尺寸；在进口的下游应有不小于0.2m的跌水。

3、容积法

在一段时间内，使渠道内的污水引入体积经过率定的容器中，用时间终了与起始时刻相对应的水量净体积差△V除以时段差△t，结果即流量Q，重复测量数次，取平均值。适用条件：流量较小，排水渠道不规范。

4、流量计法

选用有针对性的专业流量计进行测量。根据流量计的结构原理，可分为以下几种类型：容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、电磁流量计、超声波流量计等。

5、流速仪法

用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面积的乘积来计算流量的方法。流速仪法的测量成果可作为率定或校核其他测流方法的标准。适用条件：在水深大于10cm、流速不小于0.05m/s时，可用流速计测量流速。

6、浮标法

一种简便的测流方法，根据观测浮标漂移速度，测量水道横断面，以此来推估断面流量。适用条件：渠道长度不小于10米、无弯曲、底壁平滑。

⑦ 超声测速仪基本原理

根据声学多普勒效应，当向移动物体发射频率为F的连续超声波时，被移动物体反射的超声波频率为f，f与F服从多普勒关系。如果超声发射方向和移动物体的夹角已知，就可以通过多普勒关系的v,f,F,c表达式得出物体移动速度v。

超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量，超声多谱勒法只是其中一种 ，还有频差法和时差法等等。

(7)流速测量仪器基本原理观测方法扩展阅读：

测量方法

1、对于移动物体的速度测量多采用超声多普勒法。

2、时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。需要突出解决的难题是这种情况下，由于声速参加运算,而声速受温度的影响变化较大，所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。

3、频差法是时差法的改进，可以把分母上的声速转换到分子上，然后在求差过程中约掉，这就可以避开声速随温度变化的影响，但测频由于存在正负1误差，对于精度高的地方，需要高速计数器。

4、还有就是回鸣法了，可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。

⑧ 河流的水位、流速和流量是如何测定的

陆地上的大小河流，水情都不稳定。有些常年不息地流淌，有些枯水季节断流，有些洪水季节常常泛滥成灾。为了合理的利用河水资源，就必须掌握河流的变化规律。河流水情的变化主要表现为水位的升降、流速的快慢、流量的增减、泥沙的多少以及河水的水温和冰情变化等。水位，指一定地点，一定时间河水表面的高度。它是以某一点作为水位基面（即水位零点）进行量算的。水位基面一般分绝对基面和测点基面两种：绝对基面是以某海口的平均海平面为标准进行计算的，我国目前河流水位都是以黄海的青岛零点为标准；测点基面是为了便于在河流上就地观测和计算，通常在观测地点最低枯水位以下半米到一米处作为零点的。

但是在应用这种观测资料时，须根据测点基面和绝对基面的关系，将其换算成统一的绝对高程。水位的涨落一般是在观测点用水尺或自记水位计进行观测的。水位观测是水文中最重要的项目之一，其它一系列水文要素的计算均受水位资料的影响。根据不同时间水位的记录，可以绘出一条某河流的水位历时曲线，从曲线上可以清楚的看出该点全年水位变化情况：流速，指单位时间里水流前进的距离。流速在河流横断面上是不均匀的，底层水流由于受河床摩擦力作用，流速较小。流速由水底向水面递增，但水面受空气的摩擦，流速减小，而最大流速在水面稍下一点的位置。从横向分布来说，两岸流速最小，河心流速最大。纵向流速多运用流速仪（旋杯式或旋浆式）进行观测。

⑨ “超声测速仪”的基本原理是什么

测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速。

超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量，超声多谱勒法只是其中一种，还有频差法和时差法等等。

关于流体的流速的超声测量方法有多种多样：

1. 对于移动物体的速度测量多采用超声多谱勒法。

2. 时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。需要突出解决的难题是这种情况下，由于声速参加运算,而声速受温度的影响变化较大，所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。

3. 频差法是时差法的改进，可以把分母上的声速转换到分子上，然后在求差过程中约掉，这就可以避开声速随温度变化的影响，但测频由于存在正负1误差，对于精度高的地方，需要高速计数器。

4. 还有就是回鸣法了，可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。

⑩ 流速测量都有哪些方法

流速测量方法
1、浮标法
浮标法是河流测速中很常用,简单易行的一种方法。在河流测速中,在上游的某一位置放置漂浮物,同时用秒表记下当时的时间,当漂浮物到达下游某一位置时记录时间,同时测出这两个位置的距离,就可以算出河水的流速,重复几次就可以求出河水的平均流速。但是这种方法只能测出流体的表面流速。在坡面流测速中,我们也可以用此种方法,漂浮物可以选用较为小的诸如泡沫颗粒一类的东西。两点间的距离应该是径流流过的距离。重复几次,即可确定水流速度的平均值。此种方法简单易行,不足之处就是误差较大。用公式表示为:
2、颜色示踪法
颜色示踪法也是河流测流速的一种方法。通过给流体注入染色剂,如红墨水,在初始位置倒入染色剂并记录时间,选定某一位置作为中止位置,当染色后的流体到达时记录时间,就可以求出水流流速。多做几个重复,就可以求出此段距离内的平均流速。这种方法同样简便易行,误差较浮标法小,但要注意距离不能选得太长,否则染色剂会稀释严重,肉眼不易观察。计算公式和浮标法相同
3、盐液示踪法
盐液示踪法是在上游某一位置给径流中注入盐液,同时用秒表记录时间,通过布设在下游的电极来感应盐液的到达,由连接在电极上的灵敏电流计显示出来。通过时间差和距离,就可以算出此段距离内的流体速度。
计算公式和上式相同,只不过时间 为从开始注入染色剂到电流计的指针发生明显偏移的时间。
4、流量法
在明渠水流测量过程中,对于非常规则的渠道,流量法是目前测量流速比较准确的方法之一,其原理明确、简单。对于坡面薄层水流,由于水流深度在厘米级,其误差主要是产生于水层厚度的测量。在不同坡度和泥沙含量条件下,测量水流流量与水深,流量用积分桶测量,水深用水位计测量,水位计的精度为1/10mm。可以用公式表示为:
5、电解质脉冲法
这是一种较新的测速方法。在示踪法的基础上,假设加入的盐液为电解质脉冲,建立盐液在水流中迁移的数学模型,并求得解析解,再根据测量结果拟合出水流速度,这种方法即为电解质脉冲法。该方法从理论和初步测量结果来看是可行的,但其可行性还需要用大量的实验进行验证,分析泥沙含量、流速和流量对测量结果的影响。由于在野外或室内不规范的条件下,至今没有一种好的方法对薄层水流流速进行比较准确的测量,因此只有在室内设置规范的模拟水槽,建立盐液在水流中迁移的数学模型,并求得解析解,经模数转换后用最小二乘法对电解质迁移的数学模型进行拟合,计算出水流速度。同时,用质心运动速度和流量法的测量结果对这种方法进行验证。