小流量測量分兩種情況：一種是以較高的度測量流過細(xì)小管道的氣體、液體；另一種是測量流動(dòng)非常緩慢的流體的流量。

  關(guān)于微小流量的范圍，目前還不能確定量地給出，本章所說的微小流量，是人們一般認(rèn)為的微小流量范圍^[30]。

3.4.1  幾種在微小流量測量中應(yīng)用的流量計(jì)

   適合用來測量微小的常用流量計(jì)有多種，例如差壓式、浮子式、容積式、熱式等，其中有些流量計(jì)既適合測量中大流量，也適合測量微小流量，而另一些專門為測量微小流量而設(shè)計(jì)。

  （1）差壓式流量計(jì)   由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和差壓式組成的差壓式流量計(jì)，在小流量測量中受到三方面的限制^[30]。

   *個(gè)限值是雷諾數(shù)下限的限制。節(jié)流裝置種類不同，其雷諾數(shù)下限也不同，就一般而言，雷諾數(shù)≥10⁴是可以使用的界限。與此雷諾數(shù)下限相對(duì)應(yīng)的平均流速和流量即為小流量的測量下限。雷諾數(shù)太小，流出系數(shù)會(huì)隨雷諾數(shù)的變化而產(chǎn)生顯著的變化，以致不確定度增大。

  第二個(gè)限制是管徑的大小。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置適用于50mm和50mm以上管徑。管徑太小時(shí)，節(jié)流裝置直徑相應(yīng)變小，按標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的形狀進(jìn)行相似加工發(fā)生困難。

  第三個(gè)限制是差壓太小。此差壓同流速的平方成正比，當(dāng)流速低到一定數(shù)值，差壓就變得很小，以致無法分辨。

針對(duì)上述的三個(gè)限制，有些儀表公司開發(fā)了僅適合微小流量測量的內(nèi)藏孔板差壓式流量計(jì)。這種流量計(jì)同由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置為傳感器的流量計(jì)在下面幾點(diǎn)有顯著的差別。*個(gè)差別是結(jié)構(gòu)上，前者是傳感器與變送器合為一體，其典型的結(jié)構(gòu)如圖3.54所示，而后者是傳感器與變送器相分離。

圖3.54內(nèi)藏孔板差壓流量變送器

第二個(gè)差別是管徑，前者適用的管徑均小于50mm，典型的管道內(nèi)徑為10mm和20mm。由于管徑縮小，流速以及同流速相關(guān)的雷諾數(shù)得以提高，因而能得到較高的差壓。所以內(nèi)藏孔板流量計(jì)彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置型差壓式流量計(jì)不適合測量小流量的不足。

  第三個(gè)差別是保證度的手段。前者是用實(shí)流標(biāo)定的方法來保證測量度的，經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定能得到1級(jí)（水）或1.5級(jí)（空氣）度，如果實(shí)流標(biāo)定后用合適的方法對(duì)誤差進(jìn)行自動(dòng)校正，則可得到0.5級(jí)（水）和1級(jí)（空氣）度。如果不經(jīng)實(shí)流標(biāo)定，只能得到5級(jí)準(zhǔn)確度。圖3.55和圖3.56所示是一臺(tái)內(nèi)藏孔板流量計(jì)標(biāo)定得到的誤差以及校正曲線。

圖3.55典型誤差曲線                           圖3.56典型校正曲線

現(xiàn)在，差壓變送器多數(shù)已實(shí)現(xiàn)智能化，這為內(nèi)藏孔板流量計(jì)改變量程提供了便捷的手段。內(nèi)藏孔板流量計(jì)在調(diào)試和運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)原先確定的滿度流量值不合適，可將流量滿度值擴(kuò)大或縮小一擋，然后安差壓同流量的關(guān)系計(jì)算新的差壓上限，如式（3.91）所示。

                                          （3.91）

式中  qmax、 ——原有流量上限和新的流量上限，kg/h；

、 ——原有差壓上限和新的差壓上限，Pa。

用手持終端將差壓變送器的差壓上限重新設(shè)置后，流量計(jì)的度不會(huì)有明顯得變化。

內(nèi)藏孔板流量計(jì)只適合安裝在水平管道上，因?yàn)椴顗鹤兯推髌x水平位置后，其兩個(gè)膜盒所受的重力變得不對(duì)稱，因而出現(xiàn)零點(diǎn)漂移。好在這種流量計(jì)由于管徑小，儀表前后直管段長度要求相應(yīng)較短，所以水平安裝不會(huì)給配管帶來太大的困難。

內(nèi)藏孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)常見的有兩種，一種是流體流過差壓變送器高低壓室，如圖3.57所示。另一種是流體不流過差壓變送器高低壓室，如圖3.58所示。

圖3.57內(nèi)藏孔板結(jié)構(gòu)之一                         圖3.58內(nèi)藏孔板結(jié)構(gòu)之二

對(duì)于前面一種結(jié)構(gòu)，流過差壓式高低壓室的流量同流過節(jié)流的流量相等，當(dāng)流量近似等于0時(shí)，流速很低，流體流過高壓室和低壓室所產(chǎn)生的壓降可忽略，因此，差壓變送器測量到的差壓同節(jié)流件兩端的*壓將相等。但當(dāng)流量增大，流速升高到一定數(shù)值時(shí)，流過高壓室的壓降相應(yīng)增大，差壓變送器測量到的差壓明顯高于節(jié)流件兩端壓降，從而產(chǎn)生相應(yīng)的測量誤差?，F(xiàn)在市場上的差壓變送器體積做得越來越小，高低壓室內(nèi)膜盒與殼體之間的間隙做得更小，這就使得該結(jié)構(gòu)的缺陷更為突出。而圖3.58所示的結(jié)構(gòu)*不存在此問題。

內(nèi)藏孔板流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)防止可能出現(xiàn)的冷凝液和氣體在高低壓室中的聚集，即測量氣體流量時(shí)，高低壓室應(yīng)高于節(jié)流件（如圖3.59所示），以免可能存在的冷凝液流入高低壓室。測量液體流量時(shí)，高低壓室低于節(jié)流件，以免可能存在的氣體鉆入高低壓室。

（a）被測介質(zhì)為氣體                                  b被測介質(zhì)為液體

                     圖3.59內(nèi)藏孔板流量計(jì)安裝方位

                1－差壓變送器高低壓室空腔；2－節(jié)流件

（2）浮子流量計(jì)  浮子流量計(jì)主要由浮子和錐形管組成。玻璃管浮子流量計(jì)中的錐管為玻璃管；金屬管浮子流量計(jì)的錐形管用金屬制成，流體溫度可達(dá)180℃，流體壓力達(dá)13MPa。

小口徑浮子流量計(jì)的流量測量范圍已經(jīng)可以做得很小，其中水為0.3～3L/h，空氣為5～50L/h。環(huán)境保護(hù)中用得很多的大氣采樣器，流程在線分析儀器和實(shí)驗(yàn)室分析儀器等普遍使用的微型玻璃浮子流量計(jì)，其測量范圍可更小。

浮子流量計(jì)屬中低度儀表，金屬浮子流量計(jì)的基本誤差，就地指示型為1％～2.5％FS，遠(yuǎn)傳型為1％～4％FS；小口徑玻璃管浮子流量計(jì)為2.5％～5％FS。因此，一般只適用于流量監(jiān)視，而不用于核算計(jì)量。

玻璃管浮子流量計(jì)只適用于氣體和透明度較高的液體，否則浮子在錐形管中的高度不易看清。而金屬管浮子流量計(jì)卻無此限制。

在工業(yè)過程的液位、流量、密度測量中，被測介質(zhì)如果黏度較大或有腐蝕性。常用吹氣或吹液的方法進(jìn)行隔離，吹氣、吹液流量常用浮子流量計(jì)測量。在氣（液）源壓力波動(dòng)較大或被測介質(zhì)壓力波動(dòng)較大的場合，為了使吹氣、吹液的流量穩(wěn)定和準(zhǔn)確地測量，有的產(chǎn)品將浮子流量計(jì)與調(diào)節(jié)器（恒流器）配成一套恒差壓流量調(diào)節(jié)器。圖3.60（a）所示的RE型用于穩(wěn)定入口氣體或液體壓力變化，保證指示和輸出流量穩(wěn)定。圖3.60b為RA型，用于穩(wěn)定出口壓力變化，只用于氣體。圖3.61（a）為RE型儀表輸出流量隨入口壓力變化曲線；圖3.61（b）為RA型儀表輸出隨出口壓力變化曲線。而輸出流量的大小則可通過浮子流量計(jì)所帶的閥門設(shè)定。

入口壓力調(diào)節(jié)器RE                               出口壓力調(diào)節(jié)器RA

例：入口壓力變化≤0.5MPa                        例：入口壓力變化0.3MPa，

                                                 出口壓力≤0.3MPa

空氣20℃，0.1013MPa（絕壓）                  空氣20℃，0.1013MPa（絕壓）

qv＝流量                                         qv=流量

     圖3.60浮子流量計(jì)配用的壓力調(diào)節(jié)器

圖3.61壓力調(diào)節(jié)器特性曲線