根據測量原理，將流量測量方法分為幾大類，下面分別說明其測量方法、特性等，並介紹幾種常用的流量計。
1．差壓式流量計
流體流動的伯努利方程就是流體運動的能量方程，其含義是：在流體運動過程中，不同性質的機械能可以相互轉換，但總的機械能守恆，差壓式流量計正是利用了壓能與動能的轉換和守恆原理而測量流量的。
（1） 節流式流量計
充滿圓管的單相連續流體，流經管內節流件時，由於節流件的流通截面比管道截面小，流束形成區域性收縮，在壓頭作用下，流體加速，動能增加，靜壓下降，在節流前後形成壓力差（簡稱壓差）?p，?p=p1-p2。
設流體是理想流體和不可壓縮的，在兩截面之間，按伯努利方程和連續方程就可匯出不可壓縮實際流體的流量方程：
式中 c——流出係數，據節流流束的收縮特性，取壓孔的位置和速度分布而確定；
a1，a2——分別為所取兩個斷面的截面積，m2；
m——截面比a2/a1；
?p——兩截面間壓差。
（2） 浮子流量計
浮子流量計是由一根自下向上的垂直錐形管和乙個沿著錐管軸上下移動的浮子所組成，如圖4.10-1所示。被測流體自下而上經過錐管和浮子形成的環隙時，浮子上下端產生差壓形成浮子上公升的力，當浮子所受上公升力大於浸在流體中浮子重量時，浮子便上公升，環隙面積隨之增大，該處流體流速下降，浮子上下端差壓降低，作用於浮子的上公升力亦隨著減小，直到上公升力等於浸在流體中浮子重量時，浮子便穩定在某一高度。
浮子在錐管中高度和通過的流量有對應關係。
2．容積式流量計
典型的容積式流量計（橢圓齒輪式）的工作原理如圖4.10-2所示。兩個橢圓形齒輪具有相互滾動進行接觸旋轉的形狀，當流體流過流量計時，作用在流量計進出口之間的壓力差使兩個齒輪產生旋轉，並將流體由入口排向出口。
在一次迴圈過程中，流量計排出四個由齒輪與殼壁圍成的初月形空腔的流體體積，該體積稱為流量計的「迴圈體積」。設流量計「迴圈體積」為υ，一定時間內轉子轉動次數為n，則在該時間內流過流量計的流體體積為：
v=n4.10-16）
3．速度式流量計
已測量流體流速來得到流量的流量計統稱為速度式流量計。它的種類很多，近年來發展也很快，下面分別介紹之。
（1） 渦輪流量計
如圖4.10-3所示，被測流體流入感測器，經過導流體衝擊葉輪。由於葉輪的葉片與流體流向之間有一傾角，流體衝力使葉輪產生轉動力矩，克服阻力矩後葉輪開始旋轉，當兩力矩平衡時葉輪便恆速旋轉。
在一定條件下轉速與流量成正比，因此測出葉輪轉速就可求得流量。
（1） 渦街流量計
當非流線型組流體垂直插入流體中，隨著流體流動，阻流體就產生漩渦分離，此漩渦形成了有規矩的排列，稱此排列為渦街。據卡門研究，大多數排列情況或多或少地有些不穩定，只有排列成兩排內旋且互相交錯的漩渦列，渦列寬度h與漩渦間距ι之比為0.2806時，渦列才是穩定的，稱為卡門渦街。
產生卡門渦街的阻流體叫漩渦發生體。
（2） 電磁流量計
電磁流量計的測量原理是法拉第電磁感應定律，導體在磁場中切割磁力線運動時在其兩端產生感應電動勢。導電性液體在垂直於磁場的非磁性測量管內流動，與它們垂直的方向上產生於體積流量成比例的感應電動勢，電動勢的方向按「弗來明右手規則」，其值為：
e=kbdυ
式中：e——感應電動勢，ｖ；
ｋ——係數；
ｂ——磁感應強度，ｔ；
ｄ——測量管內徑，ｍ；
υ——平均流速，ｍ/s。
基本概念
流量就是在單位時間內流體通過一定截面積的量。這個量用流體的體積來表示稱為瞬時體積流量（qv），簡稱體積流量；用流量的質量來表示稱為瞬時質量流量（qm），簡稱質量流量。它的表示式是：
式中：qm、qv——在時間間隔t內通過的流體質量或體積；
ρ——流體密度。
從t1到t2這一段時間內流體體積流量或質量流量的累積值稱為累積流量，它們的表示式是：
對在一定通道內流動的流體的流量進行測量統稱為流量計量。流量測量的流體是多樣化的，如測量物件有氣體、液體、混合流體；流體的溫度、壓力、流量均有較大的差異，要求的測量準確度也各不相同。因此，流量測量的任務就是根據測量目的，被測流體的種類、流動狀態、測量場所等測量條件，研究各種相應的測量方法，並保證流量量值的正確傳遞。
渦街流量計
一、 概述
在特定的流動條件下，一部分流體動能轉化為流體振動，其振動頻率與流速（流量）有確定的比例關係，依據這種原理工作的流量計稱為流體振動流量計。目前流體振動流量計有三類：渦街流量計、旋進（旋渦進動）流量計和射流流量計。
流體振動流量計具有以下一些特點：
1）輸出為脈衝頻率，其頻率與被測流體的實際體積流量成正比，它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響；
2）測量範圍寬，一般範圍度可達10：1以上；
3）精確度為中上水平；
4）無可動部件，可靠性高；
5）結構簡單牢固，安裝方便，維護費較低；
6）應用範圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。
本文僅介紹渦街流量汁（以下簡稱vsf或流量計）。
vsf是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluff body），流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規則的旋渦，在一定的流量範圍內旋渦分離頻率正比於管道內的平均流速，通過採用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。
早在2023年斯特勞哈爾（strouhal）就發表了關於流體振動頻率與流速關係的文章，斯特勞哈爾數就是表示旋渦頻率與阻流體特徵尺寸，流速關係的相似準則。人們早期對渦街的研究主要是防災的目的，如鍋爐及換熱器鋼管固有頻率與流體渦街頻率合拍將產生共振而破壞裝置。渦街流體振動現象用於測量研究始於20世紀50年代，如風速計和船速計等。
60年代末開始研製封閉管道流量計--渦街流量計，誕生了熱絲檢測法及熱敏檢測法vsf。70、80年代渦街流量計發展異常迅速，開發出眾多態別阻流體及檢測法的渦街流量計，並大量生產投放市場，像這樣在短短幾年時間內就達到從實驗室樣機到批量生產過程的流量計還絕無僅有。
我國vsf的生產亦有飛速發展，全國生產廠達數十家，這種生產熱潮國外亦未曾有過。應該看到，vsf尚屬發展中的流量計，無論其理論基礎或實踐經驗尚較差。至今最基本的流量方程經常引用卡曼渦街理論，而此理論及其一些定量關係是卡曼在氣體風洞（均勻流場）中實驗得出的，它與封閉管道中具有三維不均勻流場其旋渦分離的規律是不一樣的。
至於實踐經驗更是需要通過長期應用才能積累。一般流量計出廠校驗是在實驗室參考條件下進行的，在現場偏離這些條件不可避免。工作條件的偏離到底會帶來多大的附加誤差至今在標準及生產廠資料中尚不明確。
這些都說明流量計的迅速發展需求基礎研究工作必須跟上，否則在實用中經常會出現一些預料不到的問題，這就是使用者對vsf存在一些疑慮的原因，它亟需探索解決。
vsf已躋身通用流量計之列，無論國內外皆已開發出多品種。全系列、規格齊全的產品，對於標準化工作亦很重視，流量計存在一些問題是發展中的正常現象。
二、工作原理與結構
1. 工作原理
在流體中設定旋渦發生體（阻流體），從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f，被測介質來流的平均速度為u，旋渦發生體迎面寬度為d，表體通徑為d，根據卡曼渦街原理，有如下關係式
f=sru1/d=sru/md1）
式中 u1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；
sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比
圖1 卡曼渦街
管道內體積流量qv為
qv=πd2u/4=πd2mdf/4sr2)
k=f/qv=[πd2md/4sr]-13)
式中 k--流量計的儀表係數，脈衝數/m3（p/m3）。
k除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱引數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關係圖。由圖可見，在red=2×104～7×106範圍內，sr可視為常數，這是儀表正常工作範圍。
當測量氣體流量時，vsf的流量計算式為
4) 圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關係曲線
式中 qvn，qv--分別為標準狀態下（0oc或20oc，101.325kpa）和工況下的體積流量，m3/h；
pn，p--分別為標準狀態下和工況下的絕對壓力，pa；
tn，t--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，k；
zn，z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮係數。
由上式可見，vsf輸出的脈衝頻率訊號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表係數在一定雷諾數範圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出訊號應同時監測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
2. 結構
vsf由感測器和轉換器兩部分組成，如圖3所示。感測器包括旋渦發生體（阻流體）、檢測元件、儀表表體等；轉換器包括前置放大器、濾波整形電路、d／a轉換電路、輸出介面電路、端子、支架和防護罩等。近年來智慧型式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模組亦裝在轉換器內。
圖3 渦街流量計
（1）旋渦發生體
旋渦發生體是檢測器的主要部件，它與儀表的流量特性（儀表係數、線性度、範圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關，對它的要求如下。
1） 能控制旋渦在旋渦發生體軸線方向上同步分離；
2） 在較寬的雷諾數範圍內，有穩定的旋渦分離點，保持恆定的斯特勞哈爾數；
3） 能產生強烈的渦街，訊號的訊雜比高；
4） 形狀和結構簡單，便於加工和幾何引數標準化，以及各種檢測元件的安裝和組合；
5） 材質應滿足流體性質的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化；
6） 固有頻率在渦街訊號的頻帶外。
已經開發出形狀繁多的旋渦發生體，它可分為單旋渦發生體和多旋渦發生體兩類，如圖4所示。單旋渦發生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發生體是應用最廣泛的一種，如圖5所示。
圖中d為儀表口徑。為提高渦街強度和穩定性，可採用多旋渦發生體，不過它的應用並不普遍。
（a）單旋渦發生體
（b）雙、多旋渦發生體
圖4 旋渦發生體
圖5 三角柱旋渦發生體
d/d=0.2～0.3;c/d=0.1～0.2;
b/d=1～1.5;θ=15o～65o
⑵ 檢測元件
流量計檢測旋渦訊號有5種方式。
1） 用設定在旋渦發生體內的檢測元件直接檢測發生體兩側差壓；
2） 旋渦發生體上開設導壓孔，在導壓孔中安裝檢測元件檢測發生體兩側差壓；
3） 檢測旋渦發生體周圍交變環流；
4） 檢測旋渦發生體背面交變差壓；
5） 檢測尾流中旋渦列。
根據這5種檢測方式，採用不同的檢測技術（熱敏、超聲、應力、應變、電容、電磁、光電、光纖等）可以構成不同型別的vsf，如表1所示。
表1 旋渦發生體和檢測方式一覽表
⑶ 轉換器
檢測元件把渦街訊號轉換成電訊號，該訊號既微弱又含有不同成分的雜訊，必須進行放大、濾波、整形等處理才能得出與流量成比例的脈衝訊號。
不同檢測方式應配備不同特性的前置放大器，如表2所列。
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工業計量中常用的幾種氣體流量計測量方法簡述 1。速度式流量計 速度式流量計是以直接測量封閉管道中滿管流動速度為原理的一類流量計。工業應用中主要有 渦輪流量計 當流體流經渦輪流量感測器時，在流體推力作用下渦輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，渦輪轉動週期地改變磁電轉換器的磁阻值，檢測線圈中的磁通隨...
超聲波流量計快速測量方法
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流量計接線方法
西門子流量計常用接線 電源線 l1 n 220vac pe 接地 或者1 2 24vdc pe 接地 模擬量輸出 31 32 流量反饋 電流輸出，可選擇輸出0 20ma或者4 20ma，接plc模擬量輸入模組 西門子流量計不常用接線 數字量輸出 56 57 流量訊號累計 脈衝開關量輸出，接plc輸入...