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

   適合用來測量微小的常用流量計有多種，例如差壓式、浮子式、容積式、熱式等，其中有些流量計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。

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

   *個限值是雷諾數(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，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。

針對上述的三個限制，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。這種流量計同由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置為傳感器的流量計在下面幾點有顯著的差別。*個差別是結(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)藏孔板流量計彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置型差壓式流量計不適合測量小流量的不足。

  第三個差別是保證度的手段。前者是用實流標(biāo)定的方法來保證測量度的，經(jīng)過實流標(biāo)定能得到1級（水）或1.5級（空氣）度，如果實流標(biāo)定后用合適的方法對誤差進(jìn)行自動校正，則可得到0.5級（水）和1級（空氣）度。如果不經(jīng)實流標(biāo)定，只能得到5級準(zhǔn)確度。圖3.55和圖3.56所示是一臺內(nèi)藏孔板流量計標(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)已實現(xiàn)智能化，這為內(nèi)藏孔板流量計改變量程提供了便捷的手段。內(nèi)藏孔板流量計在調(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，流量計的度不會有明顯得變化。

內(nèi)藏孔板流量計只適合安裝在水平管道上，因為差壓變送器偏離水平位置后，其兩個膜盒所受的重力變得不對稱，因而出現(xiàn)零點漂移。好在這種流量計由于管徑小，儀表前后直管段長度要求相應(yīng)較短，所以水平安裝不會給配管帶來太大的困難。

內(nèi)藏孔板流量計的結(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，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，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)藏孔板流量計安裝時應(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，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，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  浮子流量計主要由浮子和錐形管組成。玻璃管浮子流量計中的錐管為玻璃管；金屬管浮子流量計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驗室分析儀器等普遍使用的微型玻璃浮子流量計，其測量范圍可更小。

浮子流量計屬中低度儀表，金屬浮子流量計的基本誤差，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，而不用于核算計量。

玻璃管浮子流量計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測量。在氣（液）源壓力波動較大或被測介質(zhì)壓力波動較大的場合，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浮子流量計配用的壓力調(diào)節(jié)器

圖3.61壓力調(diào)節(jié)器特性曲線