(2)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)是以轉(zhuǎn)子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降來(lái)測(cè)量流量的，又稱(chēng)為變面積流量計(jì)、浮子流量計(jì)。與節(jié)流壓差式流量計(jì)不同，轉(zhuǎn)子流量計(jì)在測(cè)量過(guò)程中是通過(guò)改變流通面積、保持節(jié)流元件前后壓降不變的情況下測(cè)量流量的，因此它也稱(chēng)為恒壓降流量計(jì)。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的檢測(cè)元件是由一個(gè)自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)置于錐形管中可以上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子所組成，如圖2-49所示。被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐形管和轉(zhuǎn)子形成的環(huán)形空間時(shí)，轉(zhuǎn)子上下端產(chǎn)生差壓形成轉(zhuǎn)子上升的力，當(dāng)轉(zhuǎn)子所受上升力大于浸在流體中轉(zhuǎn)子重量時(shí)，轉(zhuǎn)子便上升，環(huán)形空間面積隨之增大，環(huán)形空間處流體流速立即下降，轉(zhuǎn)子上下端差壓降低，作用于轉(zhuǎn)子的上升力也隨之減少，直到上升力等于浸在流體中轉(zhuǎn)子重量時(shí)，轉(zhuǎn)子便穩(wěn)定在某一高度。因此轉(zhuǎn)子在錐形管中高度和通過(guò)的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)流體連續(xù)性方程和伯努利方程，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的體積流量可表示為

轉(zhuǎn)子流量計(jì)有兩種主要形式：①玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，它主要由玻璃錐形管、轉(zhuǎn)子和支撐結(jié)構(gòu)組成，流量示值刻在錐形管上。②金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，它的錐形管采用金屬材料制成，其流量檢測(cè)原理與玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)相同。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)有就地指示型和電氣信號(hào)遠(yuǎn)傳型兩種。電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理見(jiàn)圖2-50。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格便宜、測(cè)量范圍比較寬、刻度均勻、直觀性好、對(duì)儀表前后直管段長(zhǎng)度要求不高、壓力損失小且恒定、工作可靠且線性刻度、適用性廣等特點(diǎn)，可測(cè)量各種液體和氣體的體積流量，并可將所測(cè)得的流量信號(hào)就地顯示或變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)或氣信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送;其缺點(diǎn)是管壁大多為玻璃制品，不能承受高溫和高壓，易破碎。轉(zhuǎn)子流量計(jì)是一種非通用性?xún)x表，出廠時(shí)其刻度需單獨(dú)標(biāo)定。儀表廠在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，以空氣標(biāo)定測(cè)量氣體流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì);以水標(biāo)定測(cè)量液體流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。若被測(cè)介質(zhì)不是水或空氣，則流量計(jì)的指示值與實(shí)際流量值之間存在差別，必須對(duì)流量指示值按照實(shí)際被測(cè)介質(zhì)的密度、溫度、壓力等參數(shù)的具體情況進(jìn)行刻度修正，其修正公式為

(3)渦輪流量計(jì)。渦輪流量計(jì)是利用置于流體中的葉輪旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成比例，通過(guò)測(cè)量葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)反映通過(guò)管道流體的體積流量。

渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2-51所示。流體流過(guò)渦輪流量計(jì)時(shí)，先經(jīng)過(guò)前導(dǎo)流件，再推動(dòng)鐵磁材料制成的渦輪旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的渦輪切割殼體上的磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器的磁力線，磁路中的磁阻便發(fā)生周期性地變化，從而感應(yīng)出交流電信號(hào)。信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的體積流量成正比。渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后輸至顯示儀表，進(jìn)行流量指示和計(jì)算。渦輪轉(zhuǎn)速信號(hào)還可用光電效應(yīng)、霍耳效應(yīng)等轉(zhuǎn)換器檢出。渦輪流量計(jì)可精確地測(cè)量潔凈的液體和氣體。

渦輪流量計(jì)的體積流量可表示為

渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、安裝方便，磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器與葉片之間不需密封和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而測(cè)量精度高.可耐高壓，靜壓可達(dá)50MPa。由于基于磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換原理，因此反應(yīng)快，可測(cè)脈動(dòng)流量;輸出信號(hào)為電頻率信號(hào)，便于遠(yuǎn)傳，不受干擾。但渦輪流量計(jì)的渦輪容易磨損，被測(cè)介質(zhì)中不應(yīng)帶機(jī)械雜質(zhì)，否則會(huì)影響測(cè)量精度和損壞機(jī)件。因此，一般應(yīng)加過(guò)濾器。此外，流體物性(密度、黏度)對(duì)儀表特性有較大影響，難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。渦輪流量計(jì)安裝時(shí)，必須保證前后有一定的直管段，以使流向比較穩(wěn)定，一般人口直管段的長(zhǎng)度取管道內(nèi)徑的10倍以上，出口取5倍以上。

(4)渦街流量計(jì)。渦街流量計(jì)是利用流體流過(guò)置于其中的非流線型阻流體所產(chǎn)生的規(guī)則旋渦變化規(guī)律而制成的。眾所周知，在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(非流線型阻流體，如圓柱形或三角柱形等)，在某一雷諾數(shù)范圍內(nèi)，在旋渦發(fā)生體兩側(cè)會(huì)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)渦街，如圖2-52所示。由于旋渦之間的相互影響，其形成通常是不穩(wěn)定的。馮·卡門(mén)對(duì)渦列的穩(wěn)定條件進(jìn)行了研究，于1911年得出結(jié)論：只有當(dāng)兩旋渦列之間的距離h和同列的兩旋渦之間的距離Z之比滿(mǎn)足h/l=0.281時(shí)，渦街才是穩(wěn)定的，且有規(guī)則。根據(jù)斯特勞哈爾試驗(yàn)得知，旋渦產(chǎn)生的頻率與流體流速成正比，因此測(cè)出旋渦頻率即可得出體積流量。

旋渦分離的頻率與流速成正比，與柱體的寬度成反比。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來(lái)流的平均速度為“，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，管道內(nèi)徑為D，根據(jù)卡門(mén)渦街原理，有如下關(guān)系式

管道內(nèi)流體的體積流量可表示為

由此可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量旋渦頻率便可測(cè)出流體流速和瞬時(shí)流量。斯特勞哈爾數(shù)(Sr)是可通過(guò)試驗(yàn)確定的無(wú)因次數(shù)，圖2—53中表示出了斯特勞哈爾數(shù)(Sr)與雷諾數(shù)(RP)的關(guān)系。在一定的Re范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)。

曲線的平直部分對(duì)應(yīng)渦街流量計(jì)的測(cè)量流量的范圍，只要檢測(cè)出頻率廠即可求得管內(nèi)流體的流速，由流速可求出體積流量。內(nèi)輸出的脈沖數(shù)與流過(guò)流體的體積量之比，稱(chēng)為儀表的系數(shù)K，即

渦街流量計(jì)可用來(lái)測(cè)量流體的瞬時(shí)流量(流率)，也可以用來(lái)測(cè)量累計(jì)流量(總量)。用來(lái)測(cè)量瞬時(shí)流量時(shí)其測(cè)量值可表示為

渦街流量計(jì)中的旋渦發(fā)生體形狀繁多，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類(lèi)，如圖2-54所示。單旋渦發(fā)生體的基本形狀有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形狀的變形。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，不過(guò)它的應(yīng)用并不普遍。

旋渦頻率信號(hào)可通過(guò)熱敏元件、熱絲、壓電晶體和應(yīng)變等元件檢測(cè)出來(lái)。圖2-55所示為三角柱體渦街檢測(cè)器原理示意圖。在三角柱體的迎流面對(duì)稱(chēng)地嵌入兩個(gè)熱敏電阻組成橋路的兩臂，以恒定電流加熱使其溫度稍高于流體，在交替產(chǎn)生的旋渦的作用下，兩個(gè)電阻被周期性地冷卻，使其阻值改變，阻值的變化由橋路測(cè)出，即可測(cè)得旋渦產(chǎn)生頻率，從而測(cè)出流量。