我们能看见听见并感受到这个丰富多彩的世界，依赖眼睛、耳朵以及皮肤这些器官。
在管道密布的流体世界，也有自己的各种器官，像压力传感器、光线传感器、温度传感器，以及我们这期的主题——流量传感器。
流量传感器可能离你很远，在郊区的化工厂，在万米高空的飞机，甚至大气层外的空间站。但也可能很近，炎热夏季里救命的空调，路上跑的汽车，以及你每个月要交多少水费燃气费，都是流量传感器说了算。
流量传感器的原理说简单很简单，只需要测得流体的速度，然后乘以面积，就得到了流量。但说复杂也很复杂，想准确测出流速并不是一件容易的事。一百多年来，人们根据流体的种类、速度、测量的精确度等限制条件，发明了容积式、差压式、涡轮式、电磁式等十几种基于各种原理的流量计。
本期主要讲讲那些基于流体力学设计的流量计。看完绝对让你感叹，发明流量计的人真是天才。第一种，基于文丘里管的差压式流量计。
流体流过管径变化的管道时，根据伯努利原理，会产生你最熟悉的流体力学现象：流速大压强小。
这一点从AICFD软件的仿真结果可以看出，在管径小的位置，流体流速更高，同时压力也更小。
此时如果取管道上两个不同位置，基于流量守恒和能量守恒或者说伯努利原理得到方程组，然后通过传感器测出两处压力值，那么就能得到流速了。
这种差压式流量计结构异常简单，想用坏都难。但从它的工作原理你也能猜出，当流体流速太低产生的压力变化太小，或者流速过大导致密度变化时，就可能测不准了，需要做修正。除了使用文丘里管，还有使用皮托管、孔板以及喷嘴的，虽然它们产生压差的原因不同，但都是通过测压差来得到流速。
第二种，涡街式流量计，基于流体力学上最经典的现象，卡门涡街。
当流体流过一个物体时，物体两侧会周期性地出现并脱落旋转方向相反、排列规则的旋涡。旋涡会产生振动，且脱落频率和流体的速度直接相关。那么此时只需要在物体下游放一个振动传感器，来检测旋涡频率，就能反推得到流体的速度。
涡街流量计没有运动部件，也很耐用。同样，流速太低时可能没法用，另外流体中还尽量不能有杂质，不然冲过来一个固体碰到振动传感器，它可能会懵，刚才碰到我的是固体还是旋涡？紧接着流速也就测不准了以上讲的这两种压差式流量计和涡街式流量计因其结构简单结实耐用的特点，广泛应用在石油化工等各种工业场景包括飞机上及大型商场的中央空调中。
第三种，涡轮式流量计。这个原理就很简单了，跟发电厂的涡轮一样，流体流过涡轮会推着它转起来，而且流速越快转速越高。所以只需要检测转速，就能知道流速了。我们家里的自来水水表，一般都是这种涡轮式流量计。
第四种，热线式流量计。顾名思义，基于一根发热的线测流量。具体而言，一根金属丝通电之后，如果通过实时调节电流让其温度不变，那么它的发热功率就等于散热功率，其中h是金属丝和流体间的换热系数，和流体速度有关，那么就建立了流体速度和电流间的一一对应关系，通过测电流就得到了流速。
现在很多医用呼吸机测流量以及汽车发动机测进气量就用的这种热线式流量计，精度很高。
以上就是几种基于流体力学原理设计的流量计，至于那些基于多普勒效应的超声波流量计、基于电磁感应的电磁流量计、基于科里奥利力的质量流量计以及愚公移山式的容积式流量计，就不在本期的范围啦，感兴趣的可以自行研究。
也欢迎行家在评论区补充，我们下期见~
标签：基于,流量计,流量,流体,传感器,流速 From： https://blog.csdn.net/MengmengUP/article/details/143158797