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计量测试技术分析
Analysis of Measurement and Testing Technology

第四节 流量计量仪表精确度的研究

流量计是用来计量管路用流体流量多寡的流体机械之一，其计量特性相当

可靠，常使用在不同场合的流量积算上，如水、气体、石油等流体。最早出现为
1970 由 Reinhard Woltman 利用此类型流量计来测量水量；流量计的发展越趋成熟，

量测精度也越来越高，对液体的量测误差可达 0.1%、气体则为 0.25%。流量计
依流体性质及不同用途、流量范围等有许多不同的类型，计量水流量的原理也不
相同。研究利用田口实验设计方法，透过套装软件模拟叶片在不同设计参数下对
于流量计与低流量计量的影响，为设计高精度流量计做参考。

轴流式流量计主要是利用水的动能冲击叶片，带动叶片旋转，并透过齿轮等
传动机构或电子元件来推测管路中的水流流量，再透过积算器累计其流量。水平

式是表示其水流方向与叶轮的旋转轴方向呈水平方向（亦称为横轴），此种流量
计特点为通过流量大，压力损失小，然而要使叶片转动的力道较大，也因此在小
流量时的性能表现较差，目前市面上口径有 50~350mm。从可使流量计于小流量
时效率提高条件以叶片角度而言，较小的叶片安装角度，除了作用于叶片力量较

大外，使叶片彼此之间重叠面积变小，因此漏流现象较小，而增加叶片角度 2 的
角度则是增加了靠近管壁的叶片受水流冲击的面积，跟原始设计比较来，叶片尾

段的空隙明显减少。太大的轮毂直径可能增加阻力及转矩，同时可受力的叶片面
积减少，造成效率降低，而太小的角度，会造成叶片根部的叶片与叶片部分重叠，
也会减少水流的推力，在大流量时重叠部分会使管流压力增加，加速轴承磨损。
模拟叶片的上下压差值，尚需考虑叶片的扭力，每组叶片合力作用点位置不同，

所反映出来的转速也不同，于不同流量时的特性也不同。故可利用套装软件，模
拟作用点位置及上下压差，求得更精确的数值。

仪表的重复性是仪表本身的特性，而准确度是外加的特性。一台流量计准
确度高，首先要重复性高，然后用高准确度的量值传递系统进行校准求得高准确
度的仪表系数（或流出系数）。对于流量计的准确度要注意这种仪表的特点，英
国著名的流量专家 F.C.Kinghom 说流量计是使用比制造要艰难得多的少数仪表之

一，在实验室它可以得到极高的准确度，但是在使用现场，一旦条件变化，一切
全都白费。仪表制造厂产品说明书上列举的准确度是指实验室校准的准确度，它

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