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流量的概念：
凡是有物质流动的场合，人们为掌握其数量都需要流量测量。流量分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow）。
瞬时流量（Flow Rate）：单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量。流过的物质可以是气、液、固体。
累计流量（Total Flow）：在某一段时间间隔内（可以是一天、一周、一月、一年）
流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量称为累计流量，通过将瞬时流量对时间积分可求得累计流量。
流量计的原理和种类
从不同的角度出发，流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种，一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类：二是按流量计的结构原理进行分类。
按测量原理分类
- 力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。
- 电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。
- 声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式。声学式(冲击波式)等。
- 热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。
- 光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。
- 原子物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。
- 其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。
按流量计结构原理分类
按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型：
容积式流量计
容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。
容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积。所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”。这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差。流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口。在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口。在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数。就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。
容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计(oval wheel flowmeter)、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。
优点：
- 计量精度高；
- 安装管道条件对计量精度没有影响；
- 可用于高粘度液体的测量；
- 范围度宽；
- 直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量，清晰明了，操作简便。
缺点：
- 结果复杂，体积庞大；
- 被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大；
- 不适用于高、低温场合；
- 大部分仪表只适用于洁净单相流体；
- 产生噪声及振动。
容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。
浮子流量计
浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。在美国、日本常称作变面积流量计（Variable Area Flowmeter）或面积流量计。
浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图所示，被测流体从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。
浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。
特点：
- 玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险；
- 适用于小管径和低流速；
- 压力损失较低。
差压式流量计
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
优点：
- 应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；
- 应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；
- 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。
缺点：
- 测量精度普遍偏低；
- 范围度窄，一般仅3:1~4:1；
- 现场安装条件要求高；
- 压损大(指孔板、喷嘴等)。
应用概况：
差压式流量计应用范围特别广泛，在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m;流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。
差压式流量计是一类应用最广泛的流量计，在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世，它的使用量百分数逐渐下降，但目前仍是最重要的一类流量计。
涡轮流量计
涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。
一般它由传感器和显示仪两部分组成，也可做成整体式。
涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度最佳的产品，作为十大类型流量计之一，其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。
优点：
- 高精度，在所有流量计中，属于最精确的流量计；
- 重复性好；
- 无零点漂移，抗干扰能力好；
- 范围度宽；
- 结构紧凑。
缺点：
- 不能长期保持校准特性；
- 流体物性对流量特性有较大影响。
应用概况：
涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统。在欧洲和美国，涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸，压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计，它们已成为优良的天然气计量仪表。
电磁流量计
电磁流量计（Eletromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。
在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。
电磁流量计的基本原理
电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大管径达2m，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不能应用。
电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展。
电磁流量计的主要优点如下：
电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过电磁流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。
电磁流量计可测量脏污介质、腐蚀性介质以及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。采用耐磨橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆以及水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
电磁流量计是一种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以及电导率的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可用来测量其它导电性液体的流量。
电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。
电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆液和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。工业用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米到几米，国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了良好的基础。
电磁流量计的主要缺点如下：
电磁流量计不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
电磁流量计不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质，目前电磁流量计还无能为力的。
超声波流量计
超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。
超声波流量计按测量原理分可分为时差式和多普勒式
利用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到广泛的关注和使用，是目前企事业使用最多的一种超声波流量计。
利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质，使用有一定的局限性，但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清澈流体的问题，也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。
超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
优点：
- 可做非接触式测量；
- 为无流动阻挠测量，无压力损失；
- 可测量非导电性液体，对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。
缺点：
- 传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体；
- 多普勒法测量精度不高。
应用概况：
(1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、液化天然气等;
(2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
(3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体，例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液，通常不适用于非常清洁的液体。
涡街流量计
将涡旋发生体垂直插入到流体中时，流体绕过发生体时会形成卡门涡街(Karman Vortex Street)，在满足一定的条件下，非对称涡列就能保持稳定，此时，涡旋的频率f与流体的流速v及涡旋发生体的宽度d有如下关系：
f=St(v/d)
其中St为斯特劳哈尔数，在正常工作条件下为常数。
卡门涡街流量计有许多优点：可测量液体、气体和蒸汽的流量；精度可达±1%(指示值)；结构简单，无运动件，可靠、耐用；压电元件封装在发生体中，检测元件不接触介质；使用温度和压力范围宽，使用温度最高可达400℃；并具备自动调整功能，能用软件对管线噪声进行自动调整。
涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。气体涡街流量计特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。气体涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的流量仪表。
涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
涡街流量计是属于最年轻的一类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。
优点：
- 结构简单牢固；
- 适用流体种类多；
- 精度较高；
- 范围度宽；
- 压损小。
缺点：
- 不适用于低雷诺数测量；
- 需较长直管段；
- 仪表系数较低(与涡轮流量计相比)；
- 仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。
质量流量计
由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下，往往难以达到这一要求，而造成仪表显示值失真。因此，质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量，目前常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。
科里奥利质量流量计(Coriolis Mass Flow Meter)是利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
在现代工业生产中，流动工质的温度、压力等运行参数不断提高，在高温高压的情况下， 由于材质和结构等方面的原因，直接式质量流量计的应用遇到困难，而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围的限制，往往也不好实际应用。因此，在工业生产中广泛采用的是温度压力补偿式质量流量计。可把它看作一种间接式质量流量计，不是配用密度计，而是利用温度、压力与密度间的关系，用温度、压力信号经函数运算为密度信号，与容积流量相乘而得到质量流量。目前温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化，但当被测介质参数变化范围很大或很迅速时，正确地补偿将很困难或不可能，因此进一步研究在实际生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。
明渠流量计
与前述几种不同，它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。
非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作明渠流量计(open channel flowmeter)。
明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。
明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台，约占流量仪表整体的1.6%，但是国内应用尚无估计数据。
如何选择流量计
流量测量的安全可靠，首先是测量方式可靠，即取样装置运行中不会发生机械强度或电气回路故障而引起事故；其次是测量仪表无论在正常生产或故障情况下都不致影响生产系统的安全。例如，对发电厂高温高压主蒸汽流量的测量，其安装于管道中的一次测量元件必须牢固，以确保在高速汽流冲刷下不发生机构损坏。因此，一般都优先选用标准节流装置，而不选用悬臂梁式双重喇叭管或插入式流量计等非标准测速装置，以及结构强度低的靶式、涡轮流量计等。燃油电厂和有可燃性气体的场合，必须应选用防爆型仪表。
在保证仪表安全运行的基础上，力求提高仪表的准确性和节能性。为此，不仅要选用满足准确度要求的显示仪表，而且要根据被测介质的特点选择合理的测量方式。发电厂主蒸汽流量测量，由于其对电厂安全和经济性至关重要，一般都采用成熟的标准节流装量配差压流量计，化学水处理的污水和燃油分别属脏污流和低雷诺数粘性流，都不适用标准节流件。对脏污流一般选用圆缺孔板等非标准节流件配差压计或超声多普勒式流量计，而粘性流可分别采用容积式、靶式或楔形流量计等。水轮机人口水量、凝汽器循环水量及回热机组的回热蒸汽等都是大管径( 400mm以上)的流量测量参数，由于加工创造困难和压损大，一般都不选用标准节流装置。根据被测介质特件及测量准确度要求，分别采用插入式流量计、测速元件配差压计、超声波流量计，或采用标记法、模拟法等无能损方式测流量。
为保证流量计使用寿命及准确性，选型时还要注意仪表的防振要求。在湿热地区要选择湿热式仪表。
正确地选择仪表的规格，也是保证仪表使用寿命和准确度的重要一环。应特别注意静压及耐温的选择。仪表的静压即耐压程度，它应稍大于被测介质的工作压力，一般取1。25倍，以保证不发生泄漏或意外。量程范围的选择，主要是仪表刻度上限的选择。选小了，易过载，损坏仪表；选大了，有碍于测量的准确性。一般选为实际运行中最大流量值的1.2~1.3倍。
安装在生产管道上长期运行的接触式仪表，还应考虑流量测量元件所造成的能量损失。一般情况下，在同一生产管道中不应选用多个压损较大的测量元件，如节流元件等。
总之，没有一种测量方式或流量计对各种流体及流动情况都能适应的。不同的测量方式和结构，要求不同的测量操作、使用方法和使用条件。每种型式都有它特有的优缺点。因此，应在对各种测量方式和仪表特性作全面比较的基础上选择适于生产要求的，既安生可靠又经济耐用的最佳型式。
