瀝青流量計(jì)是使用四種類型的瀝青流量計(jì)開(kāi)發(fā)的。這是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)研究的回應(yīng)，該研究產(chǎn)生了有關(guān)不同應(yīng)用程序?qū)嶋H需求的數(shù)據(jù)，隨后針對(duì)每個(gè)問(wèn)題將適當(dāng)?shù)募夹g(shù)結(jié)合到解決方案中。瀝青流量計(jì)中使用的四種流量計(jì)是陶瓷壓阻，粘結(jié)箔應(yīng)變計(jì)，硅壓阻和可變電容。其中，沒(méi)有一種類型適合所有壓力感測(cè)應(yīng)用，但對(duì)于任何給定情況，將有一種或多種是理想的。下面概述了每種類型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
粘結(jié)箔應(yīng)變計(jì)流量計(jì)
粘結(jié)箔應(yīng)變計(jì)壓力傳感技術(shù)的原理是惠斯通電橋，惠斯通電橋是一個(gè)具有四個(gè)分支的電路，每個(gè)分支具有相等的電阻。根據(jù)此平衡電路，四個(gè)金屬箔應(yīng)變計(jì)連接到一個(gè)金屬膜片，每個(gè)鍵充當(dāng)四個(gè)電路分支之一，并在電路中提供可變電阻器的功能，如下圖所示。當(dāng)未施加任何壓力（零）時(shí)，膜片不會(huì)偏轉(zhuǎn)，并且惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)，因此沒(méi)有測(cè)得的電壓輸出。
施加壓力時(shí)，膜片呈鐘形。這在應(yīng)變計(jì)上引起應(yīng)變。如圖1所示，一對(duì)內(nèi)應(yīng)變片受到壓縮，而另一對(duì)應(yīng)變片受到拉力，這種應(yīng)變的變化會(huì)引起電路各臂電阻的相應(yīng)變化，從而導(dǎo)致惠斯通電橋的不穩(wěn)定性和電阻的出現(xiàn)。兩端的可測(cè)量電壓即輸出。
顯然，撓度直接取決于所施加的壓力。反過(guò)來(lái)，這反映為箔規(guī)上的應(yīng)變?cè)黾右约半娐分械碾娮柙黾?。因此，電壓輸出是膜片撓度的函?shù)，Viatran箔應(yīng)變計(jì)通過(guò)測(cè)量電橋的輸出電壓來(lái)評(píng)估施加的壓力。
在目前可用的傳感技術(shù)中，粘合箔應(yīng)變計(jì)非?？煽壳覉?jiān)固。它適用于從0-100一直到0-100 000 PSI的極高壓力。它堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)可以承受沖擊，振動(dòng)和壓力循環(huán)。不需要溫度補(bǔ)償，因?yàn)閼?yīng)變計(jì)在結(jié)合之前可以精確匹配。
該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是在非常低的壓力（例如低于0-100 PSI）下其性能受損。這是因?yàn)樵谌绱诵〉姆秶鷥?nèi)，隔膜必須太薄，以至于應(yīng)變計(jì)足以阻止其響應(yīng)施加的壓力而運(yùn)動(dòng)，從而改變輸出。
瀝青流量計(jì)基于與上述原理相似的原理，但是利用嵌入在薄硅膜片內(nèi)的硅芯片。這些壓阻芯片即使在低壓下也能產(chǎn)生強(qiáng)信號(hào)，因此具有更寬的范圍和更高的靈敏度。
Viatran硅壓阻流量計(jì)已利用該技術(shù)來(lái)制造適用于0-2 PSI至0-4 PSI壓力范圍的流量計(jì)。它們也是檢測(cè)液位的理想選擇。
硅壓阻流量計(jì)技術(shù)的局限性在于缺乏堅(jiān)固性，這使其無(wú)法用于涉及高沖擊，沖擊，壓力循環(huán)或振動(dòng)的應(yīng)用中。與粘合箔應(yīng)變計(jì)相比，可以檢測(cè)到的壓力上限也很低，低于400 PSI。*后，與對(duì)箔片應(yīng)變計(jì)進(jìn)行相同的匹配相比，對(duì)這些流量計(jì)芯片進(jìn)行精確匹配的要求更高，因此必須進(jìn)行電氣補(bǔ)償才能使性能保持在指定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
陶瓷壓阻流量計(jì)
陶瓷壓阻流量計(jì)基于沉積在陶瓷膜片一側(cè)（稱為參考面）的導(dǎo)電墨水的使用。墨具有惠斯登電橋中的可變電阻器的功能，與*一類流量計(jì)中的箔應(yīng)變計(jì)相對(duì)應(yīng)。該技術(shù)可在較低范圍內(nèi)響應(yīng)施加的壓力提供可靠而靈敏的輸出。
但是，陶瓷流量計(jì)比硅流量計(jì)更耐用，可以在0-15 PSI至0-1500 PSI的范圍內(nèi)使用。另一個(gè)好處是陶瓷潤(rùn)濕部件在不適合金屬潤(rùn)濕部件的應(yīng)用中具有兼容性，因?yàn)楫?dāng)測(cè)量腐蝕性流體的液位時(shí)，它們不適合使用。這種類型的流量計(jì)也更具成本效益。
一些限制是顯而易見(jiàn)的，包括由于分子結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的較低的高壓上限，這意味著陶瓷在超壓時(shí)會(huì)破裂而不會(huì)事先產(chǎn)生任何屈服的跡象。這意味著在陶瓷流量計(jì)上施加過(guò)大的壓力會(huì)導(dǎo)致劇烈的爆裂故障，而不是金屬流量計(jì)在類似情況下所經(jīng)歷的逐漸變形。因此，由于其彈性特性，后者可以重復(fù)使用，而過(guò)壓陶瓷流量計(jì)則不能重復(fù)使用。因此，在其中發(fā)生沖擊，振動(dòng)或壓力快速波動(dòng)的任何應(yīng)用都不適合使用陶瓷壓阻流量計(jì)。
*后，很難將陶瓷應(yīng)變片匹配和粘接到箔片應(yīng)變片所能達(dá)到的相同精度水平，因此，為了達(dá)到與規(guī)格相同的性能水平，必須進(jìn)行電補(bǔ)償。
可變電容流量計(jì)
可變電容流量計(jì)的工作原理與前三個(gè)不同。這取決于一對(duì)平板電容器的電容變化，該變化與施加的壓力成正比。對(duì)于在流量計(jì)兩側(cè)都帶有液體的情況（稱為“濕-濕”壓力輸入過(guò)程）的情況下，它是測(cè)量壓力差的理想選擇。
這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在低壓范圍內(nèi)的測(cè)量靈敏度上非常明顯。Viatran差壓流量計(jì)與Viatran壓力表型和絕對(duì)瀝青流量計(jì)一樣，都采用了可變電容技術(shù)。
可變瀝青流量計(jì)的Viatran系列使用三個(gè)金屬膜片，其中兩個(gè)外部是濕潤(rùn)的表面，缺少?gòu)椈沙?shù)，并充當(dāng)被動(dòng)膜片。它們被硅油填充物隔開(kāi)，硅油填充物包含兩個(gè)均涂有導(dǎo)電油墨的陶瓷板電極，以及*三個(gè)隔膜，即有源隔膜
內(nèi)膜片在制造過(guò)程中被拉緊，因此具有彈簧常數(shù)。它通過(guò)液力偶合器通過(guò)板狀電極上的小孔與外膜片相連。
*先在內(nèi)部或有源膜片與電極之間產(chǎn)生電荷，從而在每個(gè)電極-內(nèi)部膜片對(duì)之間形成兩個(gè)電容。如果外部膜片承受的壓力相同，則內(nèi)部膜片保持不偏斜，從而保持電容相等。
一旦在一側(cè)上施加壓力，則濕膜片將以較大的壓力向一側(cè)偏斜。這導(dǎo)致更多的油被迫通過(guò)電極板上的孔，從那一側(cè)撞擊到內(nèi)部隔膜上，從而將外部潤(rùn)濕隔膜上的壓力傳遞到內(nèi)部隔膜上，從而向相對(duì)電極彎曲。
在這種情況下，電容存儲(chǔ)與每個(gè)電極內(nèi)膜片對(duì)之間的距離成比例，這導(dǎo)致在內(nèi)膜片與較遠(yuǎn)電極之間產(chǎn)生更高的電容。電容的變化又揭示了施加在兩側(cè)的壓力的差異。
可變瀝青流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)眾多且意義重大。*先，該技術(shù)即使在很小的壓力變化（例如1英寸水柱壓力所產(chǎn)生的壓力）下也具有很高的靈敏度。其次，外部無(wú)源隔膜通過(guò)迫使油通過(guò)電極上的小孔而對(duì)壓力產(chǎn)生反應(yīng)，而這些孔很少，從而防止了有源隔膜嚴(yán)重偏轉(zhuǎn)到故障點(diǎn)的可能性。
因此，Viatran可變流量計(jì)設(shè)計(jì)為能夠敏感地響應(yīng)較小的壓力變化，但又不會(huì)引起隔膜破裂，并且通過(guò)簡(jiǎn)單地防止作用在主動(dòng)隔膜上的壓力過(guò)大，從而避免了經(jīng)常重新校準(zhǔn)的需要。因此，這種類型的流量計(jì)非常適合存在高壓危險(xiǎn)的任何應(yīng)用，否則可能導(dǎo)致流量計(jì)故障。
另一方面，此類技術(shù)的成本高于其他類型的技術(shù)，并且與前面討論的三種類型的流量計(jì)相比，可能會(huì)產(chǎn)生更多的噪聲信號(hào)。
在所有四種流量計(jì)類型中，如果輸出信號(hào)處于低電平以達(dá)到高電平輸出（例如0-5伏，0-10伏或4-20 mA），則它們可能會(huì)被放大或調(diào)節(jié)。

上一篇：影響高溫液體流量計(jì)響應(yīng)速度的常見(jiàn)因素及處理結(jié)果分析

下一篇：乳化瀝青流量計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用