淺談國內外工（gōng）業流量計的發（fā）展（zhǎn）及現狀

流量（liàng）測量方法和儀表（biǎo）的種類繁多，分類（lèi）方法（fǎ）也（yě）很多。至今為止，可供工業用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多（duō）的原因就在於至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態（tài）以（yǐ）及任何使（shǐ）用條件都適用的流量儀表。

　　這60多種流量儀表，每種產品（pǐn）都有它（tā）特定的適（shì）用性，也都有它的局限性（xìng）。按（àn）測量（liàng）對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目（mù）的又可分為（wéi）總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。

　　總量表測（cè）量一段時間內流過管道的流（liú）量，是以短暫（zàn）時間（jiān）內流過的總（zǒng）量除以該時間的商來表示，實際上流（liú）量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使（shǐ）用，而總量表亦備有流量（liàng）發訊（xùn）裝置。因此，以嚴格（gé）意義來分流量計和總量（liàng）表已（yǐ）無實際意義。

　　按測量原理分有力學原理、熱學原（yuán）理、聲學原理、電學原理、光學（xué）原理、原子物理學原理等。

　　本文按照目前最流行、最廣泛的分類法，即分為：容積式流量計、差壓式流（liú）量計（jì）、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街（jiē）流（liú）量（liàng）計、質量流量計和插（chā）入式流量計來分別闡述各種（zhǒng）流量計的原理（lǐ）、特點、應用概況及國內外的發（fā）展情況。

　　1.1差壓式流量計

　　差壓式流量計是（shì）根據安裝於管道中流量（liàng）檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

　　差壓式（shì）流量計由一次裝（zhuāng）置(檢測件)和（hé）二次裝（zhuāng）置(差壓轉換和流量顯示儀（yí）表)組成。通常以檢測件形式對差（chà）壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘裏流量計、均速管流量計等。

　　二次裝置為（wéi）各種機械、電子、機（jī）電一體式差（chà）壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化（huà）(係列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表，它既可（kě）測量流量參數，也可測量（liàng）其它參數(如（rú）壓（yā）力（lì）、物位、密度等)。

　　差壓式流量計的檢測件按其作用原（yuán）理可分為：節流（liú）裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。

　　檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標（biāo）準（zhǔn）的（de）。

　　所謂標準（zhǔn）檢測件是（shì）隻（zhī）要按照標準文件設計、製造、安裝和使用，無須（xū）經實（shí）流標定即可確定其流量值和估算測量誤差（chà）。

　　非（fēi）標（biāo）準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標（biāo）準中的檢（jiǎn）測件。

　　差壓式流量計是（shì）一類應（yīng）用最廣（guǎng）泛的（de）流量計，在各類流量儀（yí）表（biǎo）中其使用量占居首位。近年來，由於各種新型流量計的問世，它的（de）使用量（liàng）百分（fèn）數逐漸下降，但（dàn）目前仍是（shì）最重要的一類（lèi）流量計。

　　優點：

　　(1)應用最多的孔板式流量計結構牢固，性能穩定可靠（kào），使用壽（shòu）命長；

　　(2)應用範圍（wéi）廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；

　　(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別（bié）由（yóu）不同廠家（jiā）生產，便於規模經濟生產。

　　缺點：

　　(1)測量（liàng）精度普遍偏（piān）低；

　　(2)範圍度窄，一般僅3：1~4：1；

　　(3)現場安裝條件要求高；

　　(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。

　　應用概況（kuàng）

　　差壓式流量計應用範圍特別（bié）廣（guǎng）泛，在封閉管道的流量測量中各種（zhǒng）對象都有應用，如流（liú）體方麵：單相、混相、潔淨、髒汙（wū）、粘性流等；工作狀（zhuàng）態方麵：常壓（yā）、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方麵：從幾（jǐ）mm到幾m；流動條件方麵：亞音速、音速（sù）、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流（liú）量計全（quán）部用量的1/4~1/3。

　　1.2 浮子流量計

　　浮子流量計，又（yòu）稱轉子流量（liàng）計，是變麵（miàn）積式（shì）流量計的一種，在一根（gēn）由下向上擴（kuò）大的垂直錐管中（zhōng），圓形（xíng）橫截麵的浮子的重力是由液體動力承受的（de），從而使浮子可以在錐管內（nèi）自由地上升（shēng）和下降。

　　浮子流量計是僅次（cì）於差壓式流量計應用範圍（wéi）最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方麵有舉足（zú）輕重的作用。

　　80年代中期（qī），日本、西歐、美國的銷售金（jīn）額占流量儀表的15%~20%。我國產量1990年估計在（zài）12~14萬台，其中95%以上為玻（bō）璃錐管浮子流量計
特點：

　　(1)玻（bō）璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力（lì）低，有玻璃管易碎的較大（dà）風險；

　　(2)適用於小管徑和低流速；

　　(3)壓力損失較低。

　　1.3容積式流量計

　　容（róng）積式流量計（jì），又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表（biǎo）中是精度最（zuì）高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不（bú）斷地分割成單個已知的體積部分（fèn），根據測（cè）量室逐次重複地充滿和排（pái）放（fàng）該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。

　　容積式流量計按其測（cè）量元件分類（lèi），可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉（zhuǎn）活塞流量計、往複活塞流（liú）量計、圓盤流量計、液封轉筒（tǒng）式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

　　優點：

　　(1)計量精度高；

　　(2)安裝管道條件對計（jì）量精度沒有影響；

　　(3)可用於高粘度液體的測（cè）量；

　　(4)範圍度寬；

　　(5)直讀式儀表無需外（wài）部能（néng）源可直接獲（huò）得累計，總量（liàng），清晰明了，操作簡便（biàn）。

　　缺點：

　　(1)結果複雜，體積龐大（dà）；

　　(2)被測介質（zhì）種類、口徑、介質工作狀態局限性較大；

　　(3)不適用於高、低溫場合；

　　(4)大（dà）部分儀表隻適用於潔淨單相流體；

　　(5)產（chǎn）生噪聲及振動。

　　應用概（gài）況：

　　容積式流量計與差壓式流量計、浮子（zǐ）流量計並列為（wéi）三類使用量最大的流量（liàng）計，常應用於（yú）昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測（cè）量。

　　工業發達國家近年PD流量計(不包（bāo）括家用煤氣表和家用水表)的銷（xiāo）售金額占流量儀表的13%~23%；我國約占20%，1990年產量（liàng）(不包括家（jiā）用煤氣（qì）表)估計為34萬台，其中橢（tuǒ）圓齒（chǐ）輪式和（hé）腰輪式（shì）分別約占70%和20%。

　　1.4 渦輪流量（liàng）計

　　渦（wō）輪（lún）流量計，是速度（dù）式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速，從而且推導出流（liú）量或總量的儀表。

　　一般它由（yóu）傳感器和顯示儀兩部（bù）分組成，也可做成整體式。

　　渦輪流量計和容積式流量計、科（kē）裏奧利質量流量計稱（chēng）為（wéi）流量計中三類重複性、精度最佳的產品，作為十大（dà）類型流量計之一，其產（chǎn）品已（yǐ）發展為多品種、多係列批量生產（chǎn）的規模。

　　優點：

　　　(1)高（gāo）精度，在所有（yǒu）流量（liàng）計中，屬（shǔ）於最（zuì）精確的流量計；

　　　(2)重（chóng）複性好；

　　　(3)元零點漂移，抗幹（gàn）擾能（néng）力好；

　　　(4)範圍度寬；

　　　(5)結（jié）構緊湊（còu）。

　　缺點（diǎn）：

　　　(1)不能長期保持校準特性（xìng）；

　　　(2)流體物性對流量特性有較大影響。

　　應用概況：

　　渦輪流量計在以下一些測量對象（xiàng）獲得廣泛應（yīng）用：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流（liú）體統在歐洲和美國，渦輪流量計在用量上是僅次於孔板流量計的天然計量（liàng）儀（yí）表，僅荷蘭在天然氣管線上（shàng）就采（cǎi）用了（le）2600多台各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計，它們已成（chéng）為（wéi）優良的天然氣計量儀表。

　　1.5電磁流量計

　　電磁流量計是根據（jù）法拉弟電磁感應定律製（zhì）成的一種測量導電性液體（tǐ）的儀表。

　　電磁（cí）流量計有一係（xì）列優良特性，可以解決其它流量計不易應用的問題，如髒汙流、腐蝕流的測量。

　　70、80年代電磁流量在技術上有重大突破，使它成為應用廣泛的一類流量計，在流量（liàng）儀（yí）表中（zhōng）其使用量百分數不斷上（shàng）升。

　　優（yōu）點：

　　(1)測量通道是段光（guāng）滑直管，不會（huì）阻塞，適用於測量含固體顆粒的（de）液固二（èr）相流體，如紙漿、泥漿、汙水等；

　　(2)不產生流量檢測所造成的壓力（lì）損失，節能效果好；

　　(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度（dù）、壓力和電導率（lǜ）變化的（de）明顯影響；

　　(4)流量範（fàn）圍大，口（kǒu）徑範圍寬；

　　(5)可應用腐蝕性流體。

　　缺（quē）點：

　　(1)不能測量電（diàn）導（dǎo）率很低的液體（tǐ），如（rú）石油製品；

　　(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；

　　(3)不能用於較高溫度。

　　應用概況：

　　電磁流量計應用領（lǐng）域廣泛，大口徑（jìng）儀表較多（duō）應用於給排水工程；中小口徑常用於高要求或難測場合，如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控製，造（zào）紙工業測量紙漿液和黑液，化（huà）學工業的強腐蝕液（yè），有色冶金工業的礦漿；小口徑、微小口徑常用於醫藥工業、食（shí）品工業、生物化（huà）學等有衛生要求的場所。
1.6 渦街流（liú）量計

　　渦街流量（liàng）計是在（zài）流體中安（ān）放一根（gēn）非流線型遊渦（wō）發生體，流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的（de）遊渦的儀表。

　　渦街（jiē）流量計按頻率檢出方式可分（fèn）為：應力式、應變式、電容式、熱（rè）敏式、振（zhèn）動體式、光電式及超聲（shēng）式等。

　　渦街流量（liàng）計是屬於最年輕的（de）一（yī）類流量計，但其（qí）發展迅（xùn）速，目前已成為通用（yòng）的一類流量計。

　　優（yōu）點：

　　(1)結（jié）構簡單牢固（gù）；

　　(2)適用（yòng）流體種類多；

　　(3)精度較高；

　　(4)範圍度寬；

　　(5)壓損小。

　　缺點：

　　(1)不適用（yòng）於低雷諾數測量；

　　(2)需較（jiào）長直管段；

　　(3)儀表係數較低(與渦輪流（liú）量計相比)；

　　(4)儀表（biǎo）在脈動流、多相流中尚缺乏應（yīng）用經驗。

　　1.7 超聲流量（liàng）計（jì）

　　超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲（shēng）束(或超聲脈衝)的作用以測量流量的儀表。

　　根據對信號檢（jiǎn）測的原理超聲流（liú）量計可分為傳播速度差（chà）法(直接時（shí）差法（fǎ）、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法（fǎ）、多普勒（lè）法、互相關法、空間濾（lǜ）法（fǎ）及噪聲法等（děng）。

　　超聲（shēng）流量計和電磁流量計（jì）一樣，因儀表流通通道未設（shè）置任何阻礙件，均屬無阻（zǔ）礙流量計，是適於解決流量測量困（kùn）難問題（tí）的一類流量計，特別在大口徑流（liú）量測量方（fāng）麵（miàn）有較突出的（de）優點，近年來它是發展迅速的一類（lèi）流量計之一。

　　優點：

　　(1)可做非接觸式測量；

　　(2)為無流動阻撓測量，無壓力損失；

　　(3)可測量非導（dǎo）電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。

　　缺點：
　　(1)傳播時間法隻能用於清潔液（yè）體和（hé）氣體；而多普（pǔ）勒法隻能用於測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；

　　(2)多（duō）普勒法測量（liàng）精度不高。

　　應用概況：

　　(1)傳播時間法應用於（yú）清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、：怪液、液化天然氣等；

　　(2)氣體應用方麵在高壓（yā）天然氣領域已有使用良（liáng）好（hǎo）的經驗；

　　(3)多普勒法適（shì）用（yòng）於異相含量不太高的雙相流體（tǐ），例如：未處理汙水、工廠排（pái）放液、髒流程液；通常不適（shì）用（yòng）於非常清潔的液體。

　　1.8 科（kē）裏奧利質量流（liú）量（liàng）計

　　科裏奧利質量流量（liàng）計(以下簡稱（chēng）CMF)是利用流體在振動管中（zhōng）流（liú）動時（shí），產生與質量流量（liàng）成正比的科裏奧利力（lì）原理製成的一種直接（jiē）式質量流量儀表。

　　我國CMF的應（yīng）用起步（bù）較晚（wǎn），近年已（yǐ）有幾家製（zhì）造廠（chǎng）(如太行儀表廠)自行開發供應市場；還有幾家製造廠組（zǔ）建合資企業或引用國外技術生產係列儀（yí）表。

　　1.9明渠（qú）流量計

　　與（yǔ）前述幾種不同，它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表麵（miàn）自然（rán）流的流（liú）量（liàng）儀表。

　　非滿管態流動的（de）水路（lù）稱作明渠，測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。

　　明渠流量（liàng）計除圓形外，還有U字形（xíng）、梯形、矩形等多種形狀。

　　明渠流量計應用場所有城市供水引水（shuǐ）渠；火電廠引水和排水渠、汙水治理流入和（hé）排放（fàng）渠；工礦企業水排放以及水利（lì）工程（chéng）和農業灌溉用（yòng）渠道。有人（rén）估計1995台，約占流量儀表整體的1.6%，但是國內應用尚（shàng）無估計數據。

    2 新工（gōng）作原理流量儀表的研究和（hé）開發

　　2.1 靜電流量計(electrostatic flowmeter)

　　日本東京技術學院研製適（shì）用於石（shí）油輸送管線低導（dǎo）電（diàn）液體流量（liàng）測量的靜電流量計。

　　靜電流量計（jì）的（de）金屬測量管絕緣地（dì）與管係連接，測量電容器上靜（jìng）電（diàn）荷便可（kě）知道測量管內的電荷。他們分別作了內徑4~8mm銅、不鏽鋼（gāng）等金屬（shǔ）和塑料測量管儀表（biǎo）的實流試驗，試驗表明流量與電荷之（zhī）間接近於線性。

　　2.2 複合效應（yīng）流量儀表(combined effects meter)

　　該儀表的工作原理是基於流體的動量和壓力作用於儀表腔（qiāng）體產生的變形，測量複合效應的變形求（qiú）取流量。本儀（yí）表由美國GMI工程和管理學院開發，已申請兩項專利。
　2.3 轉速表式流量（liàng）傳感器（qì）(tachmetric flowrate sensor)

　　它是由俄羅斯科學工程中心工業儀表公司開發，是基於懸浮效應理論研製（zhì）的。該儀表已在若幹現（xiàn）場成功的應用(例如在核電站安裝2000餘台測（cè）量熱水流量，連續使用8年)，且還在改進以擴大應用領域。

    3 幾種流量儀表應用和發展動向

　　3.1 科裏奧利質量流量計（jì）(CMF)

　　國外CMF已發展30餘係列，各係列開發在技術上（shàng）著眼點（diǎn）在於（yú）：流量檢測測量管結構上設計創新；提高儀表零點穩定性和（hé）精確度（dù）等性能；增加測量管（guǎn）撓度（dù），提高靈敏度；改善（shàn）測量（liàng）管應力分布，降低（dī）疲勞損壞（huài），加（jiā）強抗振動幹擾能力等。

　　3.2 電磁流量計(EMF)

　　EMF從（cóng）50年代初進入工（gōng）業應用以來，使用領域日（rì）益擴（kuò）展，80年代後期起在各國流量（liàng）儀表銷售金額中已占16%~20%。

　　我國近年發（fā）展迅速，1994年銷售估（gū）計為6500~7500台。國內已生產最大口徑（jìng）為2~6m的ENF，並有實流校驗口徑3m的設備能力。

　　3.3 渦街流量計(USF)

　　USF在60年（nián）代後（hòu）期進入工業應（yīng）用，80年（nián）代後期起在各國流量儀表銷售金（jīn）額中已占4%~6%。1992年世（shì）界範（fàn）圍估計銷（xiāo）售量為（wéi）3.54.8萬台，同期國內產品（pǐn）估計在8000~9000台。

    4 結論

　　由上述可知，流量計（jì）發展到今天雖然已日趨成熟，但其種（zhǒng）類仍然極其（qí）繁多，至今尚無一種對（duì）於任何場合都（dōu）適用的（de）流量計。

　　每種流量計都有其（qí）適用範圍，也（yě）都有局限性。這就要求菠萝蜜视频在线观看：

　　(1)在選擇儀表時，一定要熟悉儀表和被（bèi）測對象兩方麵的（de）情（qíng）況，並要兼顧考慮其它因素，這樣測量才會（huì）準確；

　　(2)努力研製新型（xíng）儀表，使其在現有的基礎上（shàng）更加完善。