計(jì)量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系。做好這一工作，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用，特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度愈來(lái)愈高的當(dāng)今時(shí)代，流量計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用更加明顯。

工程上常用單位m3/h，它可分為瞬時(shí)流量（Flow Rate）和累計(jì)流量（Total Flow），瞬時(shí)流量即單位時(shí)間內(nèi)過(guò)封閉管道或明渠有效截面的量，流過(guò)的物質(zhì)可以是氣體、液體、固體；累計(jì)流量即為在某一段時(shí)間間隔內(nèi)（一天、一周、一月、一年）流體流過(guò)封閉管道或明渠有效截面的累計(jì)量。通過(guò)瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間積分亦可求得累計(jì)流量，所以瞬時(shí)流量計(jì)和累計(jì)流量計(jì)之間也可以相互轉(zhuǎn)化。 [1] 

發(fā)展歷史

編輯

早在1738年，瑞士人丹尼爾伯努利以伯努利方程為基礎(chǔ)利用差壓法測(cè)量水流量。后來(lái)意大利人G.B.文丘里研究用文丘里管測(cè)量流量，并于1791年發(fā)表了研究結(jié)果。

1886年，美國(guó)人赫謝爾應(yīng)用文丘里管制成了測(cè)量水流量的的實(shí)用測(cè)量裝置。

20世紀(jì)初期到中期，原有的測(cè)量原理逐漸走向成熟，人們不再將思路局限在原有的測(cè)量方法上，而是開始了新的探索。

到了30年代，又出現(xiàn)了探討用聲波測(cè)量液體和氣體的流速的方法聲波測(cè)量流量的方法，但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲得很大進(jìn)展，直到1955年才有了應(yīng)用聲循環(huán)法的馬克森流量計(jì)的問(wèn)世，用于測(cè)量航空燃料的流量。

20世紀(jì)的60年代以后，測(cè)量?jī)x表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。

隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲（波）流量計(jì)也得到了普遍應(yīng)用，微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了流量測(cè)量的能力，如激光多普勒流速計(jì)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，可處理較為復(fù)雜的信號(hào)。

發(fā)展趨勢(shì)

編輯

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表。是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍要求越來(lái)越高，為了適應(yīng)多種用途，各種類型的流量計(jì)相繼問(wèn)世，廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。 [1] 

2008年流量計(jì)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到28.3億美元，較2007年增長(zhǎng)約3.9%。

發(fā)展現(xiàn)狀

編輯

由于缺乏國(guó)家在這行業(yè)體制機(jī)制強(qiáng)有力的支持，造成我國(guó)儀器儀表行業(yè)缺乏高層次的復(fù)合型人才，缺乏熟悉、精通各學(xué)科交叉的綜合型人才。自主創(chuàng)新能力低下，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏。具體表現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化產(chǎn)品奇缺，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。

德國(guó)進(jìn)口FlowVision流量計(jì)FS10-U1

德國(guó)進(jìn)口FlowVision流量計(jì)FS10-U1

現(xiàn)代計(jì)量是光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)和許多基礎(chǔ)學(xué)科高度綜合的產(chǎn)物，對(duì)新技術(shù)比較敏感，是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品中更新?lián)Q代速度比較快的產(chǎn)品之一，每年都會(huì)有新產(chǎn)品推出，特別是在當(dāng)今信息技術(shù)攻速發(fā)展的時(shí)代，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，發(fā)展速度稍微慢點(diǎn)就會(huì)被遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在后面。我國(guó)雖然已經(jīng)進(jìn)入21世紀(jì)，但許多東西還停留在80年代初的水平上，大型和高檔的儀器設(shè)備幾乎全部依靠進(jìn)口，甚至有的儀器在國(guó)內(nèi)還處于空白狀態(tài)，中低端的產(chǎn)品質(zhì)量保證上還有許多問(wèn)題需要攻克。

因此，必須要有國(guó)家戰(zhàn)略高度的規(guī)劃和相關(guān)資源的大力支撐，才有機(jī)會(huì)去不斷縮小差距。如果測(cè)試儀器企業(yè)無(wú)法做到一個(gè)比較大的規(guī)模，那么就很難具備和*一較長(zhǎng)短的實(shí)力，而前期的成長(zhǎng)需要巨額的資金投入。

fs10-u1-min11w-m1-e12

fs10-u1-min11w-m1-e12

流量計(jì)量廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究對(duì)外貿(mào)易以及人民生活各個(gè)領(lǐng)域之中。在石油工業(yè)生產(chǎn)中，從石油的開采、運(yùn)輸、煉冶加工直至貿(mào)易銷售，流量計(jì)量貫穿于全過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開流量計(jì)量，否則將無(wú)法保證石油工業(yè)的正常生產(chǎn)和貿(mào)易交往。在化工行業(yè)，流量計(jì)量不準(zhǔn)確會(huì)造成化學(xué)成分分配比失調(diào)，無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生生產(chǎn)安全事故。在電力工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測(cè)量和調(diào)節(jié)占有重要地位。流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否不僅對(duì)保證發(fā)電廠在參數(shù)下運(yùn)行具有很大的經(jīng)濟(jì)意義

，而且隨著高溫高壓大容量機(jī)組的發(fā)展，流量測(cè)量已成為保證發(fā)電廠安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時(shí)給水流量中斷或減少，都可能造成嚴(yán)重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測(cè)量裝置不但應(yīng)做到準(zhǔn)確計(jì)量，而且要及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，煉鋼過(guò)程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測(cè)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一。在輕工業(yè)、食品、紡織等行業(yè)中，也都離不開流量計(jì)量。

應(yīng)用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，但這種流量計(jì)對(duì)流態(tài)分布變化適應(yīng)性差，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動(dòng)儀表更新?lián)Q代，新型流量計(jì)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。至今，據(jù)稱已有上百種流量計(jì)投向市場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國(guó)開展近代流量測(cè)量技術(shù)的工作比較晚，被設(shè)置在測(cè)量流動(dòng)通道6的上游端并相對(duì)于孔眼11和12，用于減少被測(cè)量的流體流入孔眼11和12;測(cè)量控制部件19，用于測(cè)量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時(shí)間;及計(jì)算部件20，用于根據(jù)該測(cè)量控制部件19的信號(hào)計(jì)算流量。

流量計(jì)盡量避開鐵磁性物體及具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備(如大電機(jī)、大變壓器的等)，以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信號(hào)

。傳感

器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號(hào)線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應(yīng)高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。由于電磁流量計(jì)測(cè)量含有懸浮固相或污臟體的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)比其他流量?jī)x表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對(duì)較高。若附著層電導(dǎo)率與液體電導(dǎo)率相近。常見的調(diào)試期故障通常由安裝不妥。

應(yīng)用發(fā)展

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱CMF）是利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。 [2] 

中國(guó)CMF的應(yīng)用起步較晚，已有幾家制造廠自行開發(fā)供應(yīng)市場(chǎng)；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)系列儀表。

國(guó)外CMF已發(fā)展30余系列，各系列開發(fā)在技術(shù)上著眼點(diǎn)在于：流量檢測(cè)測(cè)量管結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)創(chuàng)新：提高儀表零點(diǎn)穩(wěn)定性和精確度等性能；增加測(cè)量管撓度，提高靈敏度：改善測(cè)量管應(yīng)力分布，降低疲勞損壞，加強(qiáng)抗振動(dòng)干擾能力等。

某些廠家研發(fā)出了可以測(cè)量氣液兩相的科里奧利儀表，可以應(yīng)用在卸船，含氣泡介質(zhì)等原先傳統(tǒng)儀表無(wú)法工作的場(chǎng)合。同時(shí)有一種MVD變送器可以實(shí)現(xiàn)儀表在線自校驗(yàn)，即無(wú)需將流量計(jì)拆下，利用對(duì)流量管剛性的檢查，來(lái)判斷現(xiàn)場(chǎng)儀表的性能。

電磁

EMF從50年代初進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，使用領(lǐng)域日益擴(kuò)展，80年代后期起在各國(guó)流量?jī)x表銷售金額中已占16%~20%。

中國(guó)發(fā)展迅速，1994年銷售估計(jì)為6500~7500臺(tái)。國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)大口徑為2~6m的EMF，并有實(shí)流校驗(yàn)口徑3m的設(shè)備能力。2008年銷售額已經(jīng)達(dá)到7700萬(wàn)美元，估計(jì)銷售量在35萬(wàn)臺(tái)以上。

渦街

USF在60年代后期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，80年代后期起在各國(guó)流量?jī)x表銷售金額中已占4%～6%。1992年世界范圍估計(jì)銷售量為3548萬(wàn)臺(tái)，同期國(guó)內(nèi)產(chǎn)品估計(jì)在8000～9000臺(tái)。

應(yīng)用領(lǐng)域

流量測(cè)量技術(shù)與儀表的應(yīng)用大致有以下幾個(gè)領(lǐng)域。

工業(yè)生產(chǎn)

流量?jī)x表是過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。在過(guò)程自動(dòng)化儀表與裝置中，流量?jī)x表有兩大功用：作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)儀表和測(cè)量物料數(shù)量的總量表。

能源計(jì)量

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃?xì)?、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計(jì)量是科學(xué)管理能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。流量?jī)x表是能源計(jì)量?jī)x表的重要組成部分，水、人工燃?xì)狻⑻烊粴?、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計(jì)，它們是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算*的工具。

環(huán)境保護(hù)

煙氣，廢液、污水等的排放嚴(yán)重污染大氣和水資源，嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境。國(guó)家把可持續(xù)發(fā)展列為國(guó)策，環(huán)境保護(hù)將是21世紀(jì)的大課題?？諝夂退奈廴疽玫娇刂疲仨毤訌?qiáng)管理，而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制，流量計(jì)在煙氣排放、污水、廢氣處理流量計(jì)量方面有著不可替代的位置。

中國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家，全國(guó)有上百萬(wàn)個(gè)煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是*污染的重要項(xiàng)目，每個(gè)煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計(jì)，組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無(wú)直管段等。

交通運(yùn)輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運(yùn)和管道運(yùn)輸。其中管道運(yùn)輸雖早已有之，但應(yīng)用并不普遍。隨著環(huán)保問(wèn)題的突出，管道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)引起人們的重視。管道運(yùn)輸必須裝備流量計(jì)，它是控制、分配和調(diào)度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒(méi)和經(jīng)濟(jì)核算的*工具。

生物制藥