郭洪榮

摘 要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的日益成熟和快速發(fā)展，現(xiàn)在企業(yè)中用于測量流量的儀表種類也越來越多，根據(jù)實(shí)際測量介質(zhì)合理的選擇計(jì)量流量計(jì)是至關(guān)重要。在當(dāng)前嚴(yán)峻經(jīng)濟(jì)形勢下，計(jì)量的準(zhǔn)確直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，決定著企業(yè)的存亡。這就要求公司計(jì)量管理人員一定要深入了解每種流量計(jì)量儀表的性能。下面我詳細(xì)的闡述一下質(zhì)量流計(jì)量的類別、測量方法、工作原理、適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量流量計(jì) ?測量方法 ?工作原理 ?適用范圍 ?優(yōu)缺點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TE763 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（a）-0227-01

目前，計(jì)量流量的儀表種類多種多樣，按照測量原理分為測量流體的體積和測量流體的質(zhì)量兩種形式。流體的體積通常指的是流體溫度和壓力構(gòu)成的一個(gè)函數(shù)，它是一個(gè)因變量。測量流體體積的流量計(jì)常用的是標(biāo)準(zhǔn)式孔板流量計(jì)、楔形流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、超聲波流量計(jì)一體化V錐流量計(jì)、渦街流量計(jì)和橢圓齒輪流量計(jì)等。而當(dāng)今大多數(shù)企業(yè)中對(duì)生產(chǎn)過程控制數(shù)據(jù)、成本核算和對(duì)外貿(mào)易結(jié)算等均采用質(zhì)量來進(jìn)行計(jì)量核算。例如我們公司，生產(chǎn)過程中的重要數(shù)據(jù)、產(chǎn)品的產(chǎn)量甲醇、精苯、焦油的數(shù)據(jù)計(jì)量均采用質(zhì)量來進(jìn)行核算的，因?yàn)橹挥薪y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，才能為企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營決策提供可靠、有效信息，才能真正實(shí)現(xiàn)“一切用數(shù)據(jù)說話”。質(zhì)量流量計(jì)的誕生，是流量測量技術(shù)飛躍的重要標(biāo)志。質(zhì)量流量計(jì)利用流體的質(zhì)量是一個(gè)不隨任何時(shí)間、空間溫度、壓力的變化而變化的量這種原理直接測量質(zhì)量流量。質(zhì)量流量計(jì)的誕生，是流量測量技術(shù)飛躍的重要標(biāo)志。

質(zhì)量流量計(jì)的測量原理是并通過測量分體分子帶走的分子質(zhì)量多少而得出流體的流量，采用感熱式的測量方法。因?yàn)楦袩崾綔y量不會(huì)因氣體的溫度、壓力變化而影響測量結(jié)果，比起其他的流量計(jì)測量數(shù)據(jù)更加具有準(zhǔn)確性、快速性、可靠性、高效穩(wěn)定性及靈活性。質(zhì)量流量計(jì)在石油加工、化工企業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用和推廣，它的準(zhǔn)確測量得到了用戶的高度認(rèn)可。

質(zhì)量流量計(jì)的測量方法大體分為間接和直接兩種。間接式測量方法指的是通過測量體積流量和流體密度，再通過計(jì)算最終得到質(zhì)量流量，直接式測量方法則是通過檢測元件直接檢測出流體的質(zhì)量流量。我公司對(duì)外計(jì)量均采用直接式測量方法。

間接式質(zhì)量流量計(jì)是通過體積流量計(jì)和密度計(jì)或兩個(gè)不同類型的體積流量計(jì)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量的測量。它有體積流量計(jì)與體積流量計(jì)、體積流量計(jì)與密度計(jì)和節(jié)流式流量計(jì)與密度計(jì)的三種組合形式。

直接式質(zhì)量流量計(jì)是通過輸出信號(hào)直接反映出所測物質(zhì)的質(zhì)量流量，溫度、壓力、密度的變化對(duì)測量結(jié)果沒有任何影響，主要有差壓式質(zhì)量流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)和科里奧利質(zhì)量流量計(jì)三種形式。

差壓式質(zhì)量流量計(jì)：利用馬格努斯效應(yīng)為基礎(chǔ)，實(shí)際應(yīng)用中再次采用孔板和定量泵組合形式完成質(zhì)量流量的測量。一般常見的的兩種結(jié)構(gòu)是雙孔板與定量泵的組合及四孔板與定量泵的組合方式。

由于當(dāng)時(shí)雙孔板質(zhì)量流量計(jì)存在局限性，如必須采用兩個(gè)定量泵，且要求定量泵的流量必須大于主管道的流量，所以，又進(jìn)一步提出了改進(jìn)方案-一個(gè)定量泵和四個(gè)孔板的組合。但是這種測量方法僅僅適用于測量液體的質(zhì)量流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)基本原理：充分利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測流體進(jìn)行加熱，且熱能跟隨流體一起流動(dòng)，通過測量因流體流動(dòng)而造成的熱量（溫度）變化來反映出流體的質(zhì)量流量。這種流量計(jì)大多數(shù)用于較大氣體流量的測量。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)（簡稱科氏力流量計(jì)）是一種能夠直接精密地測量出流體質(zhì)量流量的新穎儀器儀表，它通過利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來直接測量出氣體、液體和漿液的質(zhì)量流量，而且不會(huì)被測介質(zhì)物理參數(shù)限制。

科氏力流量計(jì)結(jié)構(gòu)一般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成。振動(dòng)管（測量管道）有U形、Ω形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有用雙管等方式，是一種敏感器件，但基本原理是相同的。以采用兩根并排的U形管結(jié)構(gòu)主體為例，通過讓兩根管的回彎部分相向微微振動(dòng)起來帶動(dòng)兩側(cè)的直管跟著振動(dòng)，出現(xiàn)它們會(huì)同時(shí)靠攏或同時(shí)張開的現(xiàn)象，也就是實(shí)現(xiàn)兩根管同步對(duì)稱的振動(dòng)。流體通過U形管固定的兩個(gè)開口端流入和流出。在U形管的頂端安裝了電磁激振裝置，目的是用于驅(qū)動(dòng)U形管，使其以O(shè)-O為軸且鉛垂直于U形管所在平面的方向按固有的頻進(jìn)行振動(dòng)，迫使管中流體一直在沿著管道流動(dòng)，同時(shí)又跟著管道作垂直運(yùn)動(dòng)，這時(shí)流體將會(huì)受到科氏力的作用，同時(shí)U形管將受到流體的反作用力。因?yàn)榱黧w在U形管兩側(cè)的流動(dòng)方向相反，所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而使U形管受到一個(gè)力矩的作用，管端繞R—R軸扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，該變形量的大小與通過流量計(jì)的質(zhì)量流量具有確定的關(guān)系。因此，測得這個(gè)變形量即是測得管內(nèi)流體的質(zhì)量流量。實(shí)踐證明遵循質(zhì)量手恒定律的原理，用質(zhì)量（如千克）作單位的流量計(jì)比用容積（如立升或立方米）作單位的容積式流量計(jì)要準(zhǔn)確和恒定。

我公司與唐山考伯斯開灤碳素化工有限公司（簡稱：考伯斯）、唐山中浩化工有限公司（簡稱：中浩）兩家公司涉及對(duì)外貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量，為了確保計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、有效，確保公司利益、避免引起計(jì)量糾紛，所以在流量計(jì)的選型上下了很大的功夫，對(duì)不同的測量介質(zhì)選擇了不同型號(hào)的流量計(jì)，例如純苯、甲醇、污水、焦油選用質(zhì)量流量計(jì)，而蒸汽、煤氣、氮?dú)?、解析氣、氫氣（馳放氣）等選用標(biāo)準(zhǔn)化孔板和一體化V型錐流量計(jì)。

所有的儀器儀表自身都存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，質(zhì)量流量計(jì)也不例外，它具有不受壓力、溫度、密度及流速分布等的局限，對(duì)其不敏感，不影響測量的準(zhǔn)確性;安裝方式簡單便捷，可以隨意調(diào)動(dòng)各種尺寸的傳感器管子進(jìn)、出口的安裝方向，更加方便于用戶使用;可以實(shí)現(xiàn)直接測量流體的質(zhì)量，達(dá)到更加高精度的流量測量，減少企業(yè)不必要的損失;管路內(nèi)不存在電極污染及無可動(dòng)部件等問題，從而降低了儀器儀表的故障率，同時(shí)便于日常的清洗、維修維護(hù)與保養(yǎng);測量的范圍廣泛，可以精確測量出氣體、液體、化工介質(zhì)（甲醇、精苯、焦油等）、造紙黑液及漿體等很多的介質(zhì)的質(zhì)量流量，同時(shí)還可以精確地測量低流速氣體;具有良好的抗腐蝕、防污、防爆等性能。但仍存在著一定的缺點(diǎn)：零點(diǎn)不太穩(wěn)定，存在著零點(diǎn)漂移，對(duì)精確度有一定的影響，有待進(jìn)一步改進(jìn)提高;不適合用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體的質(zhì)量流量測量;對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，所以大部分型號(hào)流量傳感器對(duì)安裝固定得要求較高，其目的是為了防止管道振動(dòng)的影響。

隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，自動(dòng)化儀表也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)，未來將會(huì)有更多精確計(jì)量流量的儀表出現(xiàn)，所以根據(jù)測量介質(zhì)選擇合適型號(hào)的流量計(jì)是非常重要的，只有選對(duì)型號(hào)才能保證測量數(shù)據(jù)的精確、有效，從而保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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