張艷(艾默生工程控制有限公司，上海 201206)

流量測量儀表是一種工業(yè)自動化儀表，廣泛運用于社會的各個領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會已經(jīng)步入了網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的時代，流量測量儀表的出現(xiàn)給工業(yè)自動化建設(shè)帶來個極大幫助，其主要用途有：能夠進行工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的過程檢測；能夠測量能源流量，給核算工業(yè)經(jīng)濟提供參考數(shù)據(jù)。隨著社會工業(yè)發(fā)展的腳步越來越快，各種重要流體能源的測量項目也越來越多，精確可靠的流量參數(shù)能夠減小不必要的能源消耗，加速工廠作業(yè)流程進展，在工業(yè)進步發(fā)展中起到不可忽視的作用。

1 流量儀表的類型及應(yīng)用

流量測量儀表以實用功能進行分類有：流量傳感器、流量開關(guān)、流量變送器以及流量計量表等；以結(jié)構(gòu)形式進行分類有：插入式流量儀表和滿管式流量儀表等；以測量原理進行分類有：渦輪式流量計、節(jié)流流量計、電磁流量計、超聲流量及、熱式流量計、兩相流量計等。一般流量測量儀表都是按照測量原理的標(biāo)準(zhǔn)進行分類。流量測量儀表中應(yīng)用比較廣泛，功能具有代表性的種類有：節(jié)流流量計、電磁流量計、超聲流量計、渦街流量計、熱式流量計以及流量計。

1.1 節(jié)流流量計

節(jié)流流量計的應(yīng)用范圍主要在電力、煉油以及化工等方面，其主要特點是能夠在高溫高壓的環(huán)境下工作，得到的流量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，應(yīng)用時間長、范圍廣，在目前很多工業(yè)活動中具有不可替代的作用。近年來，節(jié)流流量計的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，對于節(jié)流裝置測量范圍過小的問題，研制出了更換孔板流量計。對于孔盤磨損導(dǎo)致測量值精確度降低為缺點，可采用耐磨孔盤進行替換。對于壓力差值、溫度改變的測量跟蹤上也有很很大的改善。研制出了介質(zhì)通用性極好的楔形流量計，進一步加大了節(jié)流流量計的適用范圍。

1.2 電磁流量計

電磁流量計主要運用于石油化工、城市建設(shè)等社會領(lǐng)域，近年來發(fā)展極為迅速。其主要應(yīng)用發(fā)展在于：實用口徑體系逐漸被完善，各種類型的測量口徑均已具備；電極和襯里材料種類越來越豐富，電極已經(jīng)含有能夠抗還原酸的材料，襯里也已經(jīng)有了耐高溫磨損的材料；各種不同的電磁流量計不斷被開發(fā)推廣，主要有：無電極電磁流量計、不滿管電磁流量計、潛水型電磁流量計等，其總銷售額在所有流量測量儀表中最高。

1.3 超聲流量計

超聲流量計的主要優(yōu)勢在于能夠?qū)σ后w、氣體等流體進行測量，沒有運動部件且不存在阻力損失，可測量大范圍的流量，能夠滿足大多數(shù)用戶的測量需求。因其應(yīng)用歷史較早，技術(shù)已逐漸趨于成熟，市場供應(yīng)量越來越大。其測量流量的方式有：利用傳播時間的差值進行流量計算；利用多普勒的頻移距離值進行流量計算兩種方式。兩者都是利用多聲道原理設(shè)計，但后者的測量精確度較低。

1.4 渦街流量計

渦街流量計是一種發(fā)展?jié)摿?yōu)秀的流量計，具有無運動部件、可用于多種介質(zhì)流體測量、流量測量穩(wěn)定可靠、能夠輸出性脈沖頻率信號等優(yōu)點。但因為各方面的原因，渦街流量計未能被廣泛的應(yīng)用。導(dǎo)致這種情況的主要原因是，渦街流量計流量計的生產(chǎn)者和用戶對此流量計缺乏理論和應(yīng)用上的了解，造成流量計的選型不準(zhǔn)確、過于重視通用功能，讓流量計的在實用推廣中無法全面體現(xiàn)其優(yōu)勢，得不到相應(yīng)的發(fā)展機會。

1.5 熱式流量計

熱式流量計主運用于環(huán)保、取暖以及常溫氣體測量等方面，其制作原理是以傳熱和流體流速成正比為基礎(chǔ)，通過測量熱源溫度的變化對流量進行測量。其測量方式有熱分布式和浸入式測量兩種，熱分布式測量主要用于流體通過管徑小，浸入式測量則適用于管道較大的氣體測量。其主要優(yōu)點有：測量方式簡單、流量測量靈敏度高、不易堵塞、對測量流體速度限制低、應(yīng)用范圍廣等。缺點在于：易受流體組成影響，可承受溫度不高。近年來，美國推出了一款插入式熱式流量計，以小型MEMS芯片微熱敏元件，因其熱源小，對管道內(nèi)的溫度場的影響可以忽略不計，能夠應(yīng)用于高溫測量，可在工控系統(tǒng)中使用。

1.6 科氏流量計

科氏流量計的主要應(yīng)用范圍有油品測量、液體測量及氣體測量?？剖狭髁坑嬙谔烊粴獾臏y量中應(yīng)用比較廣泛，有很大的發(fā)展空間，近年來其銷售增長率也越來越大?？剖狭髁坑嬁趶揭话爿^小，和超省流量計在口徑范圍上能夠進行互補使用，因其售價比較昂貴，很多地方都會用容積式流量計來代替，但這種代替會導(dǎo)致工廠維修和校檢量增大?？剖狭髁坑嬙诤线m的價格下，具有比較廣闊的市場前景。

2 流量測量儀表的發(fā)展趨勢

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，世界迎來了一個數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的時代，各行業(yè)都加強了數(shù)據(jù)的采集和控制管理工作，流量測量儀表是有關(guān)工業(yè)流體數(shù)據(jù)采集的一個重要組成部分。流量測量儀表的主要發(fā)展方向是，實用功能全面、采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定精確、攜帶和使用輕便以及操作智能化。將以上發(fā)展需求進行分析，觀察目前社會流量測量儀表的研發(fā)程度和市場情況，得到的詳細情況如下。

由于新時代的到來，傳統(tǒng)的流量測量儀表已逐漸被取代，新的流量測量計開始向著電子化和數(shù)字化的方向發(fā)展前進，如俄羅斯的轉(zhuǎn)速表式測量儀就是利用懸浮效應(yīng)做研制出來的，日本的靜電流量計能夠用于測量石油輸送管線中的低導(dǎo)電液體流量。近年來，新型的流量測量計越來越多，例如：超聲流量計、電磁流量計、科氏流量計等，且這些新技術(shù)研制的流量計正在逐漸取代傳統(tǒng)流量測量儀表的市場地位。從實用功能全面、操作智能化以及使用、安裝簡單便捷上來看，目前發(fā)展形勢最好的是電磁流量計、超省流量計，其設(shè)計結(jié)構(gòu)都比較簡單，切適用范圍廣，功能齊全，一般都可用于流體的流量、組成成分和密度的測量。

目前流量測量儀表存在的主要難點在于，對于流量大、粘度高以及多相流的高壓和低壓等，測量環(huán)境比較惡劣的情況下，一般流量測量儀表無法正常進行測量。因此，流量測量儀表在未來一段時間內(nèi)的主要研究方向，研制出能夠在多種特殊環(huán)境下進行流量測量的流量儀表。

3 結(jié)語

流量測量儀表的研究正在向著電子化、智能化和數(shù)據(jù)化的方向發(fā)展。在工業(yè)發(fā)展中，流量測量儀表是必不可少的，它能夠幫助工廠采集必要的流量數(shù)據(jù)，提高工廠運作效率，節(jié)約能源用量，且有助于社會數(shù)據(jù)化的發(fā)展。在進行流量測量儀表的選擇時需要注意有自己的主見，按自身需要選取符合自己經(jīng)濟現(xiàn)狀的流量儀表。本文首先是對目前流量測量儀表的類型進行了介紹，并對其應(yīng)用進展做出了說明，然后對其發(fā)展趨勢進行簡要的討論，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)行業(yè)起到一定的參考作用。

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