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流量计简介:

中文名称:流量计 英文名称:flowmeter 定义:指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的仪表。 应用学科:机械工程(一级学科);工业自动化仪表与系统(二级学科);流量测量仪表-流量测量仪表名称(二级学科)

 流量计

流量计发展

流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利 奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长,才促使仪表迅速发展,微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代,新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有上百种流量计投向市场,现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
  我国开展近代流量测量技术的工作比较晚,早期所需的流量仪表均从国外进口。
  流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。

流量计应用领域

流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。
  一,工业生产过程 流量计
  流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛诮用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
  二,能源计量
  能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
  三,环境保护工程
  烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。
  我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。
  四,交通运输
  有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道貌岸然运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。
流量计
  五,生物技术
  21世纪将迎来生命科学的世纪,以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多,如血液,尿液等。仪表开发的难度极大,品种繁多。
  六,科学实验
  科学实验需要的流量计不但数量多,且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的,它们并不批量生产,在市面出售,许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。
  七,海洋气象,江河湖泊
  这些领域为敞开流道,一般需检测流速,然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。


流量计种类

用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。
流量计
  流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。
  这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
  总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
  按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
  按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计,来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。

新流量仪表

1、静电流量计
  日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计(electrostaticflowmeter)。  静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径[2]4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。
2、复合效应流量仪表
  复合效应流量仪表(combined effects meter) 的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。
3、转速表式传感器
  转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor) 是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发,是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量,连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。

流量计选购方法


 (一)流量仪表(流量计)的一般选型:   
可以从五个方面进行考虑,这五个方面为流量计仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下:  
 1、仪表性能方面: 准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等;  
 2、流体特性方面: 温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容,等熵指数;  
 3、安装条件方面: 管道布置方向,流动方向,检测件上下游侧直管段长度、管道口径,维修空间、电源、接地、辅助设备(过滤器、消气器)、安装、等;  
 4、环境条件方面: 环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等;  
 5、经济因素方面: 仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。  
 (二)流量计仪表选型的步骤如下:
1、依据流体种类及五个方面考虑因素初选可用仪表类型(要有几种类型以便进行选择);
2、对初选类型进行资料及价格信息的收集,为深入的分析比较准备条件;  
3、采用淘汰法逐步集中到1~2种类型,对五个方面因素要反复比较分析最终确定预选目标。

结论

 流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计,每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。这就要求我们:在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确。当然,随着科技的发展和实际应用的需要,更多的新型流量计将不断的涌现,流量计的类型将更为齐全,选择时就应当更为谨慎。

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