浅谈流量测量技术与仪表的应用

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。

流量计的发展

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。

流量计的应用领域

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，亦是安全监控和经济核算的必备工具。

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。  

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、探针式流量计等。

按流量计机构原理分有容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、变面积式流量计、动量式流量计、冲量式流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、流体振荡式流量计。

我国是工业大国，也是能源消耗大国，近年来，随着我国工业迅速发展，尤其工业自动化趋愈加明显，我国工业发展对能源的需求也越来越大。

流量计在仪表业的现状

为确保能源能够及时供给工业发展，我国加大能源开采力度。流量计作为工业能源测量挖掘工作中必不可少的设备之一，其市场需求也随之增加，成长为现代工业经济中新的经济增长点。

我国能源消费回暖 带动流量计需求增加

据国家能源局发布的消息，2017上半年，我国石油消费稳定增长，天然气消费大幅度增长。我国石油消费量约为三亿吨，同比增长约百分之五；天然气消费量约为一千亿立方米左右，同比增长约百分之十一。并且我国在2017年上半年清洁能源消费比重提高，天然气和非化石能源消费比重合计为百分之二十，比去年底提高不少。

天然气调压计量

因此，为确保能源能够及时供给工业发展，我国加大能源开采力度。流量计作为工业能源测量挖掘工作中必不可少的设备之一，其市场需求也随之增加，成长为现代工业经济中新的经济增长点。 

国内流量计企业抓住经济增长点 需加大创新力度

国内流量计需求增加，对于我国流量计企业来说，是增长企业经济实力和市场竞争力的好时机。然而，由于我国流量计技术研究起步较晚，相对于国外知名流量计品牌来说，国内流量计企业竞争力相对较弱。

数据显示，在2016年1—9月，我国从国外三十多个国家进口一千多万个流量计，进口额达到三千多万美元，其中，从德国进口数量最多。可以看出，我国流量计市场有一部分是被国外流量计企业所占据。

科技是第一生产力，质量是根本，我国流量计企业若想在流量计市场享有话语权，要坚持“以质、新取胜”的理念，严把质量关，加大创新力度。

编辑：黄飞