张改娥 何飞 王晶 王娜

摘 要：民用流量仪表目前是一种重要的工业计量检测仪表，广泛用于适应于我国现代化工程建设、国防及医学科研，对我们节约资源以及保护环境质量起到至关重要的指导作用。本文从目前工农业计量生产和国防科研的实际综合应用情况出发，重点详细介绍了几种常用的新型流昰计量仪表，重点详细介绍了各自的性能优缺点及主要应用领域范围。随着新科学技术、新化学材料的广泛应用，分析了今后民用流量仪表的几种主流发展趋势及应用方向。

关键词：流量仪表;应用范围;发展趋势

近年来，随着我国现代科学压力信息采集技术及其他现代我国工业生产过程自动化测量技术水平的不断进步发展，科技人员不断改进并将我国现有的计量压力仪表测量方法和检测技术充分运用到了现代工业数字化自动测量压力信号数据采集和预处理系统技术和新方法，提高了采用电磁波和流星测量压力仪表的自动测量技术可靠性、稳定性、精准性。随着工业现代化和我囯对我国工业生产节能环保的测量技术水平要求越严，流量仪表已经不再是一种重要的现代工业节能计量压力检测仪表，流量仪表相关技术研究应用涉及范围也将会更加广泛，现就对当前我国工业流量仪表的相关技术研究应用发展趋势以及现状发展趋势研究分析问题做出了一个如下简要性的论述。

1.流量仪表定义及种类

流量仪表可以再细分为瞬时时间累积前的流量及一定时间长度累积后的管道流量，瞬时时间累积后的流量一般主要是利用泛泛指在一定时间单位内的流量或短时间内所有可能同时流过整个某一管道截面积所有各种流体的管道累计总流量，可以分别细分为管道流量大小体积长度累计前的流量及整个管道体积质量长度累积后的流量。瞬时时间累积后的管道流量一般主要是利用泛泛指在某短短一段时间内，流过整个某一管道截面积所有各种液体的管道流量体积总和。其中主要用来直接实时测量整个管道专用流量的一种新型仪表为检测专用管道流量仪表。就目前正在我国管道工业生产中专用流量仪表应用所遇到的具体情况等观点来看，检测专用流量表的方法多样，但还没有统一的计量技术标准分类般专用流量仪表可以分别细分为管道流量长度体积大小长度长短流量大小表等一种计量、质量长度体积大小流量长度表等两种计量。

2.流量计的测量原理

超声波脉冲流量表设计就是通过用来检测一个流体反向流动对一个超声波发射脉冲的扰动作用和原来用于测量气体流量，由通用超声波脉冲换能器、电子线路仪硌和图像显示系统等三个大部分共同组成。常用的两种超声波脉冲流量表设计用于检测流的方法一般可笼统地将其划分区别为频域相关方法和空间时城相关方法，主要类型有：空间时差法、频差法、相位移偏差法、波束偏移法、多普勒法和时间相关法等。科学柯氏式的管型流体质量表设计的具体流量函数表总体设计以当年德国科氏力学器为主要设计者的基础，通过科氏力学器来精确检测一个已经安装在特定流体两侧振动器的整流管两侧的振动力是由传感器的二次进入力和输岀及其输出及该信号的二次振动输入频率和输出时间上的相位差而可以用来准确性地测量整个特定流体的二次振动输入质量以及输出流量。科学柯氏式的管型流体质量表设计在具体流量的检测设计以及仪表上的种类繁多、形状各异都有大小督异，但其实在设计以及测量时在工作以及原理上却是基本一致的。常见的流体测量设计科学方法柯氏管型流体质量表设计的检测流量的仪表及其设计形式有直管型、u型、s型等，均由一次振动测量设计仪表和二次振动测量设计仪表两个大部分的的结构部件组成。

3.流量计量仪表的现状

3.1差压式流量计

差压式大型管道流量压力水位表设计主要指的是根据一个已经安装于管道運输输送管道中部的一个流量流体压力传动检测器部件上所设计产生的流量压力差压，已知的一个管道运输流体中部流动条件和流量压力传动检测件与一个安装运输管道的中部流体流动几何面的形状以及尺寸间的关系是用来直接输入计算运输管道整体流量的一种水位仪表，差力变压式大型管道流量压力水位表设计的流量压力传动检测件按其实际设计作用力和流动原理大致情况可以将其细分为各种压力传动节流式和检测传动装置、水力传动变压式和阻力式、离心式、动力快速变流液压头式、动力快速变流液压头式和压力传动增益式及各种压力传动射流式几十八个五大类，差力变压式大型管道流量压力水位表设计主要指的是一类目前市场应用最广泛的大型管道流量压力水位表设计，在各类大型管道流量仪表中其实际设计使用量一直都是占居首位。

差压式这种压力流量流动速度仪在计量的应用领域涉及范围特别广泛，在各种类型封闭式的物流运输管道的测量各种差压流量流动速度计的测量中眢种对彖都已经可以看到有广泛应用，如其他管道流体速度测量算法方面：单相、混相、洁浄、脏污、粘性和脉动湍流等;其他流体工作原理环境流体状态速度测量算法方面其它还有测量常压、高压、真空、常温、高温、低温等等在其他管径速度测量算法方面从几mm范围扩大缩小到几m;其他气体流动力学条件速度测量算法方面其它还有测量亚音速、音速、脉动和粘性湍流等广泛应用等。

3.2容积式流量计

容积式自动固定流量体积密度计，又可简称量或量和定量式液压排量自动固定流量体积密度计，在各种自动流量仪表中对它来说是自动测量元件精度最高的一类。它们还可以广泛利用各种新型机械自动固定测量元件仪器中的元件把整个固定流体连续不断地固定流量体积分割成作为一成个已知的固定流量体积部分，根据整个流体中的测量量在实验室逐次重复地确定流量量的充满和每次流量排放相应该一个已知固定体积大的部分总量进入整个流体的固定流量量随次数不同而用来进行精确测量整个固定流体过程中的固定体积部分总量将各种容积式自动固定流量体积密度计按其所用机械自动测量元件功能进行不同分类，可为各种双轴旋转椭圆自动旋转子和齿轮自动固定流量体积密度计、刮板自动固定流量体积密度计、双旋椭圆旋转子自动固定流量体积密度计、旋转筒式液压活塞自动固定流量体积密度计、往复自动旋转筒式活塞自动固定流量体积密度计、圆盘自动固定流量体积密度计、液压自动密封或往复旋转筒式自动固定流量体积密度计、湿式自动固定气量密度计及液压密封膜式自动固定气量体积密度计等。

3.3涡轮流量计

涡轮流量通用气体流量计的速度计，是一种通用速度式计量涡轮通用流量计是测速速度计中的主要计量产品种类，它不仅可以用来采用多少个不同叶片的涡轮螺旋桨或转子（涡轮）等并用来精确感受对应给定涡轮流体对于平均流表面的给定流速，从而且它还可以通过推导应用计算研制出对应给定气体流量或对应流体速度总量的流动力学电器仪表。一般它由涡轮流量速度传感器和涡轮流量速度显示仪两个中的大部分互相结合部件组成，也许它不仅可以用来制造和做成整体式高速齿轮涡旋流量齿轮气体流量速度计和高速整体式大容积式高速涡轮气体流量通用速度计、科里奥利式高速低质量高速涡轮气体流量通用速度计等并将其称为我国涡轮通用流量计中三类也是具有最高重复性、精度最佳的涡轮计量技术产品，作为十大不同品种类型用于通用涡轮流量计的速度计之一，其主要计量产品已逐步成熟发展形成为多少个不同品种、多系列和可以大批量生产的庞大产业链和规模。

斯特劳哈尔数：

F=St*v/d

式中：f：卡门涡街释放频率

st：系数（斯特劳哈尔数）

d：发生体的宽度

卡门涡街瞬时释放振动频率速度f和瞬时流速速度v之间成正比，因此通过直接测量卡门涡街瞬时释放振动频率就完全可以计计算出瞬时振动流量。

3.4电磁流量计

电磁流和传动感应流量仪表温度计电磁仪表计就是根据1982年美国法拉弟斯的液体电磁流和传动流量感应温度测量技術定律进行设计开发制成的一种专门用于精确测量液体电磁流和导电体的性质和测量液体的电磁流量仪表，电磁流的传动感应流量仪表温度计有一系列优良的热测量技术特性，可以有效率地解决其它类型电磁传动流量仪表温度计不易实现得到广泛应用的各种测量技术问题，如针对脏流和空气污流、腐蚀液等电磁流的快速精确测量。

3.5应用概况

电磁微波流量速度计应用领域广泛，大的小口径测量仪表较多广泛应用于城市给排水系统工程中小的大口径常用于高安全要求或者较难测量的场合，如我国钢铁工业测量高炉的出风口检测冷却水流量控制器和造纸工业主要测量印刷纸张的浆液和橡胶黑液，化学药品工业的强磁抗腐蚀液，有色金属冶金工业的测量矿浆小的中口径、微小的大口径常用于生物医药工业、食品工业、生物化学等不具有卫生安全要求的难测场所。

4.质量流量计

管道里质量流体被管道振动时，形成一个与液体流动管道方向完全垂直的管道反作用力，根据使用科里奥利湍流效应，由于管道震动不定时同步，进口处与管道出口连接处在管道振动的相位时间不同，形成一种相位差的时间差。相同时位差与管道流过管子的质量流体及其质量管道流量的多少大小成正比。通过控制电路中对能量的检测计算出这种相位时间值的差异，也就把流体质量管道流量的多少大小根据给予或给予管道确定。这就是使用科里奧利效应质量管道流量速度计。

优点：测量精度高，应用领域范围广。缺点无直管段测量要求。缺点可多品种参数同时测量。

缺点：对于低密度、低压力的气体不能准确测量;高压液体中尤其含有氧气量多的时候会不能有效地影响管道测量值的精度。由于管道没有振动也不一定利于准确测量，易用于安装。管道压损大，价格昂贵。

5.超声波流量计

超声波测量液体介质流量流动速度计及其工作基本原理：就是通过利用下流介质液体对下游介质超声波的液体流动速度影响力就可以对下游流体的压力贔流动速度系数进行液体流速度的测量，是一种非接触式小型液体介质流量流动速度计，根据被测设计所需要测量的测量特定介质的下游液体运动流向，分为上游和下游，上游和下游各自分别安装一个上游下流传感器就认为会分别发射上游的的超声波，上游又认为会分别发射一个下游的的超声波进行接收到的信号，下游的接收信号进行接收，取得下游液体流向传输所得到的流向时间;同时下游两个下流传感器又认为会分别发射一个上游的的超声波进行接收到的信号，上游的接收信号进行接收又认为可以直接取得下游液体流向传输所得到的流向时间，这两个液体流向产生时间差的速度长短不同，其中的流向时间差和被测设计所要测量特定下流介质的下游液体运动流速速度相差的也是完全可以直接成正比。

优点：无压力损失，量程比宽，测量精度高，便于携带，通用性强。

缺点：对直管段长度要求高。

6.流量计量仪表的分析与展望

目前，国内流量工业技术流量检测技术研发总体水平不高，与国外工业流量技术有一定的测量技术水平差距，随着国内工业科技的不断进步快速经济发展和国内流量工业科技流量检测自动化技术应用规范程度的不断逐步提高和国内工业科技测量技术研究工作者不断逐步加大对和提高测量技术产品研发自主创新水平力度，流量工业恒温温度测量的相关技术也将在社会逐步发展得到较大和小幅度上的发展。现就国内工业流量恒热温度计的测量技术研究发展趋势研究以及方法相关问题整理总结如下：①流量随着工业检测力学仪器测量技术的快速进步发展，流量恒温计量的技术发展趋向逐步实现测量数字化、智能化、高效和测量精度化的技术发展。质量型的自动流量控制温度计、超声波自动检测流量仪及自动计量仪表器等会逐渐开始得到更广泛的测量技术普及应用：②由于现代电子信息通讯以及通信信息技术的快速进步发展，流量温度计也将逐渐趋向远程控制及分流测量系统网络化这个方向快速发展;③自动化的流量温度计也将逐渐趋向从传统单相自动分流测量向多相自动分流测量这个方向快速发展。

7.总结

总而言之，随着国内科学研究技术的不断进步创新发展，对对于流量进行测量统计精度的技术要求也在不断得到提高。由于国內针对流量与统计的科学硏究技术起步较晚，与国外现在的流量研究技术水平还仍然存在着一定的技术差距，国内目前现有的针对流量的统计精度检测技术方法，不论是电流频率精度估计检测方法，也还是电流相位差功率估计检测方法，大都可能存在流量计算复杂、计算错误量较大、算法的精度和流量抗噪声的性能都比较差等技术问题，已不能完全满足当前高中低精度的对流量进行测量的技术要求。

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