流量测量的发展可(kě)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(yòng)孔板测量居民(mín)的饮用(yòng)水水量。
流量计的发展
公元前1000年左右古埃及用(yòng)堰法测量尼罗河的流量。我國(guó)著名的都江堰水利工程应用(yòng)宝瓶口的水位观测水量大小(xiǎo)等等。
17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理(lǐ)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(duō)类型仪表的雏形开始形成,如堰、示踪法、皮托管、文(wén)丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。
托里拆利
20世纪由于过程工业、能(néng)量计量、城市公用(yòng)事业对流量测量的需求急剧增長(cháng),才促使仪表迅速发展,微電(diàn)子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新(xīn)换代,新(xīn)型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今,据称已有(yǒu)上百种流量计投向市场,现场使用(yòng)中许多(duō)棘手的难题可(kě)望获得解决。
我國(guó)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國(guó)外进口。
流量测量是研究物(wù)质量变的科(kē)學(xué),质量互变规律是事物(wù)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體(tǐ),凡需掌握量变的地方都有(yǒu)流量测量的问题。流量和压力、温度并列為(wèi)三大检测参数。对于一定的流體(tǐ),只要知道这三个参数就可(kě)计算其具有(yǒu)的能(néng)量,在能(néng)量转换的测量中必须检测此三个参数。能(néng)量转换是一切生产过程和科(kē)學(xué)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(yòng)。
流量计的应用(yòng)领域
流量测量技术与仪表的应用(yòng)大致有(yǒu)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(yòng)于冶金、電(diàn)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(mín)日常生活等國(guó)民(mín)经济各个领域,是发展工农业生产,节约能(néng)源,改进产品质量,提高经济效益和管理(lǐ)水平的重要工具在國(guó)民(mín)经济中占有(yǒu)重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有(yǒu)两大功用(yòng):作為(wèi)过程自动化控制系统的检测仪表和测量物(wù)料数量的总量表。
二、能(néng)源计量
能(néng)源分(fēn)為(wèi)一次能(néng)源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能(néng)源(電(diàn)力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能(néng)工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能(néng)源计量是科(kē)學(xué)管理(lǐ)能(néng)源,实现节能(néng)降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能(néng)源计量仪表的重要组成部分(fēn),水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用(yòng)的能(néng)源都使用(yòng)着数量极其庞大的流量计,它们是能(néng)源管理(lǐ)和经济核算不可(kě)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。國(guó)家把可(kě)持续发展列為(wèi)國(guó)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(lǐ),而管理(lǐ)的基础是污染量的定量控制。
我國(guó)是以煤為(wèi)主要能(néng)源的國(guó)家,全國(guó)有(yǒu)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(fēn)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(yǒu)很(hěn)大因难,它的难度為(wèi)烟囱尺寸大且形状不规则,气體(tǐ)组分(fēn)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(yǒu)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(yǒu)之,但应用(yòng)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(fēn)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(wù)技术
21世纪将迎来生命科(kē)學(xué)的世纪,以生物(wù)技术為(wèi)特征的产业将获得迅速发展。生物(wù)技术中需监测计量的物(wù)质很(hěn)多(duō),如血液,尿液等。仪表开发的难度极大,品种繁多(duō)。
六、科(kē)學(xué)实验
科(kē)學(xué)实验需要的流量计不但数量多(duō),且品种极其繁杂。据统计流量计100多(duō)种中很(hěn)大一部分(fēn)是应科(kē)研之需用(yòng)的,它们并不批量生产,在市面出售,许多(duō)科(kē)研机构和大企业皆设专门小(xiǎo)组研制专用(yòng)的流量计。
七、海洋气象,江河湖(hú)泊
这些领域為(wèi)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(wù)理(lǐ)原理(lǐ)及流體(tǐ)力學(xué)基础是共通的但是仪表原理(lǐ)及结构以及使用(yòng)条件有(yǒu)很(hěn)大差别。
流量计种类
用(yòng)以测量管路中流體(tǐ)流量(单位时间内通过的流體(tǐ)體(tǐ)积)的仪表。
流量测量方法和仪表的种类繁多(duō),分(fēn)类方法也很(hěn)多(duō)。至今為(wèi)止,可(kě)供工业用(yòng)的流量仪表种类达60种之多(duō)。品种如此之多(duō)的原因就在于至今还没找到一种对任何流體(tǐ)、任何量程、任何流动状态以及任何使用(yòng)条件都适用(yòng)的流量仪表。
这60多(duō)种流量仪表,每种产品都有(yǒu)它特定的适用(yòng)性,也都有(yǒu)它的局限性。按测量对象划分(fēn)就有(yǒu)封闭管道和明渠两大类;按测量目的又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)总量测量和流量测量,其仪表分(fēn)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(shāng)来表示,实际上流量计通常亦备有(yǒu)累积流量装置,做总量表使用(yòng),而总量表亦备有(yǒu)流量发讯装置。因此,以严格意义来分(fēn)流量计和总量表已无实际意义。
按测量原理(lǐ)分(fēn)有(yǒu)力學(xué)原理(lǐ)、热學(xué)原理(lǐ)、声學(xué)原理(lǐ)、電(diàn)學(xué)原理(lǐ)、光學(xué)原理(lǐ)、原子物(wù)理(lǐ)學(xué)原理(lǐ)等。
按照目前最流行、最广泛的分(fēn)类法,即分(fēn)為(wèi):
容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、電(diàn)磁流量计、流體(tǐ)振荡流量计中的涡街(jiē)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(lǐ)分(fēn)有(yǒu)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、電(diàn)磁流量计、超声波流量计、质量流量计、流體(tǐ)振荡式流量计。
我國(guó)是工业大國(guó),也是能(néng)源消耗大國(guó),近年来,随着我國(guó)工业迅速发展,尤其工业自动化趋愈加明显,我國(guó)工业发展对能(néng)源的需求也越来越大。
流量计在仪表业的现状
為(wèi)确保能(néng)源能(néng)够及时供给工业发展,我國(guó)加大能(néng)源开采力度。流量计作為(wèi)工业能(néng)源测量挖掘工作中必不可(kě)少的设备之一,其市场需求也随之增加,成長(cháng)為(wèi)现代工业经济中新(xīn)的经济增長(cháng)点。
我國(guó)能(néng)源消费回暖 带动流量计需求增加
据國(guó)家能(néng)源局发布的消息,2017上半年,我國(guó)石油消费稳定增長(cháng),天然气消费大幅度增長(cháng)。我國(guó)石油消费量约為(wèi)三亿吨,同比增長(cháng)约百分(fēn)之五;天然气消费量约為(wèi)一千亿立方米左右,同比增長(cháng)约百分(fēn)之十一。并且我國(guó)在2017年上半年清洁能(néng)源消费比重提高,天然气和非化石能(néng)源消费比重合计為(wèi)百分(fēn)之二十,比去年底提高不少。
天然气调压计量
因此,為(wèi)确保能(néng)源能(néng)够及时供给工业发展,我國(guó)加大能(néng)源开采力度。流量计作為(wèi)工业能(néng)源测量挖掘工作中必不可(kě)少的设备之一,其市场需求也随之增加,成長(cháng)為(wèi)现代工业经济中新(xīn)的经济增長(cháng)点。
國(guó)内流量计企业抓住经济增長(cháng)点 需加大创新(xīn)力度
國(guó)内流量计需求增加,对于我國(guó)流量计企业来说,是增長(cháng)企业经济实力和市场竞争力的好时机。然而,由于我國(guó)流量计技术研究起步较晚,相对于國(guó)外知名流量计品牌来说,國(guó)内流量计企业竞争力相对较弱。
数据显示,在2016年1—9月,我國(guó)从國(guó)外三十多(duō)个國(guó)家进口一千多(duō)万个流量计,进口额达到三千多(duō)万美元,其中,从德國(guó)进口数量最多(duō)。可(kě)以看出,我國(guó)流量计市场有(yǒu)一部分(fēn)是被國(guó)外流量计企业所占据。
科(kē)技是第一生产力,质量是根本,我國(guó)流量计企业若想在流量计市场享有(yǒu)话语权,要坚持“以质、新(xīn)取胜”的理(lǐ)念,严把质量关,加大创新(xīn)力度。