流量計的概述

一、流量計的歷史

　　流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國的都江堰水利工程應用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀由于過程工業(yè)、能量計量、城市公用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代，新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。至今，據(jù)稱已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。

　　我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進口，而如今，我國已形成了一個相當規(guī)模的從事流量測量技術與儀表研究開發(fā)和銷售的產(chǎn)業(yè)。

　　流量測量是研究物質量變的科學，質量互變規(guī)律是事物發(fā)展的基本規(guī)律，因此其測量對象已不限于傳統(tǒng)意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題。流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)。對于一定的流體，只要知道這三個參數(shù)就可計算其具有的能量，在能量轉換的測量中必須檢測此三個參數(shù)。能量轉換是一切銷售過程和科學實驗的基礎，因此流量和壓力、溫度儀表一樣得到zui廣泛的應用。二、流量計的應用領域

 　　流量測量技術與儀表的應用大致有以下幾個領域。1、工業(yè)銷售過程

 　　流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，被廣泛誚用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)銷售，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。2、能源計量

 　　能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經(jīng)濟核算*的工具。3、環(huán)境保護工程

 　　煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環(huán)境。國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策，環(huán)境保護將是21世紀的zui大課題?？諝夂退奈廴疽玫娇刂疲仨毤訌姽芾?，而管理的基礎是污染量的定量控制。我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是*污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計，組成連續(xù)排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量測量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

　　廢液，污水排放到江河湖泊，使水資源遭到破壞，本來已經(jīng)很緊張的水資源更是雪上加霜，排放量控制管理已是刻不容緩的任務。廢液、污水的流量測量亦是困難的測量，它有介質臟污，口徑大，形狀特殊，壓頭低，非滿管流等特點。隨著環(huán)境保護工程的深入發(fā)展，對所需的流量計將不斷提出新的要求，如大規(guī)模的廢水再生設備、城市垃圾處理設備、工況企業(yè)水的循環(huán)利用系統(tǒng)等都需要種類繁多的流量計。4、交通運輸

 　　有五種方式：鐵路公路、航空、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應用并不普遍。隨著環(huán)保問題的突出，管道運輸?shù)奶攸c引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監(jiān)測和經(jīng)濟核算的*工具。5、生物技術

 　　21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術中需監(jiān)測計量的物質很多，如血液，尿液等。儀表開發(fā)的難度極大，品種繁多。6、科學實驗

 　　科學實驗需要的流量計不但數(shù)量多，且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們并不批量銷售，在市面出售，許多科研機構和大企業(yè)皆設專門小組研制的流量計。7、海洋氣象，江河湖泊

 　　這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然后推算流量。流速計和流量計所依據(jù)的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀表原理及結構以及使用條件有很大差別。三、流量計的分類

 1、按測量原理分（1）力學原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。（2）電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。

（3）聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式（沖擊波式）等。

（4）熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

（5）光學原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。

（6）原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是屬于此類原理的儀表。

（7）其它原理：有標記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關原理等。2、按流量計結構原理分

（1）容積式流量計

（2）葉輪式流量計（旋進旋渦，渦輪，渦街）

（3）差壓式流量計（變壓降式流量計）

（4）變面積式流量計（等壓降式流量計）

（5）動量式流量計

（6）電磁流量計

（7）超聲波流量計

（8）流體振蕩式流量計

（9）質量流量計