摘要:流量計量是工業(yè)生產的眼睛。對保證產品質量、提高生產效率、促進科學技術的發(fā)展都具有重要的作用。流量計在國民經(jīng)濟中的地位與作用日益明顯。
流量計量應用范圍廣泛
流量計量廣泛應用于工農業(yè)生產、國防建設、科學研究對外貿易以及人民生活各個領域之中。在石油工業(yè)生產中,從石油的開采、運輸、煉冶加工直至貿易銷售,流量計量貫穿于全過程中,任何一個環(huán)節(jié)都離不開流量計量。否則將無法保證石油工業(yè)的正常生產和貿易交往。在化工行業(yè),流量計量不準確會造成化學成分分配比失調,無法保證產品質量,嚴重的還會發(fā)生生產安全事故。在電力工業(yè)生產中,對液體、氣體、蒸汽等介質流量的測量和調節(jié)占有重要地位。流量計量的準確與否不僅對保證發(fā)電廠在最佳參數(shù)下運行具有很大的經(jīng)濟意義,而且隨著高溫高壓大容量機組的發(fā)展,流量測量已成為保證發(fā)電廠安全運行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少,都可能造成嚴重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應做到準確計量,而且要及時地發(fā)出報警信號。在鋼鐵工業(yè)生產中,煉鋼過程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產品質量的重要參數(shù)之一。在輕工業(yè)、食品、紡織等行業(yè)中,也都離不開流量計量。
在農業(yè)上,諸如農田水利、氣象風速,甚至有些農業(yè)機械,像機動噴霧機、水泵的特性測試,同樣需要流量計量。
在國防建設上,隨著空間技術的發(fā)展,對流量計量提出了相當高的要求。如宇宙飛船、核潛艇的核動力控制,離不開流量儀表;火箭發(fā)功機試車一次消極大量的液化燃料,如果流量不準,不僅經(jīng)濟損失巨大,而且射程也會偏離幾千公里;防化裝備也少不了流量儀表;有些軍事工程甚至配用上千臺流量計。
科學研究、對外貿易方面,流量計量同樣占有重要的地位和作用。與人們日常生活密切相關的自來水、煤氣、天然氣、油等都大量的應用流量儀表計量.
流量計量的內容
出于流量是一個動態(tài)量,流量測量是一項復雜的技術。從被測流體來說,包括氣體、液體和混合流體這三種具有不同物理特性的流體;從測量流體流量時的條件來說,又是多種多樣的,如測量時的溫度可以從高溫到極低溫,測量時的壓力可以從高壓到低壓;被測流量的大小可以從微小流量到大流量;被測流體的流動狀態(tài)可以是層流、紊流等等。此外就液體而言,還存在粘度大小不同等情況。因此,為準確的測量流量,就必須研究不同流體在不同條件下的流量測量方法,并提供相應的測量儀表。這是流量計量的主要工作之一。由于被測流體的特性如此復雜,測量條件又各不相同,從而產生了各種不同的測量方法和測量儀表。
顯然,如果沒有一個統(tǒng)一的檢定流量測量儀表準確度的方法,那么要保證大規(guī)模生產的工藝要求,要保證貿易的平等互換是不可能的。此外,還必須有一套流量單位復現(xiàn)方法和檢定系統(tǒng)對使用小流量儀表傳遞的標準方法。流量計量學的另一主要內容就是:研究流量單位的發(fā)現(xiàn)方法和檢定系統(tǒng),建立流量計量的基、標準裝置,以保證量值傳遞和流量測量的準確度。
流量計在出廠或使用之前,必須對其計量性能進行測試或檢定,以保證產品質量和使用的準確度。為此,就必須建立復現(xiàn)流量單位量值的標準裝置。所謂流量標準裝置是指能夠提供確定準確度流量值的測量設備。至于各種流量標準裝置的結構、原理、技術要求和檢定方法本站將有詳細資料進行說明。
流量計量的簡史與前景展望
自古以來流量測量都是人類文明一種標志。埃及人用尼羅河流量計來預報年成的好壞。古羅馬人修渠引水,采用孔板測量流量。但是,由于經(jīng)濟生產后,直到本世紀50年代,工業(yè)中使用的主要流量計只有孔板、浮子流量計。被測介質的范圍也較窄,測量準確度也只滿足低水平的生產需要。第二次世界大戰(zhàn)后,隨著國際經(jīng)濟和科學技術的迅速發(fā)展,流量計量日益受到重視,流量儀表隨之迅速發(fā)展起來。為滿足不同種類流體特性,不同流動狀態(tài)下的流量計量問題,近30年來,先后研制出并投入使用的流量計有速度式流量計、容積流量計、渦街流量計,電磁流量計、超聲波流量計等幾十種新型流量計。
前國外投入使用的流量計有100多種,國內定型投產的也有近20種。隨著工業(yè)生產的自動化,管道化的發(fā)展,流量儀表在整個儀表生產中所占比重越來越大。據(jù)國內外資料表明,在不同的工業(yè)部門中所使用的流量儀表占整個儀表總數(shù)的15-30%。隨著流量儀表的迅猛發(fā)展,流量標準裝置也得到較快發(fā)展,流量量值傳遞網(wǎng)絡已經(jīng)形成。目前水、油、氣、蒸汽高精度的流量標準裝置已在國家、省市計量機構建立,確保其流量量值傳遞的準確一致。
盡管如此,由于流量測量技術的復雜化,以及科學技術的迅速發(fā)展向流量計量提出更新更高的要求,流量計量的現(xiàn)況遠不能滿足生產的需要,還有大量的流量計量技術問題有待進一步研究解決。目的主要存在如下問題:
•流量儀表的品種、規(guī)格、準確度和可靠性尚不能滿足生產要求。特別對腐蝕性流體、臟污流體、高粘性流體、多相流體、特大流量、微小流量等,有待發(fā)展有效的測量手段。
•流量標準裝置不能滿足流量計檢定要求,尤其是現(xiàn)場實液檢定流量計的標準裝置,是在我國目前情況下急待解決的問題。
•流量計量技術水平有待進一步提高。
•流量儀表的配備差距很大直接影響工業(yè)成本核算與經(jīng)濟管理。
上述問題的存在直接影響流量計量的發(fā)展,已引起各國重視,都在探討其解決方法。
流量計量的發(fā)展動向
采用新技術、研制新型流量計。隨著科學技術的發(fā)展,超聲波、激光、電磁、核技術及微計算機等新技術引入流量計量領域,使得無接觸無活動部件間接技術大大發(fā)展,流量傳感器趨向電子化和數(shù)字化,為流量計量開拓新的領域。新型流量計要求非接觸式流量數(shù)字模型簡明;量程比寬、線性化、數(shù)字化;可線性高,價格低廉,維修方便。
開發(fā)特殊流量測量研究,加大流量、高粘性流體、極低溫流、多相流、高壓及低壓氣體流量測量等。
在線實校檢定流量計的標準裝置的研究。流量計的檢定目前大多采用離線檢定法。使用該方法核定的流量計雖經(jīng)誤差修正,但因其檢定條件與流量計使用條件相差甚大造成附加的使用誤差,降低測量準確度。在線實液標定法是解決這一問題的根本方法。在線實液標定法的主要問題是標準裝置的合理設計。目前移動式標準裝置和標準流量計是人們比較重視的標準裝置。但距實用還有一定距離。