流量計的發(fā)展流量測量的發(fā)展可以追溯到古代的水利工程和城市供水系統。 古羅馬凱撒時(shí)代，用小孔測量居民飲用水的水量。 公元前1000年左右古埃及用堰法測量了尼羅河的流量。 我國都江堰水利工程應用寶瓶口水位觀(guān)測水量大小等。 17世紀的特里切利為差壓式流量計奠定了理論基礎。 這是流量測量的里程碑。 從此，18、19世紀開(kāi)始形成流量測量的多種儀器雛形，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪機、靶式流量計等。 20世紀由于對工藝工業(yè)、能源計量、城市公共事業(yè)流量測量的需求激增，促進(jìn)了儀表的快速發(fā)展，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展大大推動(dòng)了儀表的更換，新型流量計如雨后竹筍般出現。 迄今為止，已有數百種流量計投入市場(chǎng)，現場(chǎng)使用有望解決很多困難的課題。 我國開(kāi)展近代流量測量技術(shù)工作緩慢，早期需要的流量計是從國外進(jìn)口的。 由于流量測量是研究物質(zhì)量的科學(xué)，質(zhì)量相互變化規律是事物發(fā)展的基本規律，因此其測量對象不僅限于傳統意義上的管道液體，在必須把握量的地方還存在流量測量的問(wèn)題。 流量、壓力、溫度分為三個(gè)檢測參數。 對于一定的流體，如果知道這3個(gè)參數就可以計算出其具有的能量，在能量變換的測量中必須檢測出這3個(gè)參數。 由于能量轉換是所有生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗的基礎，因此與流量、壓力、溫度計一樣，zui得到廣泛應用。 2、流量計的應用領(lǐng)域流量測量技術(shù)和儀表的應用包括以下幾個(gè)領(lǐng)域。 一、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程流量計是過(guò)程自動(dòng)化儀表和裝置中的一大類(lèi)儀表，廣泛應用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫藥、農業(yè)、環(huán)境保護和人民日常生活等國民經(jīng)濟各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展工業(yè)農業(yè)生產(chǎn)，節約能源，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具是國民經(jīng)濟的 過(guò)程自動(dòng)化儀表和裝置有兩個(gè)作用:作為過(guò)程自動(dòng)化控制系統的測量?jì)x表和測量材料量的總量表。 二、能量計量能源分為一次能源(煤、原油、煤層氣、油氣和天然氣)、二次能源(電力、焦炭、人工氣體、成品油、液化油氣、蒸汽)和載體工程(壓縮空氣、氧、氮、氫、水)等。 能源計量是科學(xué)管理能源、實(shí)現節能消耗、提高經(jīng)濟效益的重要手段。 流量計是能源計量?jì)x器的重要組成部分，水、人工氣、天然氣、蒸汽和油品等常用能源使用非常龐大的流量計，它們是能源管理和經(jīng)濟核算中不可或缺的工具。 三、環(huán)境保護工程煙氣、廢液、污水等排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類(lèi)生存環(huán)境。 國家以可持續發(fā)展為國策，環(huán)境保護是21世紀的zui大課題。 控制空氣和水污染，必須加強管理。 管理的基礎是對污染量的定量控制。 我國是以煤炭為主要能源的國家，全國有數百萬(wàn)煙囪不斷向大氣排放煙霧。 控煙是根治污染的重要項目，必須為每個(gè)煙囪設置煙霧分析儀和流量計，構成連楠排放監測系統。 煙流量多的原因很難，其難易度為煙囪尺寸大、形狀不規則、氣體成分變化不定、流速范圍廣、污染、灰塵、腐蝕、高溫、無(wú)直管段等。 四、交通運輸有鐵路、航空、水上運輸、管道運輸五種方式。 其中管道運輸已經(jīng)存在，但應用并不普遍。 隨著(zhù)環(huán)境問(wèn)題的突出，管道運輸的特點(diǎn)引起了人們的重視。 管道運輸必須配備流量計，它是控制、分配和調度的目的，也是安全監測和經(jīng)濟計算的必備工具。 五、生物技術(shù)在21世紀迎來(lái)了生命科學(xué)的世紀，以生物技術(shù)為特色的產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。 在生物技術(shù)中，血液、尿液等需要測量的物質(zhì)很多。 儀器開(kāi)發(fā)的難易度極高，品種也很多。 六、科學(xué)實(shí)驗科學(xué)實(shí)驗所需的流量計不僅數量多，品種也非常繁瑣。 100種統計流量計中大部分是科學(xué)研究所必需的，尚未批量生產(chǎn)，已經(jīng)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售，許多科研機構和大型企業(yè)設立專(zhuān)門(mén)小組開(kāi)發(fā)專(zhuān)用流量計。 七、海洋氣象、河湖等區域為開(kāi)放流道，一般測量流速，推算流量。 流速計和流量計所依據的物理原理和流體力學(xué)的基礎是共通的，但儀表的原理、結構和使用條件有很大差異。 3、流量計的種類(lèi)是測量管路中流體流量(單位時(shí)間內通過(guò)的流體體積)的儀表。 有轉子流量計、節流式流量計、狹縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計、堰等。 流量測量方法和儀表的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法也很多。 迄今，工業(yè)用流量計的種類(lèi)已達60多種。 品種之所以這么多，是因為迄今為止還沒(méi)有找到適用于任何流體、任何微波爐、任何流動(dòng)狀態(tài)、任何使用條件的流量計。 這60多種流量計，對任何產(chǎn)品都有其特定的適用性，也有其局限性。 按測量對象分為封閉配管和明渠兩種測量目的可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱(chēng)為總量計和流量計[2]。 總量表是對一定期間內在配管中流動(dòng)的流量進(jìn)行測量，將暫時(shí)流動(dòng)的總量除以該時(shí)間而得到的商，實(shí)際上在流量表中也具備累計流量裝置，作為總量表使用，在總量表中也具備流量發(fā)送裝置。 因此，嚴格意義上將流量計和總量表分開(kāi)是沒(méi)有現實(shí)意義的。 測量原理有力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電氣原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。 根據目前zui的流行、zui的廣泛分類(lèi)法，分為容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振動(dòng)流量計的渦街流量計、質(zhì)量流量計和插入式流量計、探針式流量計，闡述各自流量計的原理、特點(diǎn)、應用概況和國內外的發(fā)展情況。 3.1差壓式流量計是根據安裝在配管上的流量檢測器產(chǎn)生的差壓，根據已知的流體條件、檢測器和配管的幾何尺寸計算流量的儀表。 差壓式流量計由一次裝置(檢測器)和二次裝置(差壓轉換和流量指示器)構成。 通常，將節流流量計、文丘里流量計、均速管流量計等差壓式流量計分類(lèi)為檢測器。 二次裝置為各種機械、電子、機電式差壓表，差壓變送器和流量指示器。 發(fā)展為三化(系列化、通用化、標準化)程度高、種類(lèi)大的儀表，既可測量流量參數，也可測量其他參數(壓力、物置、密度等)。 差壓式流量計的檢測器根據其作用原理分為節流裝置、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓子式、動(dòng)壓子增益式、噴流式等幾類(lèi)。 根據標準化的程度，檢測元件可以分為標準和非標準兩種。 所謂標準的檢查品，只要按照標準的文件進(jìn)行設計、制造、設置、使用，就可以在實(shí)際流程中確定流量值，估計測量誤差。 非標準檢驗品是成熟度差、不屬于國際標準的檢驗品。 差壓式流量計是一種應用zui的廣泛流量計，在各種流量計中使用量占首位。 近年來(lái)，由于出現了各種新型流量計，其使用量百分比逐漸下降，但仍然是zui的重要流量計。 優(yōu)點(diǎn): (1)zui多孔板式流量計結構牢固，性能穩定，壽命長(cháng)；(2)應用范圍廣，迄今沒(méi)有任何類(lèi)型的流量計可比；(3)檢測器和變送器、顯示器分別由不同廠(chǎng)家生產(chǎn)，便于規模經(jīng)濟生產(chǎn)。 缺點(diǎn): (1)測量精度普遍低；(2)范圍狹窄，一般只有3:1~4:1；(3)現場(chǎng)設置條件高；(4)壓損大(指節流孔、噴嘴等)。 注:新產(chǎn)品:引進(jìn)美國航天局開(kāi)發(fā)的平衡流量計，該流量計的測量精度是傳統節流裝置的5-10倍，*壓力損失的1/3。 壓力恢復快2倍，zui的小直管段小到1.5D，安裝和使用方便，可大幅度減少流體運行的能力消耗。 應用概況:差壓式流量計的應用范圍特別廣，在封閉配管的流量測量中應用了各種對象，如流體面:單相、混相、清潔、污垢、粘性流等工作狀態(tài)面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等管徑:從數mm到數m的流動(dòng)條件有亞音速、音速、脈動(dòng)流等。 在各工業(yè)部門(mén)的使用量約占流量計總使用量的1/4~1/3。 3.2浮子流量計也稱(chēng)為轉子流量計，是可變面積式流量計[5]的一種，在從下向上擴大的垂直錐形管中，由于圓形橫截面的浮子的重力由液體動(dòng)力承受，浮子能夠在錐形管內自由上升和下降。 浮子流量計僅次于差壓式流量計的應用范圍zui，在小、微流量方面具有重要作用。 80年代中期，日本、西歐、美國的銷(xiāo)售額占流量計的15%~20%。 中國產(chǎn)量1990年估計為12萬(wàn)~14萬(wàn)臺，其中95%以上是玻璃錐形流量計。 特點(diǎn): (1)玻璃錐管浮子流量計結構簡(jiǎn)單，使用方便，應力弱，有玻璃管易損壞的大風(fēng)險；(2)適用于小管徑和低流速；(3)壓力損失低。 3.3容積式流量計容積式流量計，又稱(chēng)定量流量計，又稱(chēng)PD流量計，是流量計中精度zui較高的流量計。 這是利用機械測量元件將流體連續分割成單一已知的體積部分，根據該體積部分的流體被測量室陸續充滿(mǎn)、排出的次數來(lái)測量流體體積的總量。 容積式流量計按其測量元件分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、盤(pán)流量計、液封滾筒流量計、濕式氣體量計、膜式氣體量計等。 優(yōu)點(diǎn): (1)安裝計量精度高的(2)配管的條件不影響計量精度；(3)可用于高粘度液體的測量；(4)范圍寬的；(5)直讀式儀表不需要外部能量即可累計，總量清楚，操作簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn): (1)結果復雜，體積龐大；(2)被測介質(zhì)的種類(lèi)、口徑、介質(zhì)的動(dòng)作狀態(tài)極限大；(3)在高低溫時(shí)不適用；(4)大部分儀器只適用于潔凈單相流體；(5)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。 應用概況:容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列的3種使用量zui大的流量計，常用于高價(jià)介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測量。 工業(yè)發(fā)達國家近年來(lái)PD流量計(家用燃氣表和家用水表除外)的銷(xiāo)售金額占流量計的13%~23%，我國約占20%，1990年年產(chǎn)量(家用燃氣表除外)估計為34萬(wàn)臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。 3.4渦輪流量計是速度式流量計的主要種類(lèi)，是使用多葉片的轉子(渦輪)感知流體的平均流速，導出流量和總量的計量器。 一般也可以由傳感器和顯示器這兩個(gè)部分構成，成為一體型。 渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計在流量計中被稱(chēng)為三種重現性、精度zui佳的產(chǎn)品，作為十種流量計之一，其產(chǎn)品發(fā)展到多品種、多系列的批量生產(chǎn)規模。 優(yōu)點(diǎn): (1)高精度，在所有流量計中屬于zui流量計的(2)重現性好的(3)零點(diǎn)漂移，抗干擾性好的(4)范圍寬的(5)緊湊的結構。 缺點(diǎn): (1)不能長(cháng)期維持校準特性；(2)流體物性對流量特性有很大影響。 應用概況:渦輪流量計是石油、有機液體、無(wú)機液體、液化氣、天然氣和低溫流體在歐洲和美國統一的，渦輪流量計僅次于節流孔流量計，荷蘭天然氣管線(xiàn)采用2600多臺不同尺寸，壓力為0.8~6.5MPa的燃氣輪機流量計，是優(yōu)秀的天然氣計量計 3.5電磁流量計電磁流量計是根據法拉德電磁感應法則制造的測量導電液體的儀器。 電磁流量計具有一系列優(yōu)越的特性，可解決其他流量計難以應用的問(wèn)題，如污流、腐蝕流的測量。 70、80年代的電磁流量在技術(shù)上有很大的突破，成為廣泛應用的流量計，在流量計中使用量的百分比在上升。 優(yōu)點(diǎn): (1)測量通道為光滑的直管，適于測量不堵塞的含有固體粒子的液固二相流體，如紙漿、泥、污水等

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