流量計(jì)量的意義

流量計(jì)量的意義
作者：蘇彥勛 李金海

計(jì)量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系。做好這一工作，對(duì)了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用。特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度愈來愈高的當(dāng)今時(shí)代，流量計(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用更加明顯。
流量計(jì)量應(yīng)用范圍廣泛
流量計(jì)量廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究對(duì)外貿(mào)易以及人民生活各個(gè)領(lǐng)域之中。
在石油工業(yè)生產(chǎn)中，從石油的開采、運(yùn)輸、煉冶加工直至貿(mào)易銷售，流量計(jì)量貫穿于全過程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開流量計(jì)量。否則將無法保證石油工業(yè)的正常生產(chǎn)和貿(mào)易交往。在化工行業(yè)，流量計(jì)量不準(zhǔn)確會(huì)造成化學(xué)成分分配比失調(diào)，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生生產(chǎn)安全事故。在電力工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測(cè)量和調(diào)節(jié)占有重要地位。流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否不僅對(duì)保證發(fā)電廠在最佳參數(shù)下運(yùn)行具有很大的經(jīng)濟(jì)意義，而且隨著高溫高壓大容量機(jī)組的發(fā)展，流量測(cè)量已成為保證發(fā)電廠安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時(shí)給水流量中斷或減少，都可能造成嚴(yán)重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測(cè)量裝置不但應(yīng)做到準(zhǔn)確計(jì)量，而且要及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，煉鋼過程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測(cè)量是保證產(chǎn)品質(zhì)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(jì)量。
在農(nóng)業(yè)上，諸如農(nóng)田水利、氣象風(fēng)速，甚至有些農(nóng)業(yè)機(jī)械，像機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)、水泵的特性測(cè)試，同樣需要流量計(jì)量。
在國(guó)防建設(shè)上，隨著空間技術(shù)的發(fā)展，對(duì)流量計(jì)量提出了相當(dāng)高的要求。如宇宙飛船、核潛艇的核動(dòng)力控制，離不開流量?jī)x表；火箭發(fā)功機(jī)試車一次消極大量的液化燃料，如果流量不準(zhǔn)，不僅經(jīng)濟(jì)損失巨大，而且射程也會(huì)偏離幾千公里；防化裝備也少不了流量?jī)x表；有些軍事工程甚至配用上千臺(tái)流量計(jì)。
科學(xué)研究、對(duì)外貿(mào)易方面，流量計(jì)量同樣占有重要的地位和作用。與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的自來水、煤氣、天然氣、油等都大量的應(yīng)用流量?jī)x表計(jì)量。
流量計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要參數(shù)
流量與溫度、壓力、物位一樣，是一般熱工化工生產(chǎn)過程的重要參數(shù)。人們依靠這些參數(shù)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)督和控制，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化。這對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，保障生產(chǎn)安全，改進(jìn)操作工藝，改善生產(chǎn)條件及科學(xué)實(shí)驗(yàn)等方面將有著重要意義，同時(shí)，流量計(jì)量是企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)，流量計(jì)量準(zhǔn)確可靠是保證企業(yè)生產(chǎn)高效率進(jìn)行，保證最佳經(jīng)濟(jì)效益的重要手段之一。
流量計(jì)量是能源計(jì)量的重要組成部分
能源是發(fā)展同民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前能源問題已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)突出問題。節(jié)約能源，已被中央確定為一項(xiàng)重要方針。要搞好節(jié)能工作。首先必須對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)管理，能源的計(jì)量測(cè)試工作就是對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)的管理的一項(xiàng)重要技術(shù)基礎(chǔ)工作。這一工作如果做得不好，節(jié)能的效果就難以確定。在生產(chǎn)中的水、油、氣及其它流體介質(zhì)，均屬流量測(cè)量范疇。做好這一工作對(duì)于節(jié)能工作具有重要意義。我國(guó)不僅是一個(gè)大量的能源消耗國(guó)，而且能源利用率也很低，比發(fā)達(dá)國(guó)家約低20％左右，所以我國(guó)節(jié)能的潛力是很大。如果能源利用率提高1％，其經(jīng)濟(jì)效益將是非?？捎^的。在節(jié)能工作中，計(jì)量?jī)x表是基礎(chǔ)，流量計(jì)量將起到極為重要作用。
流量計(jì)量的內(nèi)容
出于流量是一個(gè)動(dòng)態(tài)量，流量測(cè)量是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)。從被測(cè)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(cè)量流體流量時(shí)的條件來說，又是多種多樣的，如測(cè)量時(shí)的溫度可以從高溫到極低溫，測(cè)量時(shí)的壓力可以從高壓到低壓；被測(cè)流量的大小可以從微小流量到大流量；被測(cè)流體的流動(dòng)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(zhǔn)確的測(cè)量流量，就必須研究不同流體在不同條件下的流量測(cè)量方法，并提供相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表。這是流量計(jì)量的主要工作之一。由于被測(cè)流體的特性如此復(fù)雜，測(cè)量條件又各不相同，從而產(chǎn)生了各種不同的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x表。顯然，如果沒有一個(gè)統(tǒng)一的檢定流量測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確度的方法，那么要保證大規(guī)模生產(chǎn)的工藝要求，要保證貿(mào)易的平等互換是不可能的。此外，還必須有一套流量單位復(fù)現(xiàn)方法和檢定系統(tǒng)對(duì)使用小流量?jī)x表傳遞的標(biāo)準(zhǔn)方法。流量計(jì)量學(xué)的另一主要內(nèi)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(jì)量的基、標(biāo)準(zhǔn)裝置，以保證量值傳遞和流量測(cè)量的準(zhǔn)確度。
流量計(jì)在出廠或使用之前，必須對(duì)其計(jì)量性能進(jìn)行測(cè)試或檢定，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和使用的準(zhǔn)確度。為此，就必須建立復(fù)現(xiàn)流量單位量值的標(biāo)準(zhǔn)裝置。所謂流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是指能夠提供確定準(zhǔn)確度流量值的測(cè)量設(shè)備。至于各種流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)、原理、技術(shù)要求和檢定方法本站將有詳細(xì)資料進(jìn)行說明。
流量計(jì)量的簡(jiǎn)史與前景展望
自古以來流量測(cè)量都是人類文明一種標(biāo)志。埃及人用尼羅河流量計(jì)來預(yù)報(bào)年成的好壞。古羅馬人修渠引水，采用孔板測(cè)量流量。但是，由于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)后，直到本世紀(jì)50年代，工業(yè)中使用的主要流量計(jì)只有孔板、皮托管、浮子流量計(jì)三種。被測(cè)介質(zhì)的范圍也較窄，測(cè)量準(zhǔn)確度也只滿足低水平的生產(chǎn)需要。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，流量計(jì)量日益受到重視，流量?jī)x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(dòng)狀態(tài)下的流量計(jì)量問題，近30年來，先后研制出并投入使用的流量計(jì)有速度式流量計(jì)、容積流量計(jì)、動(dòng)量式流量計(jì)，電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等幾十種新型流量計(jì)。
目前國(guó)外投入使用的流量計(jì)有100多種，國(guó)內(nèi)定型投產(chǎn)的也有近20種。隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，管道化的發(fā)展，流量?jī)x表在整個(gè)儀表生產(chǎn)中所占比重越來越大。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料表明，在不同的工業(yè)部門中所使用的流量?jī)x表占整個(gè)儀表總數(shù)的15-30％。隨著流量?jī)x表的迅猛發(fā)展，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置也得到較快發(fā)展，流量量值傳遞網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成。目前水、油、氣、蒸汽高精度的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置已在國(guó)家、省市計(jì)量機(jī)構(gòu)建立，確保其流量量值傳遞的準(zhǔn)確一致。
盡管如此，由于流量測(cè)量技術(shù)的復(fù)雜化，以及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展向流量計(jì)量提出更新更高的要求，流量計(jì)量的現(xiàn)況遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要，還有大量的流量計(jì)量技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究解決。目的主要存在如下問題：
流量?jī)x表的品種、規(guī)格、準(zhǔn)確度和可靠性尚不能滿足生產(chǎn)要求。特別對(duì)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(cè)量手段。
流量標(biāo)準(zhǔn)裝置不能滿足流量計(jì)檢定要求，尤其是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)液檢定流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置，是在我國(guó)目前情況下急待解決的問題。
流量計(jì)量技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。
流量?jī)x表的配備差距很大直接影響工業(yè)成本核算與經(jīng)濟(jì)管理。
上述問題的存在直接影響流量計(jì)量的發(fā)展，已引起各國(guó)重視，都在探討其解決方法。
目前流量計(jì)量的發(fā)展動(dòng)向可綜述為以下幾個(gè)方面。
采用新技術(shù)、研制新型流量計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波、激光、電磁、核技術(shù)及微計(jì)算機(jī)等新技術(shù)引入流量計(jì)量領(lǐng)域，使得無接觸無活動(dòng)部件間接技術(shù)大大發(fā)展，流量傳感器趨向電子化和數(shù)字化，為流量計(jì)量開拓新的領(lǐng)域。新型流量計(jì)要求非接觸式流量數(shù)字模型簡(jiǎn)明；量程比寬、線性化、數(shù)字化；可線性高，價(jià)格低廉，維修方便。
開發(fā)特殊流量測(cè)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(cè)量等。

在線實(shí)校檢定流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置的研究。流量計(jì)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(jì)雖經(jīng)誤差修正，但因其檢定條件與流量計(jì)使用條件相差甚大造成附加的使用誤差，降低測(cè)量準(zhǔn)確度。在線實(shí)液標(biāo)定法是解決這一問題的根本方法。在線實(shí)液標(biāo)定法的主要問題是標(biāo)準(zhǔn)裝置的合理設(shè)計(jì)。目前移動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)是人們比較重視的標(biāo)準(zhǔn)裝置。但距實(shí)用還有一定距離。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展在廣大流量計(jì)量科學(xué)工作者的艱苦努力下，相信在今后不長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，流量計(jì)量技術(shù)將臺(tái)提高到一個(gè)新的水平