流量計量的意義

流量計量的意義
作者：蘇彥勛 李金海

計量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計量是計量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系。做好這一工作，對了保證產(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)自動化程度愈來愈高的當(dāng)今時代，流量計在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用更加明顯。
流量計量應(yīng)用范圍廣泛
流量計量廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)研究對外貿(mào)易以及人民生活各個領(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(chǎn)和貿(mào)易交往。在化工行業(yè)，流量計量不準(zhǔn)確會造成化學(xué)成分分配比失調(diào)，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的還會發(fā)生生產(chǎn)安全事故。在電力工業(yè)生產(chǎn)中，對液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測量和調(diào)節(jié)占有重要地位。流量計量的準(zhǔn)確與否不僅對保證發(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。這就要求流量測量裝置不但應(yīng)做到準(zhǔn)確計量，而且要及時地發(fā)出報警信號。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)動噴霧機(jī)、水泵的特性測試，同樣需要流量計量。
在國防建設(shè)上，隨著空間技術(shù)的發(fā)展，對流量計量提出了相當(dāng)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(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(xué)研究、對外貿(mào)易方面，流量計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)用流量儀表計量。
流量計是工業(yè)生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗的重要參數(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)流程的自動化。這對提高產(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)驗等方面將有著重要意義，同時，流量計量是企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)，流量計量準(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。
流量計量是能源計量的重要組成部分
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國民經(jīng)濟(jì)中的一個突出問題。節(jié)約能源，已被中央確定為一項重要方針。要搞好節(jié)能工作。首先必須對能源進(jìn)行科學(xué)管理，能源的計量測試工作就是對能源進(jìn)行科學(xué)的管理的一項重要技術(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)，均屬流量測量范疇。做好這一工作對于節(jié)能工作具有重要意義。我國不僅是一個大量的能源消耗國，而且能源利用率也很低，比發(fā)達(dá)國家約低20％左右，所以我國節(jié)能的潛力是很大。如果能源利用率提高1％，其經(jīng)濟(jì)效益將是非常可觀的。在節(jié)能工作中，計量儀表是基礎(chǔ)，流量計量將起到極為重要作用。
流量計量的內(nèi)容
出于流量是一個動態(tài)量，流量測量是一項復(fù)雜的技術(shù)。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(zhǔn)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(yīng)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(fù)雜，測量條件又各不相同，從而產(chǎn)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(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)對使用小流量儀表傳遞的標(biāo)準(zhǔn)方法。流量計量學(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)，建立流量計量的基、標(biāo)準(zhǔn)裝置，以保證量值傳遞和流量測量的準(zhǔn)確度。
流量計在出廠或使用之前，必須對其計量性能進(jìn)行測試或檢定，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(biāo)志。埃及人用尼羅河流量計來預(yù)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(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只有孔板、皮托管、浮子流量計三種。被測介質(zhì)的范圍也較窄，測量準(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，隨著國際經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)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、動量式流量計，電磁流量計、超聲波流量計等幾十種新型流量計。
目前國外投入使用的流量計有100多種，國內(nèi)定型投產(chǎn)的也有近20種。隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動化，管道化的發(fā)展，流量儀表在整個儀表生產(chǎn)中所占比重越來越大。據(jù)國內(nèi)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(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)裝置已在國家、省市計量機(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)展向流量計量提出更新更高的要求，流量計量的現(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：
流量儀表的品種、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(biāo)準(zhǔn)裝置不能滿足流量計檢定要求，尤其是現(xiàn)場實(shí)液檢定流量計的標(biāo)準(zhǔn)裝置，是在我國目前情況下急待解決的問題。
流量計量技術(shù)水平有待進(jìn)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(jì)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。
目前流量計量的發(fā)展動向可綜述為以下幾個方面。
采用新技術(shù)、研制新型流量計。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波、激光、電磁、核技術(shù)及微計算機(jī)等新技術(shù)引入流量計量領(lǐng)域，使得無接觸無活動部件間接技術(shù)大大發(fā)展，流量傳感器趨向電子化和數(shù)字化，為流量計量開拓新的領(lǐng)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(shí)校檢定流量計的標(biāo)準(zhǔn)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(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。目前移動式標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)流量計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)展在廣大流量計量科學(xué)工作者的艱苦努力下，相信在今后不長的時期內(nèi)，流量計量技術(shù)將臺提高到一個新的水平