流量计(超声波流量计)的发展与应用领域

时间:2020-10-21 来源:
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流量测量的发展可以追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已经利用孔板测量居民的饮水量。
流量计的发展
流量计的发展
公元前1000年左右,古埃及用堰法测定了尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用步兵区的水位观察水的大小等。
17世纪托里塔利奠定了差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。从此,18世纪和19世纪用于流量测量的许多类型仪器的原型开始形成。例如,堰、示踪法、皮托、文丘里管、容积、涡轮、靶式流量计等。
 
20世纪,对流程产业、能源测量、城市公共设施流量测量的需求急剧增加,仪器发展迅速,微电子技术和计算机技术的飞速发展极大地促进了仪器的更换,新的流量计如雨后春笋般出现。据悉,到目前为止,数百种流量计已经进入市场,预计现场使用中的许多棘手难题将得到解决。
我国开展近代流量测量技术比较晚,早期所需的流量计都是从国外进口的。
流量测量是研究物质量变的科学,质量相互变化规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不局限于传统意义上的管道液体,任何需要掌握量变的地方都存在流量测量问题。流量和压力、温度并列为三个主要测试参数。对于特定流体,只要知道这三个参数,就可以计算能量转换测量中需要检测的能量。能源转换是所有生产过程和科学实验的基础,因此像流量、压力和温度计一样应用最广泛。
 
流量测量技术和仪表的应用大致有以下几个领域:
一、工业生产过程
流量计是过程自动化仪表和装置之一的大型仪表之一,广泛应用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护、人民日常生活等国民经济各个领域。在工业生产、节能、改善过程自动化仪表和装置中,流量计有两个主要功能:过程自动化控制系统的测试仪表和测量材料数量的总量表。
二、能源计量
能源包括第一次能源(煤、原油、煤层气、油气、天然气)、第二次能源(电、焦炭、人工煤气、炼油、液化石油气、蒸汽)、装载工质(压缩空气、氧气、氮、氢)流量计是能源计量系统的重要组成部分,常用能源(如水、人工气体、天然气、蒸汽、油)均使用大量流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
三、环境保护项目
烟、废液、污水等排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家将可持续发展选为国策,环境保护将成为21世纪最大的课题。为了控制空气和水的污染,必须加强管理,管理的基础是污染量的定量控制。
我国是以煤炭为主要能源的国家,全国有数百万个烟囱不断向大气排放烟雾。烟气排放控制是根除污染的重要项目,各烟囱必须设置烟气分析计和流量计,组成燃油排放监控系统。烟的流量很难,其难度大,烟囱大小大,形状不规则,气体成分变化不均匀,流速范围大,污垢,腐蚀,高温,直管段等。
四、交通
铁路公路、航空、水运、管道运输有五种方法。其中管道运输已经存在,但应用并不普遍。随着环境问题的突出,管道运输的特点引起了人们的重视。管道形状海岸运输必须配备流量计,这是控制、分配和调度的眼睛,也是安全监测和经济核算的必要工具。
五、生物技术
21世纪将迎来生命科学的世纪,以生物技术为特征的产业将迅速发展。生物技术中需要监测测量的物质很多,例如血液、尿液等。仪器开发难度很大,品种多样。
六、科学实验
科学实验所需的流量计不仅数量多,品种也很繁杂。据统计流量计称,100多种中很大一部分是科研所需,不量产,在市面上销售,很多科研机构和大企业都设立了专门小组,开发专用流量计。
七、海洋气象,河流和湖泊
这个领域是开放的流道,所以一般需要检测流速,然后推算流量。速度计和流量计所依据的物理原理和流体力学基础是共同的,但仪表原理和结构及使用条件有很大的不同。
流量计的种类
用于测量管路中流体流动(单位时间内通过的流体体积)的仪器。
流量测量方法和仪器种类多,分类方法也多。到目前为止,可供工业使用的流量计种类已达60种。品种这么多的原因是,到目前为止还没有找到适用于任何流体、任何距离、任何流动状态和任何使用条件的流量计。
这60多种流量计每种产品都有特定的适用性和局限性。按测量对象划分,有两个主要类别:封闭管道和开放通道。根据测量目的,可以分为总量测量和流量测量,其米分别称为总量表和流量计。
总量表测量一段时间内通过管道流动的流量,短时间内流动的总量除以该时间的份额,实际上,流量计一般设有累计流量装置,总量表中也设有流量发票值。因此,严格意义上的流量计和总量表的划分不再有实际意义。根据测量原理,分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
根据目前最流行、最广泛的分类法,分为:
容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、超声波流量计、流体振动流量计的涡街流量计、质量流量计和插入流量计、探针流量计等
根据流量计机制原理,分为容积式流量计、叶轮流量计、差压式流量计、变面积流量计、动量式流量计、冲动式流量计、超声波流量计、超声波流量计、质量流量计、流体振动流量计。