基本介紹
- 中文名：沉碴流量
- 拼音：chén chá liú liàng
- 相關概念：流量
- 領域：計量學
- 套用：流量測定
- 表示：Q
技術簡介,發展歷史,發展趨勢,發展現狀,套用範圍,套用發展,套用領域,生物製藥,科學實驗,
技術簡介
計量是工業生產的眼睛。流量計量是計量科學技術的組成部分之一，它與國民經濟、國防建設、科學研究有密切的關係。做好這一工作，對保證產品質量、提高生產效率、促進科學技術的發展都具有重要的作用，特別是在能源危機、工業生產自動化程度愈來愈高的當今時代，流量計在國民經濟中的地位與作用更加明顯。
工程上常用單位m3/h，它可分為瞬時流量（Flow Rate）和累計流量（Total Flow），瞬時流量即單位時間內過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內（一天、一周、一月、一年）流體流過封閉管道或明渠有效截面的累計量。通過瞬時流量對時間積分亦可求得累計流量，所以瞬時流量計和累計流量計之間也可以相互轉化。
發展歷史
早在1738年，瑞士人丹尼爾伯努利以第一伯努利方程為基礎利用差壓法測量水流量。後來義大利人G.B.文丘里研究用文丘里管測量流量，並於1791年發表了研究結果。
1886年，美國人赫謝爾套用文丘里管制成了測量水流量的的實用測量裝置。
20世紀初期到中期，原有的測量原理逐漸走向成熟，人們不再將思路局限在原有的測量方法上，而是開始了新的探索。
到了30年代，又出現了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法聲波測量流量的方法，但到第二次世界大戰為止未獲得很大進展，直到1955年才有了套用聲循環法的馬克森流量計的問世，用於測量航空燃料的流量。
20世紀的60年代以後，測量儀表開始向精密化、小型化等方向發展。
隨著積體電路技術的迅速發展，具有鎖相環路技術的超聲（波）流量計也得到了普遍套用，微型計算機的廣泛套用，進一步提高了流量測量的能力，如雷射都卜勒流速計套用微型計算機後，可處理較為複雜的信號。
發展趨勢
在工業現場，測量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表。是工業測量中最重要的儀表之一。隨著工業的發展，對流量測量的準確度和範圍要求越來越高，為了適應多種用途，各種類型的流量計相繼問世，廣泛套用於石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、製藥、能源、冶金、紙漿造紙和建築材料等行業。
弗若斯特沙利文諮詢公司運用360度全視角研究模型，著眼於全球，綜合套用行業、科技技術發展、經濟、競爭環境和行業用戶等多項模組，對流量計市場進行全面研究。本文以靶式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、差壓式流量計、變面積式流量計、電磁流量計、超音波流量計、渦街流量計(典型的流體振盪式流量計)、科里奧利質量流量計和插入式熱質量流量計作為研究對象，對市場進行分析。
2008年全球流量計的市場規模達到28.3億美元，較2007年增長約3.9%。
發展現狀
由於缺乏國家在這行業體制機制強有力的支持，造成我國儀器儀表行業缺乏高層次的複合型人才，缺乏熟悉、精通各學科交叉的綜合型人才。自主創新能力低下，自主智慧財產權匱乏。具體表現在國產高端自動化產品奇缺，市場競爭力不強。
現代計量是光、機、電、計算機和許多基礎學科高度綜合的產物，對新技術比較敏感，是現代產業產品中更新換代速度比較快的產品之一，每年都會有新產品推出，特別是在當今信息技術攻速發展的時代，競爭日趨激烈，發展速度稍微慢點就會被遠遠拋在後面。我國雖然已經進入21世紀，但許多東西還停留在80年代初的水平上，大型和高檔的儀器設備幾乎全部依靠進口，甚至有的專用儀器在國內還處於空白狀態，中低端的產品質量保證上還有許多問題需要攻克。
因此，必須要有國家戰略高度的規劃和相關資源的大力支撐，才有機會去不斷縮小差距。如果測試儀器企業無法做到一個比較大的規模，那么就很難具備和國際巨頭一較長短的實力，而前期的成長需要巨額長期的資金投入。
套用範圍
流量計量廣泛套用於工農業生產、國防建設、科學研究對外貿易以及人民生活各個領域之中。在石油工業生產中，從石油的開採、運輸、鍊冶加工直至貿易銷售，流量計量貫穿於全過程中，任何一個環節都離不開流量計量，否則將無法保證石油工業的正常生產和貿易交往。在化工行業，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，嚴重的還會發生生產安全事故。在電力工業生產中，對液體、氣體、蒸汽等介質流量的測量和調節占有重要地位。流量計量的準確與否不僅對保證發電廠在最佳參數下運行具有很大的經濟意義，而且隨著高溫高壓大容量機組的發展，流量測量已成為保證發電廠安全運行的重要環節。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少，都可能造成嚴重的乾鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應做到準確計量，而且要及時地發出報警信號。在鋼鐵工業生產中，煉鋼過程中循環水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產品質量的重要參數之一。在輕工業、食品、紡織等行業中，也都離不開流量計量。
套用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超音波流量計結構簡單、使用方便，但這種流量計對流態分布變化適應性差，微電子技術和計算機技術的飛躍發展極大地推動儀表更新換代，新型流量計如雨後春筍般湧現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，被設定在測量流動通道6的上游端並相對於孔眼11和12，用於減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19，用於測量超音波換能器8和9之間的超音波的傳播時間;及計算部件20，用於根據該測量控制部件19的信號計算流量。
流量計儘量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(如大電機、大變壓器的等)，以免磁場影響感測器的工作磁場和流量信號。感測器勺轉換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。由於電磁流量計測量含有懸浮固相或污髒體的機會遠比其他流量儀表多，出現內壁附著層產生的故障機率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近。常見的調試期故障通常由安裝不妥。
套用發展
科里奧利
科里奧利質量流量計（以下簡稱CMF）是利用流體在振動管中流動時，產生與質量流量成正比的科里奧利力原理製成的一種直接式質量流量儀表。
中國CMF的套用起步較晚，已有幾家製造廠自行開發供應市場；還有幾家製造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。
國外CMF已發展30餘系列，各系列開發在技術上著眼點在於：流量檢測測量管結構上設計創新：提高儀表零點穩定性和精確度等性能；增加測量管撓度，提高靈敏度：改善測量管應力分布，降低疲勞損壞，加強抗振動干擾能力等。
某些廠家研發出了可以測量氣液兩相的科里奧利儀表，可以套用在卸船，含氣泡介質等原先傳統儀表無法工作的場合。同時有一種MVD變送器可以實現儀表線上自校驗，即無需將流量計拆下，利用對流量管剛性的檢查，來判斷現場儀表的性能。
電磁
EMF從50年代初進入工業套用以來，使用領域日益擴展，80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已占16%~20%。
中國發展迅速，1994年銷售估計為6500~7500台。國內已生產最大口徑為2~6m的EMF，並有實流校驗口徑3m的設備能力。2008年銷售額已經達到7700萬美元，估計銷售量在35萬台以上。
渦街
USF在60年代後期進入工業套用，80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已占4%～6%。1992年世界範圍估計銷售量為3548萬台，同期國內產品估計在8000～9000台。
套用領域
流量測量技術與儀表的套用大致有以下幾個領域。
工業生產
流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀表和測量物料數量的總量表。
能源計量
能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算不可缺少的工具。
環境保護
煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列為國策，環境保護將是21世紀的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制，流量計在煙氣排放、污水、廢氣處理流量計量方面有著不可替代的位置。
中國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計，組成連櫝排放監視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規則，氣體組分變化不定，流速範圍大，髒污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。
交通運輸
有五種方式：鐵路公路、航空、水運和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但套用並不普遍。隨著環保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監沒和經濟核算的必備工具。
生物製藥
21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特徵的產業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多，如血液，尿液等；醫藥行業對各種醫藥配方，液體製劑成分的控制流量儀表也是不和或缺的。儀表開發的難度極大，品種繁多。
科學實驗
科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們並不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業皆設專門小組研製專用的流量計。
海洋、江河湖泊
這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然後推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀表原理及結構以及使用前提有很大差別。
