关于流量仪表发展趋势及应用进展的思考

张艳(艾默生工程控制有限公司，上海 201206)

流量测量仪表是一种工业自动化仪表，广泛运用于社会的各个领域。现代社会已经步入了网络化、智能化、数字化的时代，流量测量仪表的出现给工业自动化建设带来个极大帮助，其主要用途有：能够进行工业自动化控制系统的过程检测；能够测量能源流量，给核算工业经济提供参考数据。随着社会工业发展的脚步越来越快，各种重要流体能源的测量项目也越来越多，精确可靠的流量参数能够减小不必要的能源消耗，加速工厂作业流程进展，在工业进步发展中起到不可忽视的作用。

1 流量仪表的类型及应用

流量测量仪表以实用功能进行分类有：流量传感器、流量开关、流量变送器以及流量计量表等；以结构形式进行分类有：插入式流量仪表和满管式流量仪表等；以测量原理进行分类有：涡轮式流量计、节流流量计、电磁流量计、超声流量及、热式流量计、两相流量计等。一般流量测量仪表都是按照测量原理的标准进行分类。流量测量仪表中应用比较广泛，功能具有代表性的种类有：节流流量计、电磁流量计、超声流量计、涡街流量计、热式流量计以及流量计。

1.1 节流流量计

节流流量计的应用范围主要在电力、炼油以及化工等方面，其主要特点是能够在高温高压的环境下工作，得到的流量数据稳定可靠，应用时间长、范围广，在目前很多工业活动中具有不可替代的作用。近年来，节流流量计的技术已经趋于成熟，对于节流装置测量范围过小的问题，研制出了更换孔板流量计。对于孔盘磨损导致测量值精确度降低为缺点，可采用耐磨孔盘进行替换。对于压力差值、温度改变的测量跟踪上也有很很大的改善。研制出了介质通用性极好的楔形流量计，进一步加大了节流流量计的适用范围。

1.2 电磁流量计

电磁流量计主要运用于石油化工、城市建设等社会领域，近年来发展极为迅速。其主要应用发展在于：实用口径体系逐渐被完善，各种类型的测量口径均已具备；电极和衬里材料种类越来越丰富，电极已经含有能够抗还原酸的材料，衬里也已经有了耐高温磨损的材料；各种不同的电磁流量计不断被开发推广，主要有：无电极电磁流量计、不满管电磁流量计、潜水型电磁流量计等，其总销售额在所有流量测量仪表中最高。

1.3 超声流量计

超声流量计的主要优势在于能够对液体、气体等流体进行测量，没有运动部件且不存在阻力损失，可测量大范围的流量，能够满足大多数用户的测量需求。因其应用历史较早，技术已逐渐趋于成熟，市场供应量越来越大。其测量流量的方式有：利用传播时间的差值进行流量计算；利用多普勒的频移距离值进行流量计算两种方式。两者都是利用多声道原理设计，但后者的测量精确度较低。

1.4 涡街流量计

涡街流量计是一种发展潜力优秀的流量计，具有无运动部件、可用于多种介质流体测量、流量测量稳定可靠、能够输出性脉冲频率信号等优点。但因为各方面的原因，涡街流量计未能被广泛的应用。导致这种情况的主要原因是，涡街流量计流量计的生产者和用户对此流量计缺乏理论和应用上的了解，造成流量计的选型不准确、过于重视通用功能，让流量计的在实用推广中无法全面体现其优势，得不到相应的发展机会。

1.5 热式流量计

热式流量计主运用于环保、取暖以及常温气体测量等方面，其制作原理是以传热和流体流速成正比为基础，通过测量热源温度的变化对流量进行测量。其测量方式有热分布式和浸入式测量两种，热分布式测量主要用于流体通过管径小，浸入式测量则适用于管道较大的气体测量。其主要优点有：测量方式简单、流量测量灵敏度高、不易堵塞、对测量流体速度限制低、应用范围广等。缺点在于：易受流体组成影响，可承受温度不高。近年来，美国推出了一款插入式热式流量计，以小型MEMS芯片微热敏元件，因其热源小，对管道内的温度场的影响可以忽略不计，能够应用于高温测量，可在工控系统中使用。

1.6 科氏流量计

科氏流量计的主要应用范围有油品测量、液体测量及气体测量。科氏流量计在天然气的测量中应用比较广泛，有很大的发展空间，近年来其销售增长率也越来越大。科氏流量计口径一般较小，和超省流量计在口径范围上能够进行互补使用，因其售价比较昂贵，很多地方都会用容积式流量计来代替，但这种代替会导致工厂维修和校检量增大。科氏流量计在合适的价格下，具有比较广阔的市场前景。

2 流量测量仪表的发展趋势

随着社会的不断发展和进步，世界迎来了一个数据化、网络化、智能化的时代，各行业都加强了数据的采集和控制管理工作，流量测量仪表是有关工业流体数据采集的一个重要组成部分。流量测量仪表的主要发展方向是，实用功能全面、采集数据稳定精确、携带和使用轻便以及操作智能化。将以上发展需求进行分析，观察目前社会流量测量仪表的研发程度和市场情况，得到的详细情况如下。

由于新时代的到来，传统的流量测量仪表已逐渐被取代，新的流量测量计开始向着电子化和数字化的方向发展前进，如俄罗斯的转速表式测量仪就是利用悬浮效应做研制出来的，日本的静电流量计能够用于测量石油输送管线中的低导电液体流量。近年来，新型的流量测量计越来越多，例如：超声流量计、电磁流量计、科氏流量计等，且这些新技术研制的流量计正在逐渐取代传统流量测量仪表的市场地位。从实用功能全面、操作智能化以及使用、安装简单便捷上来看，目前发展形势最好的是电磁流量计、超省流量计，其设计结构都比较简单，切适用范围广，功能齐全，一般都可用于流体的流量、组成成分和密度的测量。

目前流量测量仪表存在的主要难点在于，对于流量大、粘度高以及多相流的高压和低压等，测量环境比较恶劣的情况下，一般流量测量仪表无法正常进行测量。因此，流量测量仪表在未来一段时间内的主要研究方向，研制出能够在多种特殊环境下进行流量测量的流量仪表。

3 结语

流量测量仪表的研究正在向着电子化、智能化和数据化的方向发展。在工业发展中，流量测量仪表是必不可少的，它能够帮助工厂采集必要的流量数据，提高工厂运作效率，节约能源用量，且有助于社会数据化的发展。在进行流量测量仪表的选择时需要注意有自己的主见，按自身需要选取符合自己经济现状的流量仪表。本文首先是对目前流量测量仪表的类型进行了介绍，并对其应用进展做出了说明，然后对其发展趋势进行简要的讨论，希望能够对相关行业起到一定的参考作用。

[1]李肖婷.流量仪表若干发展趋势和应用发展[J].商品与质量·建筑与发展,2014,(10).

[2]张威.浅谈流量仪表的类型以及应用[J].新农村（黑龙江）,2012,(3).

[3]张春水,孙德新,杜太闪.流量仪表的发展趋势探讨[J].企业科技与发展,2009,(14).

[4]施鑫,甄杨,刘丽璋.浅谈流量仪表的技术现状及发展方向[J].资源节约与环保,2014,(10).

[5]熊茂涛,赵普俊,张宗平.冶金工业常用流量仪表的应用及前景预测[A].中国计量协会冶金分会2010年会暨全国第十五届自动化应用学术交流会论文集[C].2010.

[6]李振中.流量仪表在城镇供水中的应用[A].全国流量计量学术交流会论文集[C].2002.