流量测量技术与仪表的应用前沿领域

    流量测量技术与仪表的应用前沿领域

    1工业生产过程

    流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛应用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。据统计，流量仪表的产值约占全部过程自动化检测仪表与装置产值的1/5-1/4.

  2能源计量

  能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水流量计、人工燃气流量计、天然气流量计、蒸汽流量计和油品流量计这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

    3环境保护工程

    烟气、废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。

    我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气

排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须安装烟气分析仪和烟气流量计，组成连续排放监视系统(cmus)。烟气的流量测量有很大困难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大（从极低流速到高速），脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等等。

    废液、污水排放到江河湖泊，使永资源遭到破坏，本来已很紧张的水资源更是雪上加霜，排放量控制管理已是刻不容缓的任务。废液、污水的流量测量亦是困难的测量，它有介质脏污，口径大，形状特殊，压头低，非满管流等等特点。

  随着环境保护工程的深入发展，对所需的流量计将不断提出新的要求，如大规模的废水再生设备、城市垃圾处理设备、工矿企业水的循环利用系统等都需要种类繁多的流量计。

  4交通运输

  交通运输有五种方式：铁路、公路、航空、水运和管道运输。在五种方式中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保间题的突出，管道运输的特点引起人们的重视，例如煤炭一直由铁路及水运输送，装卸及敞开运输污染环境不容忽视，采用管道水力输送，不但迅速高效，而且具有密闭卫生的很大优点。管道输送的物料有：原油、天然气、人工燃气、水、压缩空气、煤炭、谷物、水泥、矿物……等。世界管道运输主干线已达230万公里，我国1996年仅达1 9万公里，处于落后状态。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监测（监视物流堵塞、泄漏）和经济核算的必备工具。

  5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获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液、尿液、药液、营养液及各种气体等，测量对象多为混相流、脉动流、非牛顿流体及微流量，仪表开发的难度极大，品种繁多。

  6科学实验

  科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多品种中很大一部分是应科研之需的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计，尤其国防部门更是常事。例如化工中间试验，它是化工生产的一个中间环节，一种化工产品从实验室研制到大批量生产必须经中间试验，这种试验工厂可称为生产实驻数据的工厂，数据的准确可靠是第一位。试验工厂中流量计是必备仪表，由于规模小，大都是小、微流量的测量。再如发动机的效率试验，它需要检测三个参数：压力、温度和流量，一般认为流量测量比较困难，原因是其使用条件特殊，检测件前阻流件复杂且无直管段布置，流体组分变化，流动为脉动流等。

  7海洋气象，江河湖泊

  这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的，但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。国际标准化组织(ISO)有专门技术委员会制订此类流量计的国际标准，历届国际流量学术会议它皆是主要内容之一。