流量測量是研究物質(zhì)量變的科學,質(zhì)和量的互變規(guī)律是事物聯(lián)系與發(fā)展的基本規(guī)律,因此,其測量對象已不限于傳統(tǒng)意義上的管道流體,凡是需要掌握流體流動的地方都有流量測量的問題。
工業(yè)生產(chǎn)過程是流量測量與儀表應(yīng)用的一大領(lǐng)域,流量與溫度、壓力和物位一起統(tǒng)稱為
過程控制中的四大參數(shù),人們通過這些參數(shù)對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制。對流體流量進行正卻測量和調(diào)節(jié)是保證生產(chǎn)過程安全經(jīng)濟運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低物質(zhì)消耗、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)科學管理的基礎(chǔ)。在整個過程檢測儀表中,流量儀表的產(chǎn)值約占1/5~1/4。
在天然氣工業(yè)蓬勃發(fā)展的現(xiàn)在,天然氣的計量引起了人們的特別關(guān)注,因為在天然氣的采集、處理、儲存、運輸和分配過程中,需要數(shù)以百萬計的流量計,其中有些流量計涉及到的結(jié)算金額數(shù)字巨大,對測量準確度和可靠性要求特別高。除此之外,在煤氣、成品油、液化石油氣、蒸汽、壓縮空氣、氧氣、氮氣、水的計量中,也要使用大量的流量計,其中很大一部分用于貿(mào)易結(jié)算,計量準確度需滿足國家的有關(guān)標準,這對流量測量提出了很高的要求。
能源計量用流量計往往跟企業(yè)的效益有直接的聯(lián)系,是進行貿(mào)易結(jié)算的依據(jù),進行能源的科學管理、提高經(jīng)濟效益的重要手段。
在能源計量中,使用了大量的流量計,例如石油工業(yè),從石油開采、儲運、煉制直到貿(mào)易銷售,任何一個環(huán)節(jié)都離不開流量計。
在環(huán)境保護領(lǐng)域,流量測量儀表也扮演著重要角色。人們?yōu)榱丝刂拼髿馕廴荆仨殞ξ廴敬髿獾臒煔庖约捌渌麥厥覛怏w排放量進行監(jiān)測;廢液和污水的排放,使地表水源和地下水源受到污染,人們必須對廢液和污水進行處理,對排放量進行控制。于是數(shù)以百萬計的煙氣排放點和污水排放口都成了流量測量對象。
廢氣和污水流量的測量具有較高的難度。其中煙氣的難度在于臟污,含塵,有腐蝕性,流速范圍寬廣,流通截面不規(guī)則,直管段長度難以保證;而污水的難度在于介質(zhì)臟污、壓頭低、口徑大、流通截面特殊和非滿管。
在科學試驗領(lǐng)域,種類繁多的流量計提供了大量的實驗數(shù)據(jù)。這一領(lǐng)域中使用的流量計特殊性更多,其中流體的高溫、高壓、高黏度以及變組分、脈動流和微小流量等都是經(jīng)常要面對的測量對象。
除了上述的應(yīng)用領(lǐng)域之外,流量計在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、水利建設(shè)、生物工程、管道輸送、航天航空、軍事領(lǐng)域等也都有廣泛的應(yīng)用。
流量測量是一門迅速發(fā)展的技術(shù),為了滿足各行各業(yè)、各種工況的各種流體的流量測量需要,儀表研究機構(gòu)研究開發(fā)了各種原理的流量計,制造廠每年都有新型流量計供應(yīng)市場。過去難以解決的流量測量問題,如今有的獲得了解決。尤其是近30年以來,微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)進入流量測量儀表,使流量儀表出現(xiàn)一次飛躍,儀表的功能更加豐富,可靠性得到顯著提高,測量精確度獲得大幅度的提升,于是0.1級科氏力質(zhì)量流量計、精確度優(yōu)于±0.3%R的電磁流量計等相繼問世。據(jù)統(tǒng)計,目前市場上能買到的流量計種類已達百種以上,各種不同類型的流量計相互競爭,并以各自特有的優(yōu)勢占據(jù)著一定的市場份額。直至今日,凡是被人們應(yīng)用的類型,都是因為它們在某些方面有相對優(yōu)勢,而在競爭中取勝的后起之秀也并非十全十美,不能期望用一種流量計覆蓋所有的應(yīng)用領(lǐng)域。
然而,盡管流量測量技術(shù)和儀表的類型的測量方法、開發(fā)新型儀表的動力。
流量測量是一門復雜、多樣的技術(shù),這不僅由于測量精確度的要求越來越高,而且測量對象復雜多樣。如流體種類有氣體、液體、混相流體,流體工況有從高溫到極低溫的溫度范圍,從高壓到低壓的壓力范圍,既有低黏度的液體,也有黏度非常高的液體,而流量范圍更是懸殊,微小流量只有每小時數(shù)毫升,而大流量可能每秒就達數(shù)萬立方米。而脈動流、多相流更增加了流量測量的復雜性。另一方面,這種復雜性和多樣性促進了人們對流量測量儀表的應(yīng)用研究。