流量計量的意義

流量計量的意義
作者：蘇彥勛 李金海

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系。做好這一工作，對了保證產品質量、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。
流量計量應用范圍廣泛
流量計量廣泛應用于工農業生產、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，從石油的開采、運輸、煉冶加工直至貿易銷售，流量計量貫穿于全過程中，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，都可能造成嚴重的干鍋或爆管事故。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。
在農業上，諸如農田水利、氣象風速，甚至有些農業機械，像機動噴霧機、水泵的特性測試，同樣需要流量計量。
在國防建設上，隨著空間技術的發展，對流量計量提出了相當高的要求。如宇宙飛船、核潛艇的核動力控制，離不開流量儀表；火箭發功機試車一次消極大量的液化燃料，如果流量不準，不僅經濟損失巨大，而且射程也會偏離幾千公里；防化裝備也少不了流量儀表；有些軍事工程甚至配用上千臺流量計。
科學研究、對外貿易方面，流量計量同樣占有重要的地位和作用。與人們日常生活密切相關的自來水、煤氣、天然氣、油等都大量的應用流量儀表計量。
流量計是工業生產過程和科學實驗的重要參數
流量與溫度、壓力、物位一樣，是一般熱工化工生產過程的重要參數。人們依靠這些參數對生產流程進行監督和控制，并實現生產流程的自動化。這對提高產品的質量與產量，保障生產安全，改進操作工藝，改善生產條件及科學實驗等方面將有著重要意義，同時，流量計量是企業經濟核算的重要依據，流量計量準確可靠是保證企業生產高效率進行，保證最佳經濟效益的重要手段之一。
流量計量是能源計量的重要組成部分
能源是發展同民經濟的重要物質基礎。當前能源問題已成為我國國民經濟中的一個突出問題。節約能源，已被中央確定為一項重要方針。要搞好節能工作。首先必須對能源進行科學管理，能源的計量測試工作就是對能源進行科學的管理的一項重要技術基礎工作。這一工作如果做得不好，節能的效果就難以確定。在生產中的水、油、氣及其它流體介質，均屬流量測量范疇。做好這一工作對于節能工作具有重要意義。我國不僅是一個大量的能源消耗國，而且能源利用率也很低，比發達國家約低20％左右，所以我國節能的潛力是很大。如果能源利用率提高1％，其經濟效益將是非常可觀的。在節能工作中，計量儀表是基礎，流量計量將起到極為重要作用。
流量計量的內容
出于流量是一個動態量，流量測量是一項復雜的技術。從被測流體來說，包括氣體、液體和混合流體這三種具有不同物理特性的流體；從測量流體流量時的條件來說，又是多種多樣的，如測量時的溫度可以從高溫到極低溫，測量時的壓力可以從高壓到低壓；被測流量的大小可以從微小流量到大流量；被測流體的流動狀態可以是層流、紊流等等。此外就液體而言，還存在粘度大小不同等情況。因此，為準確的測量流量，就必須研究不同流體在不同條件下的流量測量方法，并提供相應的測量儀表。這是流量計量的主要工作之一。由于被測流體的特性如此復雜，測量條件又各不相同，從而產生了各種不同的測量方法和測量儀表。顯然，如果沒有一個統一的檢定流量測量儀表準確度的方法，那么要保證大規模生產的工藝要求，要保證貿易的平等互換是不可能的。此外，還必須有一套流量單位復現方法和檢定系統對使用小流量儀表傳遞的標準方法。流量計量學的另一主要內容就是：研究流量單位的發現方法和檢定系統，建立流量計量的基、標準裝置，以保證量值傳遞和流量測量的準確度。
流量計在出廠或使用之前，必須對其計量性能進行測試或檢定，以保證產品質量和使用的準確度。為此，就必須建立復現流量單位量值的標準裝置。所謂流量標準裝置是指能夠提供確定準確度流量值的測量設備。至于各種流量標準裝置的結構、原理、技術要求和檢定方法本站將有詳細資料進行說明。
流量計量的簡史與前景展望
自古以來流量測量都是人類文明一種標志。埃及人用尼羅河流量計來預報年成的好壞。古羅馬人修渠引水，采用孔板測量流量。但是，由于經濟生產后，直到本世紀50年代，工業中使用的主要流量計只有孔板、皮托管、浮子流量計三種。被測介質的范圍也較窄，測量準確度也只滿足低水平的生產需要。第二次世界大戰后，隨著國際經濟和科學技術的迅速發展，流量計量日益受到重視，流量儀表隨之迅速發展起來。為滿足不同種類流體特性，不同流動狀態下的流量計量問題，近30年來，先后研制出并投入使用的流量計有速度式流量計、容積流量計、動量式流量計，電磁流量計、超聲波流量計等幾十種新型流量計。
目前國外投入使用的流量計有100多種，國內定型投產的也有近20種。隨著工業生產的自動化，管道化的發展，流量儀表在整個儀表生產中所占比重越來越大。據國內外資料表明，在不同的工業部門中所使用的流量儀表占整個儀表總數的15-30％。隨著流量儀表的迅猛發展，流量標準裝置也得到較快發展，流量量值傳遞網絡已經形成。目前水、油、氣、蒸汽高精度的流量標準裝置已在國家、省市計量機構建立，確保其流量量值傳遞的準確一致。
盡管如此，由于流量測量技術的復雜化，以及科學技術的迅速發展向流量計量提出更新更高的要求，流量計量的現況遠不能滿足生產的需要，還有大量的流量計量技術問題有待進一步研究解決。目的主要存在如下問題：
流量儀表的品種、規格、準確度和可靠性尚不能滿足生產要求。特別對腐蝕性流體、臟污流體、高粘性流體、多相流體、特大流量、微小流量等，有待發展有效的測量手段。
流量標準裝置不能滿足流量計檢定要求，尤其是現場實液檢定流量計的標準裝置，是在我國目前情況下急待解決的問題。
流量計量技術水平有待進一步提高。
流量儀表的配備差距很大直接影響工業成本核算與經濟管理。
上述問題的存在直接影響流量計量的發展，已引起各國重視，都在探討其解決方法。
目前流量計量的發展動向可綜述為以下幾個方面。
采用新技術、研制新型流量計。隨著科學技術的發展，超聲波、激光、電磁、核技術及微計算機等新技術引入流量計量領域，使得無接觸無活動部件間接技術大大發展，流量傳感器趨向電子化和數字化，為流量計量開拓新的領域。新型流量計要求非接觸式流量數字模型簡明；量程比寬、線性化、數字化；可線性高，價格低廉，維修方便。
開發特殊流量測量研究，加大流量、高粘性流體、極低溫流、多相流、高壓及低壓氣體流量測量等。

在線實校檢定流量計的標準裝置的研究。流量計的檢定目前大多采用離線檢定法。
使用該方法核定的流量計雖經誤差修正，但因其檢定條件與流量計使用條件相差甚大造成附加的使用誤差，降低測量準確度。在線實液標定法是解決這一問題的根本方法。在線實液標定法的主要問題是標準裝置的合理設計。目前移動式標準裝置和標準流量計是人們比較重視的標準裝置。但距實用還有一定距離。
隨著科學技術的飛速發展在廣大流量計量科學工作者的艱苦努力下，相信在今后不長的時期內，流量計量技術將臺提高到一個新的水平