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質量流量測量技術的發展
關鍵字：質量流量計 日期：2012-12-4 8:42:03
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質量流量測量技術的發展
流量測量技術的發展與國民經濟中的應用需求，始終是相互依存的，從某種意義上說，應用和需求是推動流量測量技術發展的動力。盡管流量儀表的品種規格至今已經很多，但隨著社會生產的迅速發展，流量儀表的現狀仍不能滿足生產力發展的需要，還有大量的流量測量技術問題有待進一步研究解決。
從流量計的發展史看，自傳統的體積流量測量方法和質量流量間接式測量方法發展到科里奧利質量流量計對流體質量流量的高準確度直接測量，確實是流量測量技術的一大進步。
正如一切新生事物都是在不斷改進完善中發展一樣，質量流量測量技術，特別是科里奧利質量流量計，也要隨著適應各種應用的要求而不斷發展。
目前，質量流量的各種測量方式，包括間接式和直接式測量方法，都有一定的應用。質量流量間接式測量方法，因為引入了多個中間參數的測量，然后進行運算和修正，因而積累誤差較大，但因其具有傳統方式的繼承性，用戶又比較熟悉，在一些測量準確度要求不高的場合，應用仍比較多。尤其是采用補償式方式在測量氣體的質量流量或氣體標況體積方面的應用仍十分廣泛。
今后，質量流量測量技術發展的重點是質量流量直接式測量方法，以提高測量準確度，實現對各種介質在復雜環境條件下的高準確度、高可靠的測量。
如前一節所敘述的，質量流量直接式測量方法發展到今天，已經產生了多種類型的質量流量計。其中，有些是在體積流量計的基礎上改進的，例如，由孔板與定流量泵組合的差壓式質量流量計；由兩個渦輪組合的雙渦輪式質量流量計等，這些流量計基本未脫離原結構形式，是原結構形式的繼承和發展。
從傳統的體積流量計，經過改進、完善與提高，發展成質量流量計，也是質量流量測量技術發展的一個方面。例如，渦街流量計，在原先僅能測量體積流量的基礎上，進一步應用渦街流量計的流量特性和阻力特性來測量流體質量流量，也將具有一定的實用價值。根據渦街流量計的流量特性，流體通過渦街發生體產生穩定的旋渦，其頻率，與流體的流速“成正比，即，fCu，在一定的雷諾數范圍內，測量過程幾乎不受流體的成分、密度、粘度和壓力等變化因素的影響。而根據渦街流量計的阻力特性，其渦街發生體前后的壓力差Ap則與流體的動壓2pu2成正比，即Ap CC Pu2。于是，旋渦發生體前后的壓差與旋渦頻率的比值，與流體的質量流量成正比。即Ap。c pu，利用這一關系，可用來測量流體的質量流量。，
從理論上說，渦街流量計經過液體或氣體流量標準裝置標定后，不需要改變流量系數，既能測量液體流量，也能測量氣體流量。渦街流量計具有無機械可動部件、壓損小等特點，隨著制造技術的進步，其測量準確度等級也在不斷提高。因此，渦街流量計進一步發展成為渦街式質量流量計，也將會為質量流量測量增添新的一頁。目前，在實際應用中，直接測量氣體質量流量大多是采用量熱式質量流量計，固相粉粒狀物料流的質量流量的測量主要是采用沖量式質量流量計。而液相或以液相為主的混相流體的質量流量測量，則主要是應用科里奧利質量流量計。
托馬斯流量計是屬于接觸方式的量熱式流量計，由于加熱元件及測量元件與流體直接接觸，元件易受流體腐蝕和磨損，影響傳感器的測量準確度和使用壽命。同時，由于它利用加熱器直接對流體加熱，當被測流體是導電介質或易燃易爆介質時，就不能使用。邊界層流量計和旁路管熱式流量計則是屬于非接觸方式的量熱式質量流量計，它在某些方面，可以避開托馬斯流量計的缺點，但它們的共同缺點是要求被測氣體必須是單一成分或固定組分，對流體的工藝條件要求也較為苛刻，而且測量準確度都偏低。在當今流體流量測量中，氣體流量測量是較為棘手的問題之一。因此，發展氣體流量測量技術，特別是提高氣體質量流量測量的準確度等級已是擺在我們面前的一個重要課題。
沖量式流量計，雖然結構比較緊湊，但這種裝置的測量結果極為依賴物料的結構性質以及沖擊速度的有效值。因此，保證物料的結構性質和物料的沖擊速度都不改變，保證沖板的幾何形狀和摩擦狀態均不改變，則是保證準確測量的先決條件。此外，固相物料的質量流量也還可以通過電子皮帶稱重系統和核子皮帶稱重系統來測量。目前，固相物料質量流量測量中最大的問題還是動態測量準確度偏低。
在各種質量流量的測量方法中，科里奧利質量流量計已經受到各方面用戶的青睞。這是因為它能夠高準確度的直接測量管道內流體的質量流量，而且穩定度高，可靠性好，量程比大，又適合應用于較高粘度流體，如各種高分子聚合物的漿液、重油、食物漿、紙漿、油漆涂料、乳膠混合漿液和維生素漿液等等。在各個工業領域中，這種流量計多數用在配料混合的加工過程控制。此外，也用在車載裝卸測量和企業內部的交接計量。
目前，科里奧利質量流量傳感器的檢測管管形已發展到二十多種，工藝管線的最大口徑已發展到DN150mm，質量流量的測量準確度一般為0.2%～0.4%，準確度高的可以達到0.1%～0.15%。
為了適應用戶各方面的需要，科里奧利質量流量計還要不斷的繼續完善和發展。國際標準化組織1994年度發布了關于科里奧利質量流量計的國際標準：“IS0 10790封閉管道中流體流量的測量一科里奧利質量流量計”。這份標準可以作為科里奧利質量流量計在試驗、檢查、安裝運行、校準方面的指導性文件。最近，國際標準化組織又草擬了一份標準文件，以定義形式詳細說明科里奧利質量流量計性能的方法( IS/DIS 11631)，此項文件強調流量計必須規范，使用戶能預見在任何環境條件下的性能。這些文件的發布，說明科里奧利質量流量計已開始走上國際標準化軌道。我國國家技術監督局也于1995年發布了質量流量計國家計量檢定規程JJG 897-95，并自1995年12月起貫徹執行。它標志著科里奧利質量流量計已逐漸成為重要的、運用廣泛的和較為成熟的流量測量儀表。
從實際運用的情況來看，科里奧利質量流量計無疑是當今世界流量測量儀表中比較先進的一種。但人們從它日益廣泛的應用角度，又提出了新的期望。人們希望科里奧利質量流量計能更進一步提高測量準確度，特別是從改進結構設計、制造工藝等方面入手，提高其零點穩定性。由于科里奧利質量流量計使用諧振式傳感器，這就要求流量計的傳感器能從結構上適應多種應用環境，并具有較強的抗干擾能力。為了擴大它的使用范圍，還希望該流量計能不斷提高測量氣液兩相、液固兩相及氣相介質的質量流量的能力和測量準確度。相信隨著科里奧利質量流量計的不斷完善，質量流量測量技術將會推進到一個更新的境界。
總之，質量流量測量技術的發展，已引起世界各國的普遍重視，都在積極探討其解決方法。綜合起來，目前質量流量測量技術的發展應著重于兩個方面：
其一，對多相流體、氣體、腐蝕性流體、高溫高壓流體以及大流量和微小流量的流體等，有待使用有效的質量流量測量手段，使得質量流量計的品種、規格能滿足生產發展的需求。隨著科學技術的進步，微波、電磁、核技術及微電子等新技術不斷引入質量流量測量領域，無接觸、無阻礙流體運動部件的高準確度測量質量流量的傳感器技術將逐步成熟。質量流量計二次儀表的制造將日趨電子化、數字化和智能化，并將越來越溶入以現場總線技術為核心的控制和管理網絡。這些將為質量流量測量技術開拓出新的領域。新型質量流量計應具有應用范圍廣、靈敏度高、量程比寬、穩定性好、準確度等級高、可靠性強、價格低和易維護等特點。
其二，流量標準裝置應滿足質量流量計的檢定要求。隨著生產技術的提高，各種類型質量流量計的準確度等級也在不斷地提高，這就要求流量標準裝置的準確度等級能夠適應這一要求。質量流量計目前大多采用離線檢定法，但因試驗室檢定條件和環境與質量流量計現場使用條件和環境相差甚遠，造成附加的使用誤差，降低了測量準確度，因此，開發這些質量流量計的現場在線標定技術，發展現場實液在線檢定質量流量計的標準裝置是解決
這一問題的根本方法。
隨著我國市場經濟的發展，節省資源和節省能源的重要性日益受到重視，因此，越來越要求提高各種流量的測量準確度。我們相信今后在廣大流量測量科學工作者的艱苦努力下，質量流量測量技術將會提高到一個更新的水平。
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