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測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。計量是工業(yè)生產(chǎn)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(jīng)濟、國防建設、科學研究有密切的關系。做好這一工作,對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進科學技術的發(fā)展都具有重要的作用,特別是在能源危機、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當今時代,流量計在國民經(jīng)濟中的地位與作用更加明顯。流量計又分為有差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、節(jié)流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和堰等。按介質(zhì)分類：液體流量計和氣體流量計。

中文名：流量計

外文名：flowmeter

拼音：liú liàng jì

型號：SG-NZ-KD1;SGY-EXQ41W;EXQ41W

款式：機械式指針刻度顯示；電子帶數(shù)顯

連接方式：螺紋；焊接；法蘭

材質(zhì)：碳鋼；不銹鋼；銅；襯氟；塑料

壓力：0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/5.0Mpa

溫度：根據(jù)實際情況匹配

流量計又分為差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、節(jié)流式流量計、細縫流量計、機械式指針流量計、逆止型指針流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計和堰等。按介質(zhì)分類：液體流量計和氣體流量計。

早在1738年,瑞士人丹尼爾第一伯努利以伯努利方程為基礎利用差壓法測量水流量。后來意大利人G.B.文丘里研究用文丘里管測量流量,并于1791年發(fā)表了研究結(jié)果。1886年,美國人C.赫謝爾用文丘里管制成測量水流量的實用裝置20世紀初期到中期,原有的測量原理逐漸成熟,人們開始探索新的測量原理自1910年起美國開始研制測量明溝中水流量的槽式流量計。1922年,R.L.帕歇爾將原文丘里水槽改革為帕歇爾水槽（于1929年為美國土木工程師協(xié)會所命名）。1911～1912年,美籍匈牙利人 T.von卡門提出卡門渦街的新理論。30年代出現(xiàn)探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法,但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲很大進展,直到1955年才有應用聲循環(huán)法（兩組型）的馬克森流量計,用于測量航空燃料的流量。1945年,A.科林用交變磁場成功地測量了血液流動的情況。60年代以后,儀表向精密化、小型化等方向發(fā)展。例如,為了提高差壓儀表的精確度而出現(xiàn)力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器；為使電磁流量計的傳感器小型化和改善信噪比而出現(xiàn)用非均勻磁場和低頻勵磁方式的電磁流量計。隨著集成電路技術的迅速發(fā)展,具有鎖相環(huán)路技術的超聲（波）流量計也得到了普遍應用。微型計算機的廣泛應用,進一步提高了流量測量的能力,如激光多普勒流速計應用微型計算機可處理較為復雜的信號。

美國早在1886年即發(fā)布過第一個TUF專利,1914年的專利認為TUF的流量與頻率有關。美國的第一臺TUF是在1938年開發(fā)的,它用于飛機上燃油的流量測量,只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應用。如今,它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應用。

流量測量最早是由瑞士人開始的,在1738年,瑞士著名的物理學家丹尼爾·伯努利以伯努利方程為基礎,利用了差壓法測量了水流量。

后來,意大利物理學家文丘里又用文丘里管測量了流量,并發(fā)表了研究成果。

1886年,美國人赫謝爾應用文丘里管制成了測量水流量的的實用測量裝置。

20世紀初期到中期,原有的測量原理逐漸走向成熟,人們不再將思路局限在原有的測量方法上,而是開始了新的探索。1910年時,美國人開始了槽式流量計的研究工作,這種流量計是用來測量明溝中水流量的。1922年,帕歇爾將水槽測量改革為帕歇爾水槽。

槽式流量計發(fā)展的同時,美籍匈牙利人卡門正在研究渦街理論,1911年到1912年,他提出了卡門渦街新理論。

到了30年代,又出現(xiàn)了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法聲波測量流量的方法,但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲得很大進展,直到1955才有了應用聲循環(huán)法的馬克森流量計的問世,用于測量航空燃料的流量。

1945年,科林用交變磁場成功的測量了血液流動的情況。

20世紀的60年代以后,測量儀表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。例如,為了提高了差壓儀表的精確度,出現(xiàn)了力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器；為了使電磁流量計的傳感小型化和改善信噪比,出現(xiàn)了用非均勻磁場和低頻勵磁方式的電磁流量計,此外,具有寬測量范圍和無活動檢測部件的實用卡門渦街流量計,也在70年代問世。

隨著集成電路技術的迅速發(fā)展,具有鎖相環(huán)路技術的超聲（波）流量計也得到了普遍應用,微型計算機的廣泛應用,進一步提高了流量測量的能力,如激光多普勒流速計應用微型計算機后,可處理較為復雜的信號。

在工業(yè)現(xiàn)場,測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表。是工業(yè)測量中最重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展,對流量測量的準確度和范圍要求越來越高,為了適應多種用途,各種類型的流量計相繼問世,廣泛應用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。

弗若斯特沙利文咨詢公司運用360度全視角研究模型,著眼于全球,綜合應用行業(yè)、科技技術發(fā)展、經(jīng)濟、競爭環(huán)境和行業(yè)用戶等多項模塊,對流量計市場進行全面研究。本文以容積式流量計、渦輪流量計(典型的葉輪式流量計)、差壓式流量計、變面積式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、渦街流量計(典型的流體振蕩式流量計)、科里奧利質(zhì)量流量計和插入式熱質(zhì)量流量計作為研究對象,對市場進行分析。

2008年全球流量計的市場規(guī)模達到28.3億美元,較2007年增長約3.9%。

在全球,流量計的主要生產(chǎn)商包括：畢托巴流量計（Bitobar）,阿西布朗勃法瑞(ABB),艾默生(Emerson),恩德斯豪斯(EndressHauser或E H),科隆(Krohne),西門子(Siemens),橫河(Yokogawa),以及通用電氣(GeneralElectric),霍尼韋爾職 (Honeywell),英維思(Invensys)和山武(Yamatake)。

市場影響因素

驅(qū)動因素據(jù)國際能源署(IEA)預測,從2007至2030年全球需要對能源基礎設施累計投資26.0萬億美元(以2007年美元價值計)。其中,電力行業(yè)投資13.6萬億美元,占總投資額的52.3%。到2030年,世界許多地方的石油、天然氣和電力的基礎設施將需要更換。從長期來看,可預見的能源投資將給流量計在石油天然氣和能源行業(yè)板塊的應用帶來不小的發(fā)展空間。

面臨激烈的競爭環(huán)境,以及為了應對全球節(jié)能減排的訴求,各個行業(yè)用戶更加關注生產(chǎn)工廠的運行效率,盡可能降低能耗,以提高競爭力。因此,大量的投資被用于提升工廠的自動化水平和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和實時監(jiān)控,以提升工廠的過程控制效率。諸如,在石油天然氣和能源行業(yè),密閉傳輸設施中需要性能可靠的流體測量設備;化工和制藥行業(yè)中需要高精準的流量計等,種種趨勢必將帶動傳感器和現(xiàn)場設備(包括流量計)的發(fā)展。

流量計中正在更多地引入電子技術,如數(shù)字信號處理(DSP)和微處理器,這使得流量計具備了自診斷功能,并且能夠更好地與生產(chǎn)控制層面進行通信。性能的提高更好地滿足了行業(yè)用戶的需求,給流量計創(chuàng)造了更多的市場應用空間。

抑制因素當前全球經(jīng)濟形勢有待進一步提振,工業(yè)品需求不旺盛。眾多行業(yè)用戶放緩新項目投資或者暫停設備更新升級,等待全球經(jīng)濟出現(xiàn)復蘇跡象。所以,在短期內(nèi),這將會給流量計在其主要應用行業(yè)的發(fā)展前景帶來一定影響。

全球流量計市場生產(chǎn)商眾多,競爭異常激烈。同時,流量計生產(chǎn)商正面臨著行業(yè)用戶對價格較為苛刻的要求,為了能夠使產(chǎn)品更好地滲透進入流量計應用的主要行業(yè),生產(chǎn)商之間的價格競爭再所難免。這一現(xiàn)象在新興經(jīng)濟體,尤其中國,很普遍。價格往往成為決定采購行為的最主要決定因素。長此以往,生產(chǎn)商更多關注價格策略,導致產(chǎn)品創(chuàng)新性不夠,阻礙市場發(fā)展。

面臨的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的機械式流量計,例如差壓式流量計、容積式流量計和變面積式流量計,已經(jīng)處于普及化階段,價格競爭激烈,利潤空間日益減少,技術革新較少,市場相對成熟。Frost&Sullivan認為,實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制化生產(chǎn)是生產(chǎn)商在成熟市場的激烈競爭中的一個重要突破點。根據(jù)弗若斯特沙利文對行業(yè)用戶的需求進行分析,用戶群體希望生產(chǎn)商能夠提供為生產(chǎn)過程帶來切實利益的自動化設備。用戶在產(chǎn)品應用過程中會產(chǎn)生具體的需求,例如：應用在石化行業(yè)的特殊環(huán)境中,需要堅固耐用的設計以及防爆認證;用戶對直管設計的科氏流量計的需求等。如何有效獲取用戶實際需求,并且對傳統(tǒng)產(chǎn)品進行改良,是對生產(chǎn)商差異化和定制化生產(chǎn)過程的一個不小挑戰(zhàn)。

引導用戶接受并使用新技術流量計,如超聲波流量計、電磁流量計、熱質(zhì)量流量計和V錐流量計（孔板流量計）等等,是生產(chǎn)商把市場做大做強的又一個挑戰(zhàn)。

此外,新技術流量計不斷被引入各個行業(yè)的同時,快速有效的售后服務對生產(chǎn)商來說同樣至關重要。尤其是運用基于基金會現(xiàn)場總線和ProfibusPA總線的流量計,對軟件技術有一定要求,有效的服務能夠為用戶提供更適合的解決方案,并且貼近用戶。

發(fā)展趨勢

從機械式流量計到電子技術流量計的革新是流量計最重要的發(fā)展趨勢之一。電磁流量計、超聲波流量計、渦街流量計和V錐流量計（孔板流量計）利用電氣原理工作,從而避免了機械流量計工作中需要更換的運動機件。同時,自診斷功能被引入流量計中,使得流量儀表不僅僅是簡單的測量工具,更多地為了系統(tǒng)維護的目的,例如：空管道偵測和自檢驗等。并且,在電子流量計中結(jié)合先進的通信技術后,使得控制人員能夠遠程實時獲取生產(chǎn)現(xiàn)場的流量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

據(jù)Frost&Sullivan的研究,當前全球約89.0%的流量計采用mAHART通信協(xié)議,因為采用mAHART通信協(xié)議的流量計在安裝難度和操作要求上都低于采用現(xiàn)場總線協(xié)議的流量計,并且引入現(xiàn)場總線系統(tǒng)對用戶來說也是一項不小的成本。但是,隨著行業(yè)用戶不斷提高自動化水平,希望從流量測量中獲取除了流量數(shù)據(jù)以外更多的信息,比如,診斷信息和狀態(tài)檢測等,這些數(shù)據(jù)傳送都需要依賴現(xiàn)場總線支持。而且,西門子和艾默等廠商生正在著力推行現(xiàn)場總線協(xié)議的流量測量技術。相信,這必將推動現(xiàn)場總線協(xié)議流量計在各個行業(yè)的應用前景。

此外,無線技術流量計也正在逐步被用戶所接受,惡劣環(huán)境中的流體測量對無線技術來說是一個很好的應用空間。不過,用戶完全接受并普及無線技術流量計還需要一定的時間。

渦輪

渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速,從而推導出流量或總量的儀表。一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。

渦輪流量計渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產(chǎn)品,作為十大類型流量計之一,其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。

優(yōu)點：

1、高精度,在所有流量計中,屬于最精確的流量計；

2、重復性好；

3、元零點漂移,抗干擾能力好；

4、范圍度寬；

5、結(jié)構(gòu)緊湊。

缺點：

1、不能長期保持校準特性；

2、流體物性對流量特性有較大影響。

應用概況：

渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、食品、飲料和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優(yōu)良的天然氣計量儀表。