新工作原理流量?jī)x表的開(kāi)發(fā)

隨著能源計(jì)量、環(huán)境保護(hù)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域的快速發(fā)展，新的測(cè)量原理的流量測(cè)量方法和儀表在國(guó)內(nèi)外得到了開(kāi)發(fā)，并在應(yīng)用領(lǐng)域得到了很大擴(kuò)展。如果你不能修改管道，你可以進(jìn)行非接觸測(cè)量。過(guò)去，一些流量表用來(lái)測(cè)量特定對(duì)象的流量，但這很難?，F(xiàn)在，這是基于技術(shù)的創(chuàng)新。但是,環(huán)保工程等新興產(chǎn)業(yè)提出的要求,現(xiàn)有手段尚不能完全滿足,亟待開(kāi)發(fā)。下面筆者簡(jiǎn)單介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的新工作原理的流量?jī)x表。1.靜電流量計(jì)靜電流量計(jì)是由日本東京技術(shù)學(xué)院研制,適用于石油輸送管線低導(dǎo)電液體流量測(cè)量的一種新型流量計(jì)。靜電流量計(jì)的金屬測(cè)量管絕緣地與管系連接,測(cè)量電容器上靜電荷便可知測(cè)量管內(nèi)的電荷。2.復(fù)合效應(yīng)流量?jī)x表該儀表的工作原理是基于流體的動(dòng)量和壓力作用于儀表腔體產(chǎn)生的變形,測(cè)量復(fù)合效應(yīng)的變形求取流量。該儀表由美國(guó)GMI工程和管理學(xué)院開(kāi)發(fā),已申請(qǐng)兩項(xiàng)專利。3.轉(zhuǎn)速表式流量傳感器它是由俄羅斯科學(xué)工程中心工業(yè)儀表公司開(kāi)發(fā),并基于懸浮效應(yīng)理論研制的。該儀表已在若干現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用(例如在核電站安裝2000余臺(tái)測(cè)量熱水流量,連續(xù)使用8年),且還在改進(jìn)以擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。4.哥氏力質(zhì)量流量計(jì)哥氏力質(zhì)量流量計(jì)是20世紀(jì)90年代才開(kāi)始應(yīng)用的一種新型直接測(cè)量質(zhì)量流量的流量計(jì)。歷史上曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)基于渦輪流量計(jì)的徑流橫動(dòng)量式直接質(zhì)量流量計(jì),但是沒(méi)有得到真正的實(shí)際應(yīng)用。還曾經(jīng)采用振動(dòng)密度計(jì)和(速度式)體積流量計(jì)組成的質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)。市場(chǎng)上還有熱式直接測(cè)量質(zhì)量流量計(jì)。哥氏力質(zhì)量流量計(jì)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了直接質(zhì)量測(cè)量和理想的高精度,使質(zhì)量流量測(cè)量進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。5.二通插裝閥式動(dòng)態(tài)流量計(jì)早在20世紀(jì)90年代初,浙江大學(xué)就提出一種二通插裝閥式動(dòng)態(tài)流量計(jì)。由于特殊設(shè)計(jì)的閥芯受壓大、慣性小,動(dòng)態(tài)品質(zhì)得到明顯提高,響應(yīng)頻寬可達(dá)50Hz左右。之后,他們還成功研制出多種通徑的動(dòng)態(tài)流量計(jì)。這些流量計(jì)在工作頻寬、流量范圍等方面都令人滿意,但由于未能消除動(dòng)態(tài)流體慣性力的影響,因而流量變化越大時(shí),測(cè)量誤差也越大。6.光纖渦漩流量計(jì)近年還研制出了一種光纖渦漩流量計(jì),它用橫貫液流管中的光纖作為流量傳感器和漩渦發(fā)生器。液流在光纖下游產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦,而光纖受到渦流的作用而振動(dòng),光纖通過(guò)振動(dòng)對(duì)光進(jìn)行調(diào)制,并把信號(hào)傳遞出來(lái),然后采用光纖自差技術(shù)進(jìn)行檢測(cè),從而得到流速信號(hào)。這種流量測(cè)量方法由于被調(diào)制的信號(hào)是光信號(hào),靈敏度高,測(cè)量范圍大,具有很好的動(dòng)態(tài)特性。據(jù)國(guó)際能源署(IEA)預(yù)測(cè),從2007至2030年全球需要對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)投資26萬(wàn)億美元(以2007年美元價(jià)值計(jì))。其中,電力行業(yè)投資13.6萬(wàn)億美元,占總投資額的52.3%。至2030年,預(yù)計(jì)僅是維持目前能源的供應(yīng)能力就需要全球能源投資的一多半資金,并且到2030年,世界許多地方的石油、天然氣和電力的基礎(chǔ)設(shè)施將需要更換。從長(zhǎng)期來(lái)看,可預(yù)見(jiàn)的能源投資,將給流量計(jì)在石油天然氣和能源行業(yè)板塊的應(yīng)用帶來(lái)不小的發(fā)展空間。1.面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的機(jī)械式流量計(jì),如差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)和變面積式流量計(jì),已經(jīng)處于普及化階段,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,利潤(rùn)空間日益減小,技術(shù)革新較少,市場(chǎng)相對(duì)成熟。弗若斯特沙利文公司(frost&sullivan)認(rèn)為,實(shí)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(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中的一個(gè)重要突破點(diǎn)。根據(jù)弗若斯特沙利文公司對(duì)行業(yè)用戶的需求分析,用戶群體希望生產(chǎn)商能夠提供為生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)切實(shí)利益的自動(dòng)化設(shè)備。用戶在產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生具體的需求,例如:應(yīng)用在石化行業(yè)的特殊環(huán)境中,需要堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)以及防爆認(rèn)證;用戶對(duì)直管設(shè)計(jì)的科氏流量計(jì)的需求等。如何有效獲取用戶實(shí)際需求,并且對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行改良,是對(duì)生產(chǎn)商差異化和定制化生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)不小挑戰(zhàn)。2.流量計(jì)發(fā)展趨勢(shì)從機(jī)械式流量計(jì)到電子技術(shù)流量計(jì)的革新是流量計(jì)最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和渦街流量計(jì)利用電氣原理工作,從而避免了機(jī)械流量計(jì)工作中需要更換的運(yùn)動(dòng)機(jī)件。同時(shí),自診斷功能被引入流量計(jì)中,使得流量?jī)x表不僅是簡(jiǎn)單的測(cè)量工具,更多地是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)的目的,例如空管道偵測(cè)和自檢驗(yàn)等。并且,在電子流量計(jì)中結(jié)合先進(jìn)的通信技術(shù)后,使得控制人員能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的流量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。未來(lái)流量計(jì)中將更多地引入電子技術(shù),如數(shù)字信號(hào)處理(DSP)和微處理器,這使得流量計(jì)具備了自診斷功能,并且能夠更好地與生產(chǎn)控制層面進(jìn)行通信。性能的提高將更好地滿足行業(yè)用戶的需求,給流量計(jì)創(chuàng)造更多的市場(chǎng)應(yīng)用空間。流量計(jì)共同的發(fā)展趨勢(shì)可以歸納如下:1.結(jié)構(gòu)日趨簡(jiǎn)潔從當(dāng)前發(fā)展最快的3種流量?jī)x表(電磁、超聲、科氏)來(lái)看,機(jī)械結(jié)構(gòu)都十分簡(jiǎn)潔,管道內(nèi)既無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)件,又無(wú)節(jié)流件。2.功能力求完善隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,流量?jī)x表的功能日益完善、多樣,不少機(jī)械部分難以解決的問(wèn)題,依靠電子軟件則迎刃而解,如Krohne的智能電磁流量計(jì),不少超聲流量計(jì)不僅可測(cè)流量,還可測(cè)流體密度、組分、熱能等。3.安裝日益簡(jiǎn)便工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高、用戶越來(lái)越愿意采用安裝維護(hù)簡(jiǎn)便的產(chǎn)品,這也是插入式、外夾式儀表日益暢銷的原因。4.儀表的可靠性日益提高減少或取消運(yùn)動(dòng)部件,采用高可靠性的傳感器和電子元器件,遵循可靠性原理的設(shè)