質(zhì)量流量計(jì)及其應(yīng)用綜述

崔艷艷 楊智鶴 孫鳳偉(沈陽石蠟化工有限公司，遼寧 沈陽 110141)

目前，流量測(cè)量技術(shù)不僅發(fā)展相對(duì)較早，而且保持著較快的發(fā)展速度。在工業(yè)、交通、商業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，流量測(cè)量都有著非常廣泛的應(yīng)用。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中，流量測(cè)量相對(duì)復(fù)雜，并且不容易獲得精確參數(shù)。近年來，各種類型的流量測(cè)量?jī)x表不斷提供給用戶。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是化學(xué)工業(yè)對(duì)穩(wěn)定控制的需求，流量測(cè)量的對(duì)象更加復(fù)雜，因此控制生產(chǎn)過程和質(zhì)量流量成為重點(diǎn)研究方向。同時(shí)，為了減少工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成的污染，需要計(jì)量和控制排放的污水和污泥。所以，這也增加了質(zhì)量計(jì)量的需要。此外，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，貿(mào)易與運(yùn)輸在結(jié)算過程中一般借助于質(zhì)量單位。在此基礎(chǔ)上，直接式質(zhì)量流量計(jì)也開始應(yīng)運(yùn)而生。

1 質(zhì)量流量計(jì)的產(chǎn)生及發(fā)展

由于工業(yè)發(fā)展對(duì)質(zhì)量流量測(cè)量的需要，尤其是對(duì)直接式質(zhì)量流量計(jì)的緊迫需求，促進(jìn)了流量劑量的不斷開拓發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域希望通過已知的各種科學(xué)知識(shí)達(dá)到檢測(cè)質(zhì)量的目標(biāo)，在此形勢(shì)下，形式各異、測(cè)量介質(zhì)不同的質(zhì)量流量計(jì)開始不斷出現(xiàn)。

1.1 固體質(zhì)量流量的計(jì)量

1904年，美國Bousser制作出最早的固體質(zhì)量流量的計(jì)量，該裝置的原理以動(dòng)量為主。1929年，下落固體顆粒的質(zhì)量流量計(jì)研制出來，并成為理論與實(shí)踐相互結(jié)合的初級(jí)產(chǎn)品。1957年，通過動(dòng)量原理進(jìn)行固體顆粒測(cè)量的方法被提出來。1963年，日本三協(xié)電業(yè)公司借助于垂直力進(jìn)行固體的流量裝置的檢測(cè)，并在1968年將該裝置改進(jìn)為應(yīng)用水平分力來檢測(cè)，進(jìn)而發(fā)展成為沖量式流量計(jì)。目前，國內(nèi)外出現(xiàn)了不少測(cè)量固體質(zhì)量流量的沖量式流量計(jì)，這些產(chǎn)品的原理近乎一致，比如國產(chǎn)的LFD系列等。

1.2 氣體質(zhì)量流量計(jì)

1911年，美國學(xué)者提出了采用熱絲法來對(duì)氣體質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì)。1914年，L.V.King通過電阻變化來替換氣體冷卻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了測(cè)量。如今，不少熱流式質(zhì)量流量計(jì)就應(yīng)用到該種方法。1964年，美國Dijeck借助于馬格努斯效應(yīng)，從而完成了差壓質(zhì)量流量計(jì)的研制，并進(jìn)行了氣體質(zhì)量流量的測(cè)量。目前，在氣體質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用上，熱流式相對(duì)最多，比如國產(chǎn)86—系列，美國58—系列等。

1.3 液體質(zhì)量流量計(jì)

在質(zhì)量流量計(jì)中，測(cè)量液體的裝置種類相對(duì)最多。無論是動(dòng)量式質(zhì)量流量計(jì)，還是差壓質(zhì)量流量計(jì)和熱流式質(zhì)量流量計(jì)，都能夠?qū)σ后w進(jìn)行測(cè)量。1962年，雙渦輪式液體、氣體質(zhì)量流量計(jì)出現(xiàn)。1973年，美國研制出了能夠?qū)Ψ蔷€性渦輪質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行校正液體測(cè)量裝置。目前，美國Rosemount公司在70年代制造出的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用相對(duì)較多。在此基礎(chǔ)上，各國也生產(chǎn)出了類似于科里奧利流量計(jì)的產(chǎn)品。比如，美國“MM”公司生產(chǎn)的DL系列液體質(zhì)量流量計(jì)，國內(nèi)也生產(chǎn)出了DMF系列的產(chǎn)品。

2 直接質(zhì)量流量計(jì)在我國的發(fā)展及應(yīng)用

因?yàn)橘|(zhì)量流量計(jì)具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，所以在我國工業(yè)領(lǐng)域中得到大量的應(yīng)用。目前，在我國進(jìn)口儀表中，直接質(zhì)量流量計(jì)占有著不小的比重。具體來說，小口徑氣體質(zhì)量流量計(jì)的安裝數(shù)量相對(duì)較多，一般是在石化、化工的試驗(yàn)裝置中應(yīng)用，同時(shí)在醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)部門中也有著不小的應(yīng)用量。與此相對(duì)應(yīng)，口徑較大的氣體質(zhì)量流量計(jì)主要在天然氣以及煤氣的劑量過程中得到應(yīng)用，雖然數(shù)量不多，但是具有良好的前景。

近年來，中小口徑的氣體質(zhì)量流量計(jì)在我國保持著較快的發(fā)展速度。以2000年為例，我國就總共安裝了大約3000臺(tái)，其中，超過2000臺(tái)氣體質(zhì)量流量計(jì)是國內(nèi)生產(chǎn)的，而進(jìn)口的產(chǎn)品主要集中在Brooks、EPI等公司的產(chǎn)品。因?yàn)榇嬖跇?biāo)校裝置上的束縛，我國生產(chǎn)大口徑氣體質(zhì)量流量計(jì)的廠家相對(duì)較少，造成該類產(chǎn)品的進(jìn)口比重較大，不過近幾年呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。對(duì)于液體質(zhì)量流量計(jì)，因?yàn)榧夹g(shù)復(fù)雜，效益周期較長(zhǎng)，而且進(jìn)展比較緩慢。雖然不少科研部分進(jìn)行了該產(chǎn)品的研制的工作，但是生產(chǎn)廠家還沒有規(guī)模化，并且產(chǎn)量有限。但是，隨著該項(xiàng)產(chǎn)品需用量的不斷增加，國內(nèi)廠家的生產(chǎn)能力也有所提高，國產(chǎn)數(shù)量也明顯提升。目前，我國在石化、建材等領(lǐng)域的測(cè)量以及控制中廣泛應(yīng)用著液體質(zhì)量流量計(jì)。

對(duì)于液體質(zhì)量流量計(jì)，由于應(yīng)用前景比較廣闊，所以必須加強(qiáng)國產(chǎn)液體質(zhì)量流量計(jì)的開發(fā)研制工作。雖然該項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)存在比較大的難度，但是近年來，我國在液體質(zhì)量流量計(jì)的生產(chǎn)上取得了非常大技術(shù)突破，國產(chǎn)產(chǎn)品在性能和技術(shù)指標(biāo)上已經(jīng)追趕上國外先進(jìn)產(chǎn)品。同時(shí)，在批量產(chǎn)品的綜合性能上，國內(nèi)相對(duì)于國外的差距主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):首先就是原材料性能缺乏一致性，比如在科式力流量計(jì)上，國內(nèi)原材料在性能要求上存在差異；其次就是國內(nèi)在生產(chǎn)自動(dòng)化水平上相對(duì)較低；最后，對(duì)于150mm以上口徑的測(cè)量工，在加工技術(shù)上相對(duì)落后，不能提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

3 結(jié)語

綜上所述，在質(zhì)量流量計(jì)受到國內(nèi)日益關(guān)注的背景下，本文針對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的產(chǎn)生及發(fā)展，從固體質(zhì)量流量的計(jì)量、氣體質(zhì)量流量計(jì)、液體質(zhì)量流量計(jì)等多個(gè)角度進(jìn)行了論述，在此基礎(chǔ)上探討了直接質(zhì)量流量計(jì)在我國的發(fā)展及應(yīng)用，以期為相關(guān)生產(chǎn)工作提供提供一定的建議。

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