摘要:随(sui)着我國(guo)國民經(jing)濟的快(kuai)速發展(zhan),流量儀(yi)表
在工(gong)農業生(sheng)産中發(fa)揮着愈(yu)來愈重(zhong)要的作(zuo)用。淺談(tan)我國流(liu)量儀表(biao)的種類(lei)和應用(yong)原理,并(bing)針對其(qi)應用範(fan)圍和優(you)缺點進(jin)行🍓詳細(xi)分析。通(tong)過對流(liu)量儀表(biao)技術現(xian)狀和發(fa)展方向(xiang)的探讨(tao),以期促(cu)進我國(guo)流量儀(yi)💘表應用(yong)效率的(de)不斷提(ti)高。
0引言(yan)
随着現(xian)代社會(hui)的不斷(duan)進步,流(liu)量計理(li)論已經(jing)得到初(chu)步完善(shan)。基㊙️于工(gong)業生産(chan)對能量(liang)計算的(de)需求越(yue)來越普(pu)㊙️遍,各🙇♀️種(zhong)流量儀(yi)📱表如雨(yu)後春筍(sun)般快速(su)出現在(zai)現代工(gong)農業産(chan)品制造(zao)中。當前(qian)♉,以流量(liang)儀表爲(wei)基礎的(de)流量測(ce)量技術(shu)更新換(huan)代速度(du)不斷加(jia)快,這間(jian)接😘地促(cu)進着我(wo)國國民(min)經濟的(de)發展。
1流(liu)量儀表(biao)的作用(yong)
流量儀(yi)表的作(zuo)用主要(yao)分爲兩(liang)個方面(mian):首先,作(zuo)爲現👈代(dai)❄️工業生(sheng)✂️産不可(ke)或缺的(de)自動化(hua)流量檢(jian)測系統(tong),流🈚量儀(yi)表可以(yi)對工農(nong)🔴業産品(pin)進行有(you)效檢測(ce),從而确(que)保産品(pin)的質量(liang)。其次,流(liu)量儀表(biao)在商貿(mao)領域中(zhong)可以🏃充(chong)當計量(liang)儀表,對(dui)生産的(de)成本費(fei)用進行(hang)♍準确測(ce)量。
2傳統(tong)流量儀(yi)表的分(fen)類和應(ying)用原理(li)
2.1節流式(shi)差壓流(liu)量計
節(jie)流式差(cha)壓流量(liang)計
不僅(jin)是傳統(tong)流量儀(yi)表中最(zui)爲基礎(chu)的一項(xiang)流量計(ji),也是當(dang)代❄️工業(ye)生産中(zhong)運用最(zui)爲普遍(bian)的一項(xiang)流量🆚計(ji)。一般來(lai)說,節流(liu)式差壓(ya)流量計(ji)主要适(shi)用于測(ce)量液體(ti)、蒸汽以(yi)及🆚氣體(ti)等流體(ti)。
節流式(shi)差壓流(liu)量計主(zhu)要是指(zhi)在液體(ti)、氣體以(yi)及蒸汽(qi)等流☎️體(ti)流經如(ru)孔闆、文(wen)丘裏管(guan)以及噴(pen)嘴這樣(yang)的節流(liu)裝置時(shi),會産生(sheng)一定的(de)壓力,壓(ya)力再轉(zhuan)換爲動(dong)🚶能的過(guo)⭐程中,差(cha)壓信号(hao)逐漸形(xing)成。憑借(jie)差壓信(xin)号與流(liu)體流量(liang)之間的(de)某種關(guan)系,可以(yi)确定流(liu)⛹🏻♀️量的大(da)小。
孔闆(pan)流量計(ji)
是所有(you)節流裝(zhuang)置中最(zui)爲經濟(ji)可靠的(de)節流裝(zhuang)置,因其(qi)具備🛀🏻維(wei)護方便(bian)和結構(gou)簡單的(de)特點,廣(guang)泛被工(gong)業企業(ye)♉所運用(yong)。但由于(yu)孔闆在(zai)應用過(guo)程中所(suo)産生的(de)噪音比(bi)較明顯(xian),因此,人(ren)們通常(chang)采用
V錐(zhui)流量計(ji)
來獲得(de)更爲準(zhun)确的信(xin)号讀數(shu)。
2.2靶式流(liu)量計
靶(ba)式流量(liang)計
可以(yi)有效解(jie)決流量(liang)計被污(wu)物堵塞(sai)的問題(ti),這對于(yu)🍓現代工(gong)業産品(pin)測量具(ju)有重要(yao)意義。靶(ba)式流量(liang)計的出(chu)現使得(de)測量重(zhong)油🔞、原油(you)等高黏(nian)度、低雷(lei)諾數流(liu)體變得(de)更加簡(jian)單。
靶式(shi)流量計(ji)主要是(shi)指通過(guo)流體對(dui)放置于(yu)測量管(guan)中心的(de)圓形靶(ba)的沖擊(ji),使靶體(ti)在外力(li)的作用(yong)下産生(sheng)微㊙️小位(wei)移,從而(er)反映流(liu)量的大(da)小。用力(li)傳感器(qi)是🐪傳統(tong)靶式流(liu)量⁉️計重(zhong)點應用(yong)的部件(jian)之一,最(zui)具代表(biao)性的就(jiu)是應變(bian)片式🌈靶(ba)式流量(liang)計。由于(yu)該種流(liu)量計⛱️在(zai)流體溫(wen)度變化(hua)的情況(kuang)下極易(yi)産生溫(wen)漂等問(wen)題♌,因此(ci),其在現(xian)🏃🏻♂️代工業(ye)生産中(zhong)的應用(yong)比較少(shao)。
2.3渦街流(liu)量計
渦(wo)街流量(liang)計
作爲(wei)一種現(xian)代通用(yong)的流量(liang)計,其在(zai)近年來(lai)得到了(le)飛速發(fa)展🛀🏻。渦街(jie)流量計(ji)運用的(de)原理主(zhu)要是流(liu)體振動(dong)原理。圖(tu)1對渦街(jie)流量計(ji)的應用(yong)原理進(jin)行了直(zhi)觀展示(shi)。
渦街(jie)流量計(ji)在測量(liang)的過程(cheng)中,流體(ti)流動的(de)狀态、外(wai)界的振(zhen)動幹擾(rao)往往會(hui)對其功(gong)能的發(fa)揮造成(cheng)不良影(ying)響,從而(er)導緻流(liu)體流量(liang)大小測(ce)量的準(zhun)确度不(bu)高。當前(qian),許多國(guo)内外研(yan)究學者(zhe)通過大(da)量實驗(yan)和探究(jiu),終于找(zhao)到可以(yi)解決😘這(zhe)一問題(ti)的辦法(fa),那就是(shi)數字信(xin)号處理(li)技術。通(tong)過該技(ji)術與流(liu)量測量(liang)技術的(de)有🏃♀️效結(jie)合,小波(bo)分析法(fa)和功率(lü)譜🌍分析(xi)法快速(su)出現并(bing)應用到(dao)現代工(gong)業生産(chan)中📞。
2.4容積(ji)式流量(liang)計
目前(qian)使用最(zui)爲廣泛(fan)的三大(da)流量計(ji)分别是(shi)差壓式(shi)流量🐇計(ji)、
浮子流(liu)量計
以(yi)及容積(ji)式流量(liang)計。由于(yu)容積式(shi)流量計(ji)具備測(ce)量精度(du)🌏高的優(you)🐪點,其被(bei)廣泛應(ying)用于一(yi)些昂貴(gui)流體介(jie)質的測(ce)量中,比(bi)如原油(you)、液化石(shi)油氣、天(tian)然氣以(yi)及柴油(you)等。
容積(ji)式流量(liang)計的應(ying)用原理(li)主要是(shi)指在計(ji)量室中(zhong)多次充(chong)滿和🔞排(pai)放流體(ti),最終得(de)出流體(ti)總量大(da)小。當前(qian),容積式(shi)流量計(ji)主要用(yong)🐕于國内(nei)外的貿(mao)易結算(suan)中🈲。爲避(bi)免⛷️基本(ben)誤差的(de)幹擾,可(ke)以采用(yong)基本誤(wu)差法和(he)流量計(ji)系數法(fa)對基本(ben)誤差進(jin)行處理(li)。
2.5浮子流(liu)量計
浮(fu)子流量(liang)計作爲(wei)目前應(ying)用較爲(wei)廣泛的(de)一類流(liu)量儀表(biao),其主要(yao)被應用(yong)于污水(shui)處理、電(dian)力、冶金(jin)以及石(shi)♻️化等領(ling)域,尤其(qi)對于一(yi)些⛹🏻♀️低流(liu)速、微流(liu)量的流(liu)體,浮子(zi)流量計(ji)在其💰中(zhong)發揮的(de)作用不(bu)容忽視(shi)。
該流量(liang)計主要(yao)是指在(zai)流體流(liu)量位置(zhi)不斷變(bian)化的過(guo)程中,放(fang)☂️置于錐(zhui)形管中(zhong)的浮子(zi)會随着(zhe)流體流(liu)量🌈位置(zhi)變化⛱️而(er)變化,據(ju)此對浮(fu)子和流(liu)體之間(jian)的流通(tong)面積進(jin)行改變(bian),從而達(da)到測量(liang)流體大(da)小的目(mu)的。
3新型(xing)流量儀(yi)表的分(fen)類和應(ying)用原理(li)
3.1電磁流(liu)量計
電(dian)磁流量(liang)計
主要(yao)應用了(le)電磁感(gan)應定律(lü),當前,其(qi)已經被(bei)廣泛應(ying)用于💚對(dui)一些♻️化(hua)學物品(pin)進行測(ce)量,比如(ru)易燃易(yi)爆液體(ti)、酸、堿、鹽(yan)等帶有(you)腐蝕功(gong)能的液(ye)體等。電(dian)磁流量(liang)計測量(liang)的🔅突出(chu)特點在(zai)于其可(ke)以對流(liu)體進行(hang)正反雙(shuang)向測量(liang),這樣大(da)大提高(gao)了測量(liang)的效率(lü)。
電磁流(liu)量計在(zai)應用電(dian)磁感應(ying)定律的(de)基礎上(shang),充分結(jie)合流體(ti)🈲的特點(dian),實現了(le)對流體(ti)流量的(de)準确測(ce)量,其主(zhu)🧡要是運(yun)用流體(ti)在流🌈動(dong)過程中(zhong)因切割(ge)磁場線(xian)所形成(cheng)的電動(dong)勢來估(gu)測流體(ti)體積的(de)大小。當(dang)前,電磁(ci)流量計(ji)主要運(yun)用于導(dao)電率不(bu)少于20μs/cm的(de)液體導(dao)電🏒介質(zhi)測量中(zhong)。
3.2超聲波(bo)流量計(ji)
超聲波(bo)流量計(ji)
的英文(wen)簡稱是(shi)USF。USF是一種(zhong)20世紀70年(nian)代出現(xian)的接觸(chu)式流量(liang)儀表。與(yu)電磁流(liu)量計相(xiang)比,其測(ce)量的流(liu)體範圍(wei)更🏃♂️廣,不(bu)僅包含(han)氣體、液(ye)體介質(zhi),還包含(han)雙向介(jie)質。與傳(chuan)🌍統浮子(zi)流量計(ji)相反,其(qi)在測量(liang)大口徑(jing)、大流量(liang)等流體(ti)中發揮(hui)的作用(yong)更加明(ming)顯。
超聲(sheng)波流量(liang)計主要(yao)是指由(you)于超聲(sheng)波自身(shen)具有攜(xie)帶信息(xi)的功能(neng),在超聲(sheng)波穿過(guo)流體介(jie)質的過(guo)程中,其(qi)自身會(hui)攜帶一(yi)些關于(yu)👨❤️👨流體流(liu)量的信(xin)息,通過(guo)對這些(xie)信息的(de)檢🙇♀️測,從(cong)而得到(dao)有關流(liu)體流量(liang)的内容(rong)。當前,由(you)于流體(ti)介質溫(wen)度容易(yi)受到換(huan)能器和(he)耦合材(cai)料溫度(du)的限制(zhi),導緻超(chao)聲波流(liu)量計👅在(zai)實際中(zhong)難🏃以得(de)到充分(fen)應用。因(yin)此,仍然(ran)需要學(xue)者們的(de)不斷探(tan)♊究和努(nu)力☁️。
3.3科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計
該種(zhong)流量計(ji)的英文(wen)簡稱是(shi)CMF。CMF主要是(shi)指流體(ti)在測量(liang)管中流(liu)動的過(guo)程中,随(sui)着測量(liang)管的振(zhen)動,一種(zhong)與流體(ti)流量成(cheng)正比的(de)科裏奧(ao)利會逐(zhu)漸形成(cheng),通過對(dui)該🏃♂️物質(zhi)的測量(liang)從而得(de)出液體(ti)流♊量的(de)大小。與(yu)其他流(liu)量計不(bu)同🌈,CMF可以(yi)在不受(shou)溫度、流(liu)體特點(dian)以及壓(ya)力等㊙️參(can)數的影(ying)響下,直(zhi)接對流(liu)體流量(liang)進行測(ce)量,這在(zai)很💯大程(cheng)度上便(bian)✉️捷了測(ce)量的過(guo)程,對于(yu)現代工(gong)業企業(ye)的發展(zhan)具有非(fei)常重要(yao)的作用(yong)。
3.4激光流(liu)量計
激(ji)光流量(liang)計是一(yi)種新型(xing)的流量(liang)計,其應(ying)用原理(li)主要是(shi)多普勒(le)效應。該(gai)流量計(ji)是由瑞(rui)士Digmesa公司(si)研發的(de)🈲,其使用(yong)内⛷️徑4mm的(de)玻璃制(zhi)測量管(guan)道,在測(ce)量時,不(bu)會對介(jie)質進行(hang)接觸,主(zhu)要适應(ying)于對由(you)酒精、水(shui)組成的(de)液體介(jie)質的💯測(ce)量。
4流量(liang)儀表的(de)未來發(fa)展方向(xiang)
4.1高精度(du)和可靠(kao)性
随着(zhe)社會的(de)不斷進(jin)步,人類(lei)發展對(dui)石油、天(tian)然氣以(yi)及♋煤炭(tan)等不可(ke)再生資(zi)源的需(xu)求越來(lai)越多。當(dang)前,氣候(hou)問題和(he)能源短(duan)缺問題(ti)已經成(cheng)爲當代(dai)社會面(mian)臨的嚴(yan)峻問題(ti)。爲了應(ying)對環境(jing)問題,提(ti)高流量(liang)儀表的(de)♊精度和(he)可靠性(xing)是一♋項(xiang)重要的(de)措施。未(wei)來,流量(liang)儀表⭐的(de)發展目(mu)标🔞應緻(zhi)力于提(ti)高流量(liang)儀表🔞的(de)精度和(he)可靠性(xing),從而爲(wei)全球環(huan)境戰略(lue)的實施(shi)提供強(qiang)有力的(de)🈲支持。因(yin)此,當代(dai)學者應(ying)以改善(shan)環境🌈爲(wei)切入點(dian),積極研(yan)👈發流量(liang)儀表,從(cong)而推動(dong)流量測(ce)量技術(shu)向又好(hao)又快的(de)方向發(fa)展。
4.2智能(neng)化和自(zi)動化
智(zhi)能化和(he)自動化(hua)是未來(lai)流量儀(yi)表發展(zhan)的一大(da)方向。随(sui)着現代(dai)信息技(ji)術的突(tu)飛猛進(jin),現代産(chan)業正在(zai)👉經曆着(zhe)一場深(shen)刻的變(bian)革。随着(zhe)物聯網(wang)的不斷(duan)發展,傳(chuan)感器技(ji)術已經(jing)成爲🔆推(tui)動科技(ji)不斷向(xiang)前發展(zhan)的重要(yao)動力。作(zuo)爲傳感(gan)器的重(zhong)要組成(cheng)部分,流(liu)量儀表(biao)在測量(liang)流體的(de)過程中(zhong)其自動(dong)化程度(du)和智能(neng)化程度(du)都在快(kuai)速提高(gao)。比如通(tong)過對流(liu)量儀表(biao)的改🌂造(zao),在其中(zhong)植入系(xi)統軟件(jian)以及硬(ying)件,從而(er)使流量(liang)儀表測(ce)量的準(zhun)确程度(du)越來越(yue)高、測量(liang)的速度(du)😄越來越(yue)快。另☔外(wai),以物聯(lian)網爲基(ji)礎,在未(wei)來幾年(nian),流量儀(yi)表的智(zhi)能識别(bie)、定位、遠(yuan)程控制(zhi)以及跟(gen)蹤功能(neng)都将🔅得(de)到快速(su)實現,這(zhe)可以動(dong)态地實(shi)現對液(ye)體流量(liang)的測量(liang)。
5結語
基(ji)于流量(liang)儀表的(de)流量測(ce)量技術(shu)對于現(xian)代社會(hui)的發展(zhan)具有至(zhi)關重要(yao)的意義(yi)。雖然現(xian)存的流(liu)量儀表(biao)種類繁(fan)多,其測(ce)量功能(neng)也較傳(chuan)統測量(liang)儀器有(you)了很💃🏻大(da)突破,但(dan)其仍然(ran)存在很(hen)多缺點(dian)。因此,工(gong)農業制(zhi)造🌈企業(ye)在選擇(ze)流量儀(yi)表時應(ying)選用最(zui)貼近😄需(xu)要的流(liu)量儀表(biao)。
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