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MKS流量計應用范圍及執(zhí)行標準
計量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛。流量計量是計量科學技術(shù)的組成部分之一，它與國民經(jīng)濟、國防建設(shè)、科學研究有密切的關(guān)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(shù)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、超聲波流量計等。按介質(zhì)分類：液體流量計和氣體流量計。
MKS流量計概述
流量計英文名稱是flowmeter，全國科學技術(shù)名詞審定委員會把它定義為：指示被測流量和（或）在選定的時間間隔內(nèi)流體總量的儀表。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表，工程上常用單位m3/h，它可分為瞬時流量（Flow Rate）和累計流量（Total Flow），瞬時流量即單位時間內(nèi)過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質(zhì)可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內(nèi)（一天、一周、一月、一年）流體流過封閉管道或明渠有效截面的累計量。通過瞬時流量對時間積分亦可求得累計流量，所以瞬時流量計和累計流量計之間也可以相互轉(zhuǎn)化。
MKS流量計發(fā)展趨勢
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zui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，綜合應用行業(yè)、科技技術(shù)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。本文以靶式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、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年流量計的市場規(guī)模達到28.3億美元，較2007年增長約3.9%。
市場因數(shù)
驅(qū)動因素據(jù)能源署(IEA)預測，從2007至2030年需要對能源基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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，以及為了應對節(jié)能減排的訴求，各個行業(yè)用戶更加關(guān)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(shè)施中需要性能可靠的流體測量設(shè)備;化工和制藥行業(yè)中需要高的流量計等，種種趨勢必將帶動傳感器和現(xiàn)場設(shè)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(shù)，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(shè)備更新升級，等待經(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。
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zui主要決定因素。長此以往，生產(chǎn)商更多關(guān)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(shù)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(shè)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(shè)計以及防爆認證;用戶對直管設(shè)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(shù)流量計，如SBL靶式流量計、超聲波流量計、電磁流量計、質(zhì)量流量計以及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(shù)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(guān)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(shù)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。
展望未來
從機械式流量計到電子技術(shù)流量計的革新是流量計zui重要的發(fā)展趨勢之一。靶式流量計、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)合優(yōu)良的通信技術(shù)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(shù)。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(shù)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(shù)來說是一個很好的應用空間。不過，用戶*接受并普及無線技術(shù)流量計還需要一定的時間。
MKS流量計應用范圍
流量計量廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學研究對外貿(mào)易以及人民生活各個領(lǐng)域之中。在石油工業(yè)生產(chǎn)中，從石油的開采、運輸、煉冶加工直至貿(mào)易銷售，流量計量貫穿于全過程中，任何一個環(huán)節(jié)都離不開流量計量，否則將無法保證石油工業(yè)的正常生產(chǎn)和貿(mào)易交往。在化工行業(yè)，流量計量不準確會造成化學成分分配比失調(diào)，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重的還會發(fā)生生產(chǎn)安全事故。在電力工業(yè)生產(chǎn)中，對液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測量和調(diào)節(jié)占有重要地位。流量計量的準確與否不僅對保證發(fā)電廠在*參數(shù)下運行具有很大的經(jīng)濟意義，而且隨著高溫高壓大容量機組的發(fā)展，流量測量已成為保證發(fā)電廠安全運行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少，都可能造成嚴重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應做到準確計量，而且要及時地發(fā)出報警信號。在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，煉鋼過程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一。在輕工業(yè)、食品、紡織等行業(yè)中，也都離不開流量計量。
應用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超聲波流量計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但這種流量計對流態(tài)分布變化適應性差，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代，新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。至今，據(jù)稱已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術(shù)的工作比較晚，被設(shè)置在測量流動通道6的上游端并相對于孔眼11和12，用于減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19，用于測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間;及計算部件20，用于根據(jù)該測量控制部件19的信號計算流量。
流量計盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設(shè)備(如大電機、大變壓器的等)，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。傳感器勺轉(zhuǎn)換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現(xiàn)內(nèi)壁附著層產(chǎn)生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近。常見的調(diào)試期故障通常由安裝不妥。
MKS流量計執(zhí)行標準
CJ/T1017-1993潛水型電磁流量計1993-12-01作廢
CJ/T122-2000超聲多普勒流量計建設(shè)部2001-06-01現(xiàn)行
CJ/T3017-1993潛水電磁流量計建設(shè)部1993-12-01現(xiàn)行
CJ/T3054.1-1995水量計量儀表均速管流量計建設(shè)部1994-12-01現(xiàn)行
CJ/T3063-1997給排水用超聲流量計(傳播速度差法)建設(shè)部1997-02-01現(xiàn)行
GB/T12826-1991移動設(shè)備用卷繞電纜載流量計算導則國家技術(shù)監(jiān)督局1992-02-01現(xiàn)行
GB/T17286.1-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第1部分:一般原則國家技術(shù)監(jiān)督局1998-10-01現(xiàn)行
GB/T17286.2-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第2部分:體積管國家技術(shù)監(jiān)督局1998-10-01現(xiàn)行
GB/T17286.3-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第3部分:脈沖插入技術(shù)國家技術(shù)監(jiān)督局1998-10-01現(xiàn)行
GB/T17286.4-2006液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統(tǒng)第4部分：體積管操作人員指南國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫2006-07-01現(xiàn)行
GB/T17288-1998液態(tài)烴體積測量容積式流量計計量系統(tǒng)國家技術(shù)監(jiān)督局1998-10-01現(xiàn)行
GB/T17288-2009液態(tài)烴體積測量容積式流量計計量系統(tǒng)2009-10-01即將實施
GB/T17289-1998液態(tài)烴體積測量渦輪流量計計量系統(tǒng)國家技術(shù)監(jiān)督局1998-10-01現(xiàn)行
GB/T17289-2009液態(tài)烴體積測量渦輪流量計計量系統(tǒng)2009-10-01即將實施
GB/T18604-2001用氣體超聲流量計測量天然氣流量國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫.2002-08-01現(xiàn)行
GB/T18659-2002封閉管道中導電液體流量的測量電磁流量計的性能評定方法國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫.2002-08-01現(xiàn)行
MKS流量計常用類型
流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。2011年以前可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多的原因就在于沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表，但是隨著時代的進步，這個科技大爆炸的時代里，終于出現(xiàn)了一個產(chǎn)品-質(zhì)量流量計，質(zhì)量流量計適用于任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件，只是價格比較昂貴，無法在所以工業(yè)中都得到普及。
舊式的60多種流量儀表，每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。
此外，按測量原理可分為如下幾個大類：
1、力學原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉(zhuǎn)子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。
2、電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。
3、聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式（沖擊波式）等。
4、熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
5、光學原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。
6、原子物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表．
7、其它原理：有標記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關(guān)原理等。
本文按照目前zui流行、zui廣泛的分類法分別來闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內(nèi)外的發(fā)揮在那情況：
靶式
靶式流量計是基于力學原理的一種流量計，它在工業(yè)上的開發(fā)應用已有數(shù)十年的歷史。新型SBL靶式流量計是在傳統(tǒng)靶式流量計的基礎(chǔ)上，隨著新型傳感器、微電子技術(shù)的發(fā)展研制開發(fā)成的新型電容力感應式流量計，它既有孔板、渦街等流量計無可動部件的特點，同時又具有很高的靈敏度、與容積式流量計相媲美的準確度，量程范圍寬。[1]
中國于20世紀70年代開發(fā)電動、氣動靶式流量變送器它是電動、氣動單元組合儀表的檢測儀表。由于當時力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機構(gòu)，這種流量計使用時不免帶來力平衡機構(gòu)本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測量度低，杠桿機構(gòu)可靠性差等。由于力平衡機構(gòu)性能不佳的拖累，靶式流量計本身的許多優(yōu)點亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶對舊靶式流量計的不良印象仍未消除。
新型SBL靶式流量計的力轉(zhuǎn)換器采用應變式力轉(zhuǎn)換器，它*消除了上述力平衡機構(gòu)的缺點，新型靶式流量計還把微電子技術(shù)和計算機技術(shù)應用到信號轉(zhuǎn)換器和顯示部分，流量計具有一系列優(yōu)點，相信今后在眾多流量計中發(fā)揮重要的作用。
差壓式
差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件與流體相互作用產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計、皮托管原理式-畢托巴流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標準化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數(shù)，也可測量其它參數(shù)（如壓力、物位、密度等）。[2]
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。
所謂標準檢測件是只要按照標準文件設(shè)計、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入標準中的檢測件。差壓式流量計是一類應用zui廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居*。由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分數(shù)逐漸下降，但目前仍是zui重要的一類流量計。
差壓式流量計流體體積流量公式為：
v=aA √2/j(p-q)
v--體積
j--液體密度
a--流量系數(shù)，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關(guān)
A--孔板開孔面積
p-q--壓力差
MKS流量計優(yōu)點：
（1）應用zui多的孔板式流量計結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；
（2）應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；
（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。
MKS流量計缺點：
（1）測量精度普遍偏低；
（2）范圍度窄，一般僅3:1~4:1；
（3）現(xiàn)場安裝條件要求高；
（4）壓損大（指孔板、噴嘴等）
