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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(yīng)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(xué)技術(shù)的組成部分之一,它與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)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(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用,特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當(dāng)今時代,流量計在國民經(jīng)濟(jì)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(xì)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(jī)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(shí)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(xì)縫流量計、機(jī)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(chǔ)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(shí)用裝置20世紀(jì)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(jìn)展,直到1955年才有應(yīng)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(shù)的迅速發(fā)展,具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲（波）流量計也得到了普遍應(yīng)用。微型計算機(jī)的廣泛應(yīng)用,進(jìn)一步提高了流量測量的能力,如激光多普勒流速計應(yīng)用微型計算機(jī)可處理較為復(fù)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(rèn)為TUF的流量與頻率有關(guān)。美國的第一臺TUF是在1938年開發(fā)的,它用于飛機(jī)上燃油的流量測量,只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機(jī)和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)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(yīng)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(xué)家丹尼爾·伯努利以伯努利方程為基礎(chǔ),利用了差壓法測量了水流量。

后來,意大利物理學(xué)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(yīng)用文丘里管制成了測量水流量的的實(shí)用測量裝置。

20世紀(jì)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(jìn)展,直到1955才有了應(yīng)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(jì)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(shí)用卡門渦街流量計,也在70年代問世。

隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲（波）流量計也得到了普遍應(yīng)用,微型計算機(jī)的廣泛應(yīng)用,進(jìn)一步提高了流量測量的能力,如激光多普勒流速計應(yīng)用微型計算機(jī)后,可處理較為復(fù)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(zhǔn)確度和范圍要求越來越高,為了適應(yīng)多種用途,各種類型的流量計相繼問世,廣泛應(yīng)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(yùn)用360度全視角研究模型,著眼于全球,綜合應(yīng)用行業(yè)、科技技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)、競爭環(huán)境和行業(yè)用戶等多項模塊,對流量計市場進(jìn)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(jìn)行分析。

2008年全球流量計的市場規(guī)模達(dá)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?fù)?jù)國際能源署(IEA)預(yù)測,從2007至2030年全球需要對能源基礎(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(yù)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(yīng)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(yīng)對全球節(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(yùn)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(shí)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)中需要高精準(zhǔn)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(jìn)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(yīng)用空間。

抑制因素當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)形勢有待進(jìn)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,等待全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)復(fù)蘇跡象。所以,在短期內(nèi),這將會給流量計在其主要應(yīng)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(jìn)入流量計應(yīng)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(jì)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(guān)注價格策略,導(dǎo)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(jī)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(rèn)為,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制化生產(chǎn)是生產(chǎn)商在成熟市場的激烈競爭中的一個重要突破點(diǎn)。根據(jù)弗若斯特沙利文對行業(yè)用戶的需求進(jìn)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(shí)利益的自動化設(shè)備。用戶在產(chǎn)品應(yīng)用過程中會產(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,需要堅固耐用的設(shè)計以及防爆認(rèn)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(shí)際需求,并且對傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)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(dǎo)用戶接受并使用新技術(shù)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(qiáng)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(wù)對生產(chǎn)商來說同樣至關(guān)重要。尤其是運(yùn)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(wù)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(jī)械式流量計到電子技術(shù)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(jī)械流量計工作中需要更換的運(yùn)動機(jī)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(hù)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(jìn)的通信技術(shù)后,使得控制人員能夠遠(yuǎn)程實(shí)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(dāng)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(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(yīng)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(yīng)用空間。不過,用戶完全接受并普及無線技術(shù)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(dǎo)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(fù)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(diǎn)：

1、高精度,在所有流量計中,屬于最精確的流量計；

2、重復(fù)性好；

3、元零點(diǎn)漂移,抗干擾能力好；

4、范圍度寬；

5、結(jié)構(gòu)緊湊。

缺點(diǎn)：

1、不能長期保持校準(zhǔn)特性；

2、流體物性對流量特性有較大影響。

應(yīng)用概況：

渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無機(jī)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。