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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.流量仪表的发展趋势及热点近近来，我国国政府提出出了以科学学发展观建建设“资源源节约型、环环境 型”社社会的国民民经济指导导方针后，由由于流量测测量涉及物物流的计量量，以生产产中它是重重要的信息息源头；在在管理上它它是效益 核、节节能、环保保科学评价价的依据。无无可置疑，它它都起着举举足轻重的的地位，日日益倍受关关注。流量量是一个推推导量，因因影响它的的因素太多多，如：流流体的物性性、流体流流动的特性性、现场环环境、工艺艺的要求、安安装、维护护、经济性性等。企
2、企图用一种种仪表满足足上述一切切要求是不不可能的。所所以相应的的仪表原理理即十多种种，类型近近200多多，每一种种仪表都有有其优缺点点，只可能能在某个特特定领域中中发挥作用用，仪表各各尽所能，用用户各取所所需，尚没没有一种仪仪表可以独独占鳌头，取取代其他一一切仪表。本人就流量仪表的发展趋势、热点发表一些看法，浮光掠影，供大家参考。一发展趋势据“Flow Research”网评估在20022007五年内，尽管国际经济不景气，流量仪表年增长率仍达2.6%，即自2002年的31亿美元到2007年的35亿美元。其中传统仪表(节流、容积、涡轮、转子)为负增长-2.2%，自2002年的16.43亿占53%
3、，到2007年的15.05亿，占有43%，而新型仪表(电磁、超声、科氏)年增长率约6.2%，自2002年的14.57亿占47%。到2007年增为20.19亿占57%。其中上述评估认为传统仪表的发展呈下降趋势。但也并非“一声令下，烟消云散”，以孔板为例，以其可干标及承受恶劣工况等其他仪表无法取代的优势，数十年以来，已装机容量十分庞大，再加上人们的习惯性。Flow Research总裁Jesse Yoder认为：市场趋势虽向新技术流量计转变，但传统仪表已安装基数太大，这将是一个很长的过程。锐德集团(Reed、Group)调查，流量仪表2003年世界市场排序为：电磁、质量、节流、涡轮、孔板、科氏、容
4、积、涡街、超声、均速管、皮托管、文丘利、喷嘴、热式、环孔、堰、弯管、激光，但这个分类不合理，许多仪表均应算为节流，如果这样分类，节流从数量上应占市场第一位。由于节流装置一般较少笨重，技术含量不高，国外厂商未涉足中国市场，我国工程中所用节流装置仍多选用国内产品，据中国仪器仪表协会估计传统节流装置年销售量为20万台以上，约6亿人民币。涡涡轮流量计计在国外多多用于测气气体及粘度度较小的液液体，据“FFlow Reseearchh”网评估估最近五年年(2000220007)CCAGR为为-3.22%，由于于20022年销售额额的4.11亿美元降降至20007年的33.48亿亿，Jessse YYode
5、rr认为：超超声的增长长势头虽然然咄咄逼人人，涡轮也也较准确，与与超声相比比，价格便便宜得多，而而量程比为为10:11，大于差差压式三倍倍多，在商商业计量、贸贸易结算上上仍有独特特优势。我我国年销售售量估计约约2万台。容容积式流量量计非速度度型仪表无无直管段要要求，准确确度可达+/-0.5%以上上，但较笨笨重，口径径一般在2200毫米米以下，据据“Floow Reesearrch”评评估，近五五年CAGGR为-22.7%，由由20022年销售量量的5.22亿美元降降至20007年的44.52亿亿美元。我我国油 计量多采采用这种仪仪表，如各各加油站用用的加油机机，国内年年销售量估估计为5万万台。
6、二热点1. 电磁根根据法拉弟弟电磁感应应定律，即即当导体在在磁场中切切割磁力线线时，将在在二端感应应电动势，其其大小与流流速成正比比，据此可可测流量值值。最大优优点是管道道中无任何何阻力件，可可测液固二二相流、纸纸浆、矿浆浆、煤浆几乎没没有压损，对对直管段要要求较小(上10DD，下3DD)，精确确度可达+/-0.5%。测测量范围可可达50:1，口径径可大至33米。从从市场销售售台数虽未未必超过差差压式，但但其销售额额居流量仪仪表市场魁魁首已是公公认的事实实。世界各各国著名自自动化仪表表公司都生生产，如：ABB、西西门子、KKrohnne、横河河，我我国的几家家大仪表厂厂，如开封封、威尔泰泰、光
7、华、川川仪都将它它做为主导导产品，可可惜均引进进国外ABBB技术，基基本上没有有自己创新新的品牌。而而名声不大大的浙江大大河都开发发了自主产产权的PMMF-CFF型电容式式电磁流量量计，其特特点可测电电导率低至至0.011us/ccm的液体体(通用仪仪表需大于于5us/cm)。电磁流量计虽有许多优点，但在国外市场已近饱合，CAGR已低至1.92%，而国内市场据美国ARC咨询公司评估由于中国近年来加大在水处理、矿业、造纸、制药等行业的投资力度。电磁流量计国内的CAGR将达到10.7%，自2003年销售0.46亿美元到2008年的0.77亿美元。但愿不仅是产值的增长，还是质量的提高、品牌的创新！2
8、. 超声根据超声波在管道中传播时，顺流向声波速度增大、逆向减小原理，测得时差大小即可知流体流速推算流量。由于气体的声阻大于液体，气体超声波注量难度大于液体，据美国GE公司介绍接受反射回来的信息能量仅为发射的万分之一，而时差仅10-910-12秒。近年来由于在能源泉结构中，天然气的比重日益加大！由于超声波气体流量计的准确度可达+/-0.5%以上，量程比几十比一，口径可大至2米以上，是天然气商务计量、贸易结算很理想的流量计，我国西气东输工程较重要的贸易结算采用了几十台。目前国外的公司有Instromet(荷)、GE、Emerson、Controlotrom(美)、Krohne(德)、昌民(韩)均有
9、产品；我国在1985年即开始研制曾有样机进行了试验，上海宝音、维思、唐山美伦、天津亿环、北京昌民(合资)，均称已有产品，但据了解在现场应用中仍有不足之处，有待改进。外夹式流量计因便于装卸维护颇受用户青睐，GE资深流量专家Matson表示，过去因超声波穿过管壁能量损失及折射角等问题，使其难以问世，现美国Controlotron采用了宽束技术(Wide Beam)TM，使难题得以解决并已可提供1010GC、1010GCS系列外夹式产品，但管道内气体压力不得小于60Psig(约4.22kg/cm2)。而GE公司采用了关联标记法(Correlation Method)突破了这一限制推出的CTF878外
10、夹式，可以测大气、压液气体等任何气体(图1)。这使它可无需在管道开孔可应用于有腐蚀性、有毒、高纯、无菌等气体的流量测量。3. 科氏原理是当m以速度v在一个旋转体系中运动时，在质量m上将作用有向心力及切向的哥氏力，其大小取决质量m及流速v，如测得哥氏力即可知质量流量。为测哥氏力，必需激励管道产生振动，体积十分庞大。口径0.2米，高度即达2米，因而口径难以超过0.25米，而精确度可高达+/-0.5%以上，且可以直接测量质量流量及密度，使用户不仅可获知流体的容积而且可了解其组成。这是化学工业应用的一个重要特点，其次，维护成本极低，使用多年可无需重新校验，对直管段长度没要求。这些优点令其成为颇其发展
11、力的流量仪表。生产厂家国外有美国的MicroMotion(Emerson)、德国的Krohne我国有山西太行、浙江乐清。由于技术的发展，科氏流量计的应用领域已从测油品、液体矿浆扩展到气体。美国燃气协会(AGA)，认为科氏很适于测天然气，特别是压缩天然气加气站的商务计量，由于天然气在能源泉中的比重加大，为科氏在发展提供了很大的发展空间。据美国ARC咨询公司评估，近几年国际市场科氏会大幅增长，2007年销售额将达6.27亿美元，CAFR达7.6%，仅次于超声。在计量上，科氏与超声有较大的互补性，科氏常用口径为2寸左右，占90%，通常最大口径到6寸(150毫米)；而超声不适用于太小的管径。由于科氏的
12、价格较贵，(在相同口径下为电磁的10倍)。我国多用容积式或涡轮代替，但维修、定期校验量较大，只要科氏价格适当，在我国的市场活力还是较大的。4. 二相流为提高效率，降低成本，采取管道输送口顺现代工业运输中得到广泛地应用，二相流的流量测量已日益迫切有待解决。a液固二相电磁流量计已可解决含有纤维、固体的液体流量，如矿浆、煤浆、货浆、泥浆、污水等等。b气固二相由于气流中固体的冲刷、磨削，只能采取非接触式，我国兰州同位素研究所，曾用同位素解决这一课题，但涉及环保等问题已很少采用。目前德国SWR公司推出了一系列微波气固二相流量计，较成功用于各种现场。其原理(图3)为安装在管道上的传感器、发射的微波束，穿过
13、管道中的气固二相流，固体物流将削弱部分微波，通过测反射回来的微波能量可知固体流量。据SWR公司称可测固体颗粒自1纳米至1厘米，流量可大 每小时数百吨，精确度+/-25%，安装简便，仅在管道上钻约20毫米圆孔，焊上接头即可。cc气液二相相我国早于于20多年年前已从事事此课题研研究，天大大、浙大、西西安交大均均有试验室室研制，但但至今仍未未有产品推推向市场，由由于天然气气开采特别别是海上平平台，难以以采用分离离器，迫切切期待提供供气液二相相流量计，目目前普遍采采用的是用用二台不同同型号的差差压流量计计，串联测测量，从二二个读数来来解流体中中气液的容容积比，我我国杰拉气气田购买了了一台144英国 公
14、司提供供的MK11型湿气二二相流量计计，报价114.4万万英磅，约约230万万人民币， 国内厂厂商估计生生产成本不不过数万元元。拥有自自主知识产产权，振兴兴民族仪表表工业迫不不及待啊！5. 热热式基于传传热正比于于流速的原原理，通过过测热源泉泉温度的变变化测量流流量的仪表表主要有二二种型式：(1)热热分布式，热热源处于管管道外壁，管管径较小，外外径4225毫米最最小流量可可0.3升升/小时、多多用于测微微小流量。(2)浸入入式(插入入式)热源源泉管道内内，与流体体直接接触触，多用大大管道气体体流量测量量，近几年年倍受关注注，从MIICONEEX参展来来看，20001年仅仅3家，22005年年已
15、达199家。这种种仪表的优优点是直接接可测质量量流量，灵灵敏度高于于测气体流流速低至11m/s，弥弥补了差压压式无法测测低速的不不是，且不不易堵塞。它它是应用领领域广阔，如如取暖、环环保、流程程工业中低低速常温气气体流量测测量。不足足是准确度度受流体组组分影响，流流体温度不不宜超过2200；热源会会影响周围围温度场，反反映速度达达1秒，不不适用于工工控系统。而而最近了解解到美国矽矽翔科技公公司(Siiaqo .Ltdd)推出的的一种以MMEMS芯芯片做热敏敏元件的插插入式热式式流量计，改改善了它的的性能，这这种MEMMS芯片仅仅42毫毫米，上刻刻有微热源源、上下游游温度检测测件。通过过测气体流
16、流过芯片的的温度场变变化来了解解流速大小小以推算流流量，由于于热源极小小不致影响响管道中的的温度场，也也将影响应应时间提高高到了0.1秒，改改善了调节节易质也可可用于工控控系统。66. 新型型节流装置置经典节流流装置工作作可靠，可可承受恶劣劣的工况，孔孔板可干标标等优点，长长期以来取取得用户的的信任、占占流量仪表表市场份额额60770%。但但不适用于于二相流，而而且要求直直管段过长长，现场难难以保证，出出现了一系系列环形通通道节流装装置。(11)环形孔孔板，美国国上世纪660年代推推出它不仅仅适用于二二相流，而而且对直管管段长度要要求较短，但但压损太大大。(2)上世纪八八十年代中中期，美国国推
17、出了内内锥式流量量计(V-conee)，可以以解决上述述二个问题题，但内锥锥并非完美美无缺，仍仍存在以下下问题：(a)力学学结构为悬悬臂，易产产生振动。(b)取压点不合理，P1未必可反映整个截面的压力，P2处于锥体后漩涡区，压力有波动，且传压管易堵塞。(c)直管段要求03D未必可行，710D较合理。(d)尾锥后为漩涡，能量转换是不可逆的，动能不可能无损恢复为位能，不是节能仪表。(3)梭式，针对以上问题改进的专利产品(a) 采用三支杆固定流件-梭体。(b) 充分考虑直管段不足时流速分布不均匀性，在环形通道中，采取测多点(912)总压。(c) 尾锥不会产生漩涡，动能可平稳转换为位能，压损小，可节能
18、。7. 二次表智能化(1)影响流量测量的因素很多，计算繁琐，由于微电子、计算机技术的飞速发展，这一切就变得简单，可适应用户的各种要求。例如，占流量仪表一半市场以上的差压式流量计量程比只能为3：1，采用智能式差压变送器后，就可将量程比扩大到几十比1。(2)根据用户的要求，二次表可通过智能化具有许多功能，如同时显示瞬时、累计流量；快速进行运算；工况实时补偿；系数实时修正；下限计费功能；分时计费；停电记录；定时抄表；自诊断；模拟数字兼容通讯(3)近期德国Krohne公司推出的Optiflux电磁流量计，就具有十多种自诊断智能功能，使其工作更为可靠，性能提高，据称精确度可达+/-0.2%。可以预计，二
19、次表的智能化、多功能化是流量仪表研发中一个具有很大发展潜力的课题！8. 大管道气体流量的检测与校验三见言絮语1. 发展趋势(1) 结构日趋简洁，从当前发展最快的三种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看，机械结构都十分简洁，管道内既无转动件，又无节流件。(2)功能力求完善，随着微电子、计算机、通讯技术的飞速发展，流量仪表多功能日益完善、多样，不少机械部分难以解决的问题，依靠电子软件则迎刃而解，如Krohne的智能电磁流量计，不少超声流量计不仅可测流量，还可测流体密度、组分、热能等等。(3)安装日益简便，工业自动化程度越高，用户越欢迎采用安装维护简便的产品，这也是插入式，外夹式仪表日益畅销的原因。2.
20、 国产化刻不容缓据了解我国近年来进口仪器仪表约130亿美元，出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表)，国内大型工程选用国外仪表占2/3，而其价格为国产510倍，我国大型流量仪表工业主要依靠国外技术，缺乏拥有自主知识产权意识，创新乏力；自动化仪表国产化刻不容缓！3. 品种多，选用要实事求是流量仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，建议：(1)不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，有无检验证明。(2)按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低如工控系统的检测，监仪表，重复性好就可以了。(3)全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修(停产损失)，是否节能(长期运行费)等因素。