摘 要:流量计量是计量科学技术的组成部分之一,它与企业利益、国民经济、科学研究等有着密切的关系,对促进企业节能降耗提质曾效等方面的发展都具有重要的作用,而流量计量仪表的发展是这一切的前期和保障。本文结合当下,对未来集成式数字智能流量计量仪表的发展进行探讨,望对相关方有所帮助。
1 流量计量仪表的发展过程
自古至今流量测量是人类文明的一种标志,埃及人用尼罗河流量来预报年收成的好坏,古罗马人修渠引水测量流量,流量计量仪表属于检测仪表的一种,其发展一般可分为四代。第一代是传统的模拟仪表,即我们所说的Ⅰ型仪表。20 世纪 50 年代之前都属于模拟仪表,是仪器仪表发展的最初阶段,用硬件本身实现仪器仪表的功能,主要是用指针来指示测量结果。第二代是数字仪表,即我们所说的Ⅱ型仪表,20 世纪 50 年代到 60 年代,集成电路的发展和数值技术的应用,使仪表从模拟转化为数字转化。能够将模拟信号转化为数字信号,提高了仪表的快速响应。第三代仪器仪表是智能仪表,即我们所说的Ⅲ型仪表。20世纪 70 年代以来,随着的发展,仪器仪表在模拟基础上有了一定的发展,应用了微处理器和网络化等较先进技术。以电子线路被微电子器件代替,以微处理器为核心,集成信息采集、显示、处理、传输等功能,即具有一定的智能作用,故称之“智能仪表”。第四代仪器仪表是虚拟仪表。随着计算机的广泛应用,20 世纪80 年代初,出现的以计算机为基础的仪表也称为 PC 仪表。它将传统仪表与计算机结合起来,用计算机的软件硬件资源来进行数据的计算和处理,软件就是虚拟的仪表,用户可以根据自己的要求,设计和定义仪表,因而具有较高的性价比。
2 流量计量的意义
流量同温度、压力、重量、物位等参数一样是工业生产过程的重要参数,直接或间接参与生产控制,依据这些参数对生产流程进行监督和控制,对提高产品的质量与产量,保障生产安全,改进生产工艺,改善生产条件等方面有着重要意义。同时,流量计量是企业成本核算、节能降耗的重要数据,而仪表是基础,因此流量计量将起到极为重要的作用。
3 智能电磁流量计量仪表的发展与展望
由于流量是一个动态量,因而测量流量是一项复杂的技术,为准确测量流量就必须研究不同物体在不同条件下的流量测量方法,并提供相应的测量仪表,以智能电磁流量计量为例,测量流量时,要在介质管道上同时安装节流元件、温度变送器、压力变送器、差压变送器测量设备,同时测量温度、压力、差压等参数,然后将各测量元件的测量数据经隔离配电器送二次仪表(流量计算仪)进行流量计算,才能得到流量值。由于结构分散,安装不变,维护量大等问题,传统的分布式,模块化组合化计量仪表已不能很好的满足要求。但随着材料、科学技术的进步发展,使集成式数字智能仪表成为现实。展望未来,流量计量仪表将具有以下几个特点:
3.1 实现高度集成和高精度
通过多传感器集成与数字融合,使其可以直接实现温度、压力、差压、流速等多个参量的测量,将一二次仪表完美结合,形成一个整体,每一块表就是一个独立的系统,可以完成相应数值计算和存储,由于计算能力、检测技术的发展,使其测量精度大大提升。