流量計：污水處理過程中常用的計量設備

接下來，上海自動化儀表四廠將深入探討污水處理領域中不可或缺的計量工具——流量計。

一、流量計的定義

流量計，英文名為flowmeter，經全國科學技術名詞審定委員會審定，被定義為一種用于指示被測流量或在選定時間間隔內流體總量的儀表。它實質上是一種測量管道或明渠中流體流量的工具，在工程上，常用的流量單位是m3/h。流量計可進一步細分為瞬時流量計和累計流量計。瞬時流量計用于測量單位時間內通過封閉管道或明渠有效截面的流體量，而累計流量計則用于計算在特定時間段內（如一天、一周、一月或一年）流體通過封閉管道或明渠有效截面的累計量。值得注意的是，通過瞬時流量對時間的積分，我們可以得到累計流量，因此，這兩種類型的流量計在實際應用中是可以相互轉換的。

二、流量計的發展歷程

流量計的測量歷史可追溯至古代水利工程和城市供水系統。在古羅馬凱撒時代，孔板已被用于測量居民飲用水量。大約在公元前1000年，古埃及人采用堰法來測量尼羅河的流量。此外，我國都江堰水利工程也利用寶瓶口的水位來觀測水量大小。

美國在1886年就已發布了關于流量測量技術的專利，而1914年的專利進一步揭示了流量與頻率之間的關聯。直至1938年，美國才開發出一臺用于飛機燃油流量測量的TUF流量計，但獲得工業應用是在二戰后，因噴氣發動機和液體噴氣燃料的需求，高精度、快速響應的流量計才得以廣泛使用。如今，流量計已在石油、化工、科研、國防、計量等多個領域中獲得廣泛應用。

1738年，瑞士杰出的物理學家丹尼爾·伯努利，以伯努利方程為理論基礎，創新地采用了差壓法來測量水流量，這一成就為流量計的發展奠定了重要基礎。隨后，意大利物理學家文丘里進一步發展了這一技術，他利用文丘里管進行了流量測量，并詳細公布了其研究成果。這些突破性的進展，共同推動了流量計技術的持續進步。

在1886年，美國人赫謝爾巧妙地運用文丘里管原理，成功研制出一種實用的流量測量裝置，這一創新為流量測量技術帶來了新的突破。

在20世紀初期至中期，隨著原有測量原理的逐步完善，科學家們不再滿足于傳統的測量方法，而是積極尋求新的突破。

在1910年，美國科學家們著手開展槽式流量計的研發工作。這種流量計的設計初衷是為了測量明溝中的水流量，為當時的水利工程和流量監測帶來了新的技術突破。

1922年，帕歇爾對水槽測量進行了革新，成功將其改良為帕歇爾水槽。

在帕歇爾對水槽測量進行革新的同時，美籍匈牙利科學家卡門也在深入探索渦街理論。

在1911年至1912年期間，卡門提出了嶄新的渦街理論。

隨后在30年代，人們開始探索利用聲波來測量液體和氣體的流速，從而誕生了聲波測量流量的技術。然而，直至二次世界大戰結束，這一方法并未取得顯著進展。

直至1955年，馬克森流量計這一應用聲循環法的創新設備才得以問世，專門用于測量航空燃料的流量，標志著聲波測量流量技術在實踐中的突破。

1945年，科林巧妙地運用交變磁場技術，成功實現了對血液流動的測量。這一突破性進展，為后續醫療領域流量測量技術的發展奠定了堅實基礎。

20世紀60年代以后，隨著科技的不斷進步，測量儀表逐漸朝著小型化的方向發展。為了提升差壓儀表的度，力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器應運而生。同時，為了優化電磁流量計的性能，包括減小傳感器的尺寸和改善信噪比，科學家們研發了采用非均勻磁場和低頻勵磁技術的電磁流量計。此外，還出現了具有寬測量范圍且無活動檢測部件的實用卡門渦街流量計，進一步推動了流量測量技術的發展。

上海自動化儀表四廠隨著集成電路技術的迅猛發展，鎖相環路技術被廣泛應用于超聲（波）流量計中，使得這類流量計得到了廣泛使用。與此同時，微型計算機的普及也大地提升了流量測量的能力。例如，激光多普勒流速計在應用微型計算機后，能夠更加處理復雜信號，從而提高了測量的度。