流量計(jì)：污水處理過(guò)程中常用的計(jì)量設(shè)備

接下來(lái)，上海自動(dòng)化儀表四廠將深入探討污水處理領(lǐng)域中不可或缺的計(jì)量工具——流量計(jì)。

一、流量計(jì)的定義

流量計(jì)，英文名為flowmeter，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定，被定義為一種用于指示被測(cè)流量或在選定時(shí)間間隔內(nèi)流體總量的儀表。它實(shí)質(zhì)上是一種測(cè)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(jì)可進(jìn)一步細(xì)分為瞬時(shí)流量計(jì)和累計(jì)流量計(jì)。瞬時(shí)流量計(jì)用于測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)封閉管道或明渠有效截面的流體量，而累計(jì)流量計(jì)則用于計(jì)算在特定時(shí)間段內(nèi)（如一天、一周、一月或一年）流體通過(guò)封閉管道或明渠有效截面的累計(jì)量。值得注意的是，通過(guò)瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分，我們可以得到累計(jì)流量，因此，這兩種類型的流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中是可以相互轉(zhuǎn)換的。

二、流量計(jì)的發(fā)展歷程

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

美國(guó)在1886年就已發(fā)布了關(guān)于流量測(cè)量技術(shù)的專利，而1914年的專利進(jìn)一步揭示了流量與頻率之間的關(guān)聯(lián)。直至1938年，美國(guó)才開(kāi)發(fā)出一臺(tái)用于飛機(jī)燃油流量測(cè)量的TUF流量計(jì)，但獲得工業(yè)應(yīng)用是在二戰(zhàn)后，因噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和液體噴氣燃料的需求，高精度、快速響應(yīng)的流量計(jì)才得以廣泛使用。如今，流量計(jì)已在石油、化工、科研、國(guó)防、計(jì)量等多個(gè)領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。

1738年，瑞士杰出的物理學(xué)家丹尼爾·伯努利，以伯努利方程為理論基礎(chǔ)，創(chuàng)新地采用了差壓法來(lái)測(cè)量水流量，這一成就為流量計(jì)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。隨后，意大利物理學(xué)家文丘里進(jìn)一步發(fā)展了這一技術(shù)，他利用文丘里管進(jìn)行了流量測(cè)量，并詳細(xì)公布了其研究成果。這些突破性的進(jìn)展，共同推動(dòng)了流量計(jì)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。

在1886年，美國(guó)人赫謝爾巧妙地運(yùn)用文丘里管原理，成功研制出一種實(shí)用的流量測(cè)量裝置，這一創(chuàng)新為流量測(cè)量技術(shù)帶來(lái)了新的突破。

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

在1910年，美國(guó)科學(xué)家們著手開(kāi)展槽式流量計(jì)的研發(fā)工作。這種流量計(jì)的設(shè)計(jì)初衷是為了測(cè)量明溝中的水流量，為當(dāng)時(shí)的水利工程和流量監(jiān)測(cè)帶來(lái)了新的技術(shù)突破。

1922年，帕歇爾對(duì)水槽測(cè)量進(jìn)行了革新，成功將其改良為帕歇爾水槽。

在帕歇爾對(duì)水槽測(cè)量進(jìn)行革新的同時(shí)，美籍匈牙利科學(xué)家卡門(mén)也在深入探索渦街理論。

在1911年至1912年期間，卡門(mén)提出了嶄新的渦街理論。

隨后在30年代，人們開(kāi)始探索利用聲波來(lái)測(cè)量液體和氣體的流速，從而誕生了聲波測(cè)量流量的技術(shù)。然而，直至二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，這一方法并未取得顯著進(jìn)展。

直至1955年，馬克森流量計(jì)這一應(yīng)用聲循環(huán)法的創(chuàng)新設(shè)備才得以問(wèn)世，專門(mén)用于測(cè)量航空燃料的流量，標(biāo)志著聲波測(cè)量流量技術(shù)在實(shí)踐中的突破。

1945年，科林巧妙地運(yùn)用交變磁場(chǎng)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)血液流動(dòng)的測(cè)量。這一突破性進(jìn)展，為后續(xù)醫(yī)療領(lǐng)域流量測(cè)量技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

20世紀(jì)60年代以后，隨著科技的不斷進(jìn)步，測(cè)量?jī)x表逐漸朝著小型化的方向發(fā)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(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)，為了優(yōu)化電磁流量計(jì)的性能，包括減小傳感器的尺寸和改善信噪比，科學(xué)家們研發(fā)了采用非均勻磁場(chǎng)和低頻勵(lì)磁技術(shù)的電磁流量計(jì)。此外，還出現(xiàn)了具有寬測(cè)量范圍且無(wú)活動(dòng)檢測(cè)部件的實(shí)用卡門(mén)渦街流量計(jì)，進(jìn)一步推動(dòng)了流量測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。

上海自動(dòng)化儀表四廠隨著集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，鎖相環(huán)路技術(shù)被廣泛應(yīng)用于超聲（波）流量計(jì)中，使得這類流量計(jì)得到了廣泛使用。與此同時(shí)，微型計(jì)算機(jī)的普及也大地提升了流量測(cè)量的能力。例如，激光多普勒流速計(jì)在應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，能夠更加處理復(fù)雜信號(hào)，從而提高了測(cè)量的度。