流量計量儀表的發展與展望

李紫平

摘 要：流量計量是計量科學技術的組成部分之一，它與企業利益、國民經濟、科學研究等有著密切的關系，對促進企業節能降耗提質曾效等方面的發展都具有重要的作用，而流量計量儀表的發展是這一切的前期和保障。本文結合當下，對未來集成式數字智能流量計量儀表的發展進行探討，望對相關方有所幫助。

關鍵詞：流量計量;集成式數字;智能流量儀表

1 流量計量儀表的發展過程

自古至今流量測量是人類文明的一種標志，埃及人用尼羅河流量來預報年收成的好壞，古羅馬人修渠引水測量流量，流量計量儀表屬于檢測儀表的一種，其發展一般可分為四代。第一代是傳統的模擬儀表，即我們所說的Ⅰ型儀表。20世紀50年代之前都屬于模擬儀表，是儀器儀表發展的最初階段，用硬件本身實現儀器儀表的功能，主要是用指針來指示測量結果。第二代是數字儀表，即我們所說的Ⅱ型儀表，20世紀50年代到60年代，集成電路的發展和數值技術的應用，使儀表從模擬轉化為數字轉化。能夠將模擬信號轉化為數字信號，提高了儀表的快速響應。第三代儀器儀表是智能儀表，即我們所說的Ⅲ型儀表。20世紀70年代以來，隨著的發展，儀器儀表在模擬基礎上有了一定的發展，應用了微處理器和網絡化等較先進技術。以電子線路被微電子器件代替，以微處理器為核心，集成信息采集、顯示、處理、傳輸等功能，即具有一定的智能作用，故稱之“智能儀表”。第四代儀器儀表是虛擬儀表。隨著計算機的廣泛應用，20世紀80年代初，出現的以計算機為基礎的儀表也稱為PC儀表。它將傳統儀表與計算機結合起來，用計算機的軟件硬件資源來進行數據的計算和處理，軟件就是虛擬的儀表，用戶可以根據自己的要求，設計和定義儀表，因而具有較高的性價比。

2 流量計量的意義

流量同溫度、壓力、重量、物位等參數一樣是工業生產過程的重要參數，直接或間接參與生產控制，依據這些參數對生產流程進行監督和控制，對提高產品的質量與產量，保障生產安全，改進生產工藝，改善生產條件等方面有著重要意義。同時，流量計量是企業成本核算、節能降耗的重要數據，而儀表是基礎，因此流量計量將起到極為重要的作用。

3 流量計量儀表的發展與展望

由于流量是一個動態量，因而測量流量是一項復雜的技術，為準確測量流量就必須研究不同物體在不同條件下的流量測量方法，并提供相應的測量儀表，以煤氣流量計量為例，測量流量時，要在介質管道上同時安裝節流元件、溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器測量設備，同時測量溫度、壓力、差壓等參數，然后將各測量元件的測量數據經隔離配電器送二次儀表（流量計算儀）進行流量計算，才能得到流量值。由于結構分散，安裝不變，維護量大等問題，傳統的分布式，模塊化組合化計量儀表已不能很好的滿足要求。但隨著材料、科學技術的進步發展，使集成式數字智能儀表成為現實。展望未來，流量計量儀表將具有以下幾個特點：

3.1 實現高度集成和高精度

通過多傳感器集成與數字融合，使其可以直接實現溫度、壓力、差壓、流速等多個參量的測量，將一二次儀表完美結合，形成一個整體，每一塊表就是一個獨立的系統，可以完成相應數值計算和存儲，由于計算能力、檢測技術的發展，使其測量精度大大提升。

3.2 無線數字傳輸

未來這種集成式數字智能儀表將集成多種通訊方式，可以全數字化輸出，無線遠傳等通訊方式，徹底打破距離的束縛，可實現在線校準或遠程校準。

3.3 智能組網

集成式數字智能儀表將獨立完成溫度、壓力、瞬時流量及累積流量的測量計算，流量調節閥接受流量儀表的數字信號，對壓力和流量進行控制，直接與傳感器連接，組成最小范圍的閉環系統，實現“集中管理、分散控制”的最小最小控制單元，替代傳輸線路和DCS系統板卡，通過上位機對其監控和管理。

也可通過物聯網、5G技術、大數據、云計算等技術實現數據的交互和共享。管理系統科根據采集傳感器儀表的參數等運行參數數據，實現對該設備的運行情況進行檢測，在次基礎上實現預測性維護和智能服務，同時結合材料庫存等信息，實現全生命周期的管理。

3.4 自我診斷

集成式數字智能儀表將具有自我診斷功能，出具自檢報告，根據優先級別及時傳輸到管理平臺。管理平臺根據收集的檢定、維修、歷史數據實時評估測量結果的可信度，提供實時性預測性服務，及時發現問題，生成報警信號，提醒維修人員修理，保障流量計自身高效穩定運行。

4 結語

未來流量計量儀表將是智能的，他可以使數據更準確、傳輸更便捷更安全、安裝維護更方便。同時，其可以使萬物互聯成為現實，將對企業能源管理、優化平衡、減少浪費、提高廠區環保質量、節約經濟管理成本和提高勞動生產率起著重要作用，而且也將對企業實現智能制造方面產生深遠影響。

參考文獻：

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[2]陸鈺琳.煉化企業智能計量構建的思考.中國計量，2018（10）.