插入式流量計概  述

    通常流量計是按工作原理分類的，而插入式流量計（以下簡稱ISF）則是一類以結構形式劃分的流量計，它包括工作原理各異的各種流量計。這樣的分類是由于它們在使用中有一些共同的特點，正是這些特點使此類流量計近年有較大的發展，并且從整個流量計發展趨勢看，它有強大的生命力，今后在眾多的流量計中會占據一席之地。

    插入式流量計是一類既古老又年輕的流量計。說它古老，是因為無論是儀表的出現或是對它的試驗研究都有很悠久的歷史，它并非近年才問世的產品。說它年輕，是因為過去對它的試驗研究很不夠，并且大都是作為一類輔助性流量計，僅在準確度要求較低的場合使用，是通用流量計的一種補充。

    在工業生產過程常見的參數（壓力、溫度、流量和物位等）的檢測中，流量測量遇到的困難問題較多，其中一個重要原因是與儀表的結構有關。例如溫度和壓力儀表，在現場使用易于拆卸維修，并且往往無需截斷管道流體即可進行。在現場惡劣的條件（腐蝕、臟污、結垢、高溫、高壓等）下，儀表使用的可靠性面臨嚴峻的考驗，如果儀表易于拆卸更換維修，無疑將大大增加儀表使用的可靠性。通常流量計是用法蘭接人工藝管道的，只有當管道中流體斷流時才允許拆卸僅表。而插入式流量計從結構上改變了這個缺陷，它可以在不斷流的情況下拆卸更換，因而深受用戶的歡迎。

    插入式流量計可以分為兩大類：點流速計型和徑流速計型。以下簡單回顧一下其發展歷史并作一些展望。

    一、點流速計型ISF

    點流速計型ISF實際上是一臺流速計，它測量管道中某特定位置（一般為管軸線處或管內平均流速點處）的當地局部流速，然后根據管道內流速分布及儀表與管道的幾何參數等推算出流量值。早在200余年前，1790年R．Woltman發明了螺旋槳式流速計，經過150年改進、完善、發展，成為精密的水流速計。1867年n Farrand Henry發明杯式流速計，它用于氣象學的風速測量。1883年美國人A．Fteley和F．P．Stearms用螺旋槳式流速計測量波士頓排水管的流量，后來還采用成排的流速計測量裝置，例如1926年曾用20臺流速計裝于相互垂直的直徑上用以測量火力發電廠的水管流量。1957年德國標準DIN1948（水渦輪試驗法）建議根據管道尺寸可用13、17、21、25、29或33臺流速計裝于一排，測量明渠的流量。1950年法國在Gemssat火力發電廠5.75m管徑的水管上安裝61臺成排流速計進衍流量的測量。

    點流速計測量流量的科學技術充分反映在國際標準化組織(ISO)制定的國際標準中，ISO第三十技術委員會(ISO/TC30)“封閉管道中流體流量的測量”專門成立第三分技術委員會(ISO/TC30/SC3)“速度面積法”。該分技術委員會研究這樣一類流量測量方法，即將流速計與流速積算技術結合起來測量流量。它通常應用于大管徑的流量測量（那里缺乏合適的流量計可供采用，或者其應用速度面積法有其獨到之處），它是解決大流量測量很有效的一種方法。ISO/TC30/SC3已制定有IS0 3354、IS0 3966、IS0 7145、IS0 7194等一系列流計測量流量的國際標準。這些標準頒布于20世紀70—80年代。1993年ISO/TC30進行了組織結構調整，ISO/TC30lSC3已經撤銷，它的工作內容現在包括在另外的分技術委員會

“速度式流量計”里。

    應該指出，上述國際標準有嚴格的使用條件：流體為單相，均質牛頓流體，充分發展管流、定常流和馬赫數低于o．25的亞音速流等。這些條件稱為正常工作條件，在滿足正常工作條件時可以獲得較高的測量準確度，在置信水平為95%時，測量的不確定度為±2%。以上條件一般只在實驗室才能嚴格遵守，在工業現場難免發生一些偏離。但是標準在實際應用中可能遠不能解決問題，但是它的原則及實際操作設想是流速場測量要遵循的，為今后解決更多問題開辟了道路。它提供測量的理論與實際的方法，而大多數流量計上游側的流速分布與流量測量的準確度是密切相關的，因此在流量測試技術與儀表中經常涉及流速場的問題，所以這些標準對于整個流量測量具有指導意義。

    由于現場測量普遍存在復雜的流速場的情況，應該說這些國際標準只是奠定了實驗室測量的基礎，而在現場應用尚存在大量問題有待解決，其中最重要的是在非充允發展管流和非定常流條件下如何提高流量測量精確度的聞題。另外，在實驗室使用的方法，例如多點橫向分.