1 引言
流量测量仪表是工业企业必不可少的热工计量仪表，几乎所有的液态、气态的原料和产品都需要准确计量。流量汁已被广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工、商业、医学、科研和国防等各个方面。在实现生产工艺流程自动化、保证产品质量、提高生产效率、降低能源消耗和保证安全方面，都起着极为重要的作用。当今流量测量研究的热门课题有动态流量测量、纯水传动的流量测量以及流量计安装等方面。
2 动态流量测量
2.1 研究难点
由于液体介质本身的复杂性，以及处于变速运动状态的介质内部不仅存在着粘性摩擦力，产生不稳定的旋涡和二次流等复杂现象，而且运动介质和检测元件存在惯性力的作用，使准确测量动态流量非常困难。
随着工业生产和科学技术的迅猛发展，特别是液压控制和精细化工的发展，对流量的动态测量提出了越来越高的要求。由于动态流量的测量水平远远不能满足要求，动态流量的测量已成为某些工业生产中的颈瓶，是业内人士普遍关心的问题。
2.2 我国动态流量测量研究现状
国外在80年代就进行了这方面的研究，我国90年代初也有部分学者从事了这方面的研究。
2.2.1 接触式测量
早在90年代初，浙江大学就提出一种二通插装阀式动态流量计。由于特殊设计的阀芯受压大，惯性小，动态品质得到明显提高，响应频宽可达50Hz左右。之后，他们还成功研制出多种通径的动态流量汁。这些流量计在工作频宽、流量范围等方面都令人满意，但由于未能消除动态流体惯性力的影响，因而流量变化越大时，测量误差也越大。
华南理工大学还开发了一种数字式动态流量测试系统。该系统由流量脉冲传感器、数据转换器和计算机3部分组成，流量脉冲传感器是由一对空套在轴上的计量齿轮电机和涡流传感器组成。这种传感器把齿轮空套在轴上，减小了运动部件的质量，从而提高了动态性能，但未能从根本上克服运动部件惯性的影响，系统频宽只能达到18Hz左右。
近年还研制出了一种光纤涡旋流量计，它用横贯液流管中的光纤作为流量传感器和旋涡发生器。液流在光纤下游产生有规则的旋涡，而光纤受到涡流的作用而振动，光纤通过振动对光进行调制，并把信号传递出来，然后采用光纤自差技术进行检测，从而得到流速信号。这种流量测量方法由于被调制的信号是光信号，灵敏度高，测量范围大，具有很好的动态特性。
2.2.2 非接触式测量
动态流量的测量还可采用非接触测量方法，即在流量测量时无运动部件的参与，如超声波流量计和电磁流量计。
目前所用的部分超声波流量计和电磁流量计自身没有运动部件，并且能够避开动态流量直接测量中存在的液体惯性力问题。但是目前，这两种流量计都还主要用于稳态流量的测量，如何将它们运用到动态流量测量中还有待研究。
另一个方法是发展基于软测量技术的虚拟流量计，即所谓的软测量技术。虚拟流量计是在测量流量时通过测量流体的压力、粘度和温度等易得信号，然后通过计算机进行大量复杂的计算来间接得到流量。由于这种虚拟流量计不包含运动部件，运算能力强，建模时允许全面考虑流体的惯性力、粘性力及其它因素的影响，因此可以获得很高的响应品质和动态测量准确度。目前，由重庆大学研制的虚拟仪器已经比较成熟，得到了广泛的应用。
3 纯水传动中的流量测量
纯水传动技术因其介质对环境无污染、来源广泛、价格低廉、节约能源、使用安全、压缩损失小、系统使用和维护成本低等一系列优点，加上新型材料的发展、精密加工的进步和新结构的液压元件的成功研制，基本克服了纯水传动存在的易腐蚀、易磨损、泄漏大、效率低等缺点，使纯水传动在近年来得到了迅速的发展和应用。
3.1 问题的提出
由于现有流量计大都只针对矿物油，用于水的流量测量只限于污水处理或生活用水，其精度和应用领域都达不到要求，所以开发用于纯水传动的流量计非常必要。
用于纯水传动的流量计需要解决的问题有：
（1）由于水的润滑性差所带来的磨损问题；
（2）水的腐蚀性所带来的元件腐蚀问题；
（3）水的粘度低所带来的泄漏问题；
（4）水与油的性质差异所带来的某些测量原理和方法的不同。
3.2 我国纯水传动流量测量研究现状
国外在80年代就开始了纯水传动的研究，而我国在这方面的研究才起步。
华中科技大学在80年代开始了高水基液体传动研究，90年代以来开始了海水液压传动的研究。
浙江大学流体传动与控制实验室已建成国内第l台纯水液压元件性能实验台，用于纯水液压元件的性能检测。这些研究主要集中在水压系统、泵和控制阀等元件上，很少有专门研究流量计的，但他们对纯水传动所做的在材料、防漏、防腐蚀等方面的研究对开发用于纯水传动的流量计很有帮助，运用其研究成果可以大大加快纯水传动的流量测量的研究。
4 流量计的安装和选型
流量计的安装也是业界普遍关心的问题。在安装时，需要确定是否需要在流量计前安装过滤器，选择合适的安装方式和安装环境，安装完成后对其进行现场标定等一系列的问题。这些都只是流量计安装过程中的一般问题，只要安装时稍加注意，都可以得到较好的解决。
4.1 流量计安装时的问题
由于大多数流量计在测量时都需要传感器与流体接触，使流量计在安装前要在系统设计时留出一定的空间。这个问题在需要测量某些没有预先安装流量计的流量时显得尤为突出，只有通过停止系统运行，然后安装流量计或用旁路安装来解决，而且当流量计需要维修时很不方便。另外传感器与流体接触还会干扰流体的流动、带来压力损失和泄漏等问题。
某些流量计的测量原理要求流量计在测量时在安装位置前后有一段直管，否则流量计的测量精度会受到很大的影响。而且直管长度一般随着管径的增大增加限制了它们的使用范围。
以上这两个问题是流量计安装方面最严重、最难解决的问题。
4.2 流量计的选型
根据工况需要选择不同的流量计。
采用非接触式流量测量。非接触式流量计的流量传感器不与流体相接触，在安装时无需预留空间，而且安装方便，如超声波流量计、电磁流量计和虚拟流量测量。由于超声波和电磁波在传输信号时不需要介质，这两种流量计可以实现非接触测量，虚拟流量计在测量流量时所测的信号简单，也可以实现非接触测量。
流量仪表的一体化组合也是一个很好的解决办法，即将流量计的一次装置、二次装置和各种传感器组合成一体，这不但可以简化安装，减少传感器对系统的不良影响，还可以减少泄漏，简化日常维护。据调查日本1996～1997年新建的4家工厂所用的差压流量计中，一体化仪表已占1/3。
还可从流量计的测量原理出发，改进或开发新的测量方法，缩短流量测量时所需要的直管或不要直管，扩大流量计的使用范围。目前有部分流量计，如容积式流量计、质量流量计等都没有直管安装的要求。
5 结束语
流量计在生产和生活方面的重要作用，使流量测量技术的研究受到了越来越多的关注。工业生产、环境保护和生活等的发展对流量测量提出了新的要求，现有流量测量的水平还未能完全满足要求。今后，流量测量的研究还需继续加强，并将得到更快的发展。
参考文献
1 梁国伟，蔡武昌.流量测量技术及仪表，机械工业出版社，2002。
2 刘涛，姜万录，王益群，液压实验中动态流量测试技术的现状与展望。机床与液压，2002，5。
