膜式流量计的工作原理和发展现状

时间：2021-02-09 00:05:00　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：随着天然气行业的迅速发展，天然气的计量纠纷也日益凸显，随着科技的不断进步，天然气的计量形式主要以膜式燃气表为主，特别是民用燃气，膜式燃气表自上世纪八十年代开始至今已有几十年的发展历程，如今膜式燃气表已经得到了广泛的应用，并在不断的进步和发展。
　　关键词：膜式燃气表原理发展现状
　　
　　膜式流量计的工作原理如图1所示：
　　被测量的燃气从表的入口进入，充满表内空间，经过开放的滑阀座孔进入计量室2及4，依靠薄膜两面的气体压力差推动计量室的薄膜运动，迫使计量室1及3内的气体通过滑阀及分配室从出口流出。当薄膜运动到尽头时，依靠传动机构的惯性作用使滑阀盖相反运动。计量室1、3和入口相通，2、4和出口相通，薄膜往返运动一次，完成一个回转，这时表的读数值就应为表的一个回转流量（即计量室的有效体积），膜式表的累积流量值即为一回转流量和回转数的乘积。
　　随着人们对膜式流量计技术的不断探索，膜式流量计技术也得到了迅猛的发展和进步，目前较为先进的膜式流量计都基本采用非限位式结构设计，该结构使得计量室在往复运动一个循环的过程中自由切换，降低了压力损失和运行噪音。部分先进的流量计还融入了误差调节系统装置，减小了不同流量下误差特性曲线的分散性，使膜式流量计的误差特性曲线更加平滑，扩大了仪表的量程比。
　　由于气体体积受到温度T，压力P的影响较大，要提高膜式流量计的计量精度，适应季节变换中的温度变化，减少输差，保证贸易双方的公平交易和结算，温压补偿成为提高膜式流量计精度的重要手段。由于压力补偿难以控制，因此温度补偿成为膜式流量计提高精度的手段，于是温度转换装置技术逐渐应用到膜式流量计的设计之中。目前安装于膜式流量计内的温度转换装置基本上以机械式为主，器原理是通过特殊金属的热胀冷缩特性来自动调节误差调节系统的指针，以调整流量计的回转体积，修正气体随温度升降的体积变化量，从而达到体积修正的目的。
　　依据我国对天然气储量的探明，已探明的探明储量就有1.6万亿立方米，据推测天然气远景储量达38万亿立方米。天然气的计量问题已经成为天然气行业发展中不可忽视的因素，是天然气使用中必须解决的重要问题。流量计作为贸易双方结算的依据，它的准确度关系到贸易双方的切身利益。
　　到上世纪十七世纪，托里拆利，一名伟大的意大利物理学家和数学家，在他的努力研究下为差压式流量计奠定了理论基础，这是流量测量技术的里程碑式的突破。随后人们通过对流量测量理论的深入研究，基于能量守恒和质量守恒的原理，研究出了一代又一代的流量计量工具。到1816年，英格兰人S.克莱格发明了第一台湿式燃气表，改变了以用气时间或燃烧器公称耗气量计费的方法。紧随其后,一种内装薄膜的干式燃气表设计成功,为现代膜式燃气表奠定了基础。其后又有毕托管流量计、翼轮流量计、文丘里管流量计、热容流量计、孔板流量计和罗茨表等问世。
　　燃气计量装置按计量原理，可分为间接计量和直接计量两种。其中间接计量式燃气表没有计量室，它利用燃气流的某一物理特性转换为流量，再引入时间因素求得累计值。比如，利用气流压差的孔板流量计，利用气流速度的涡轮流量计，利用气流受阻形成涡流的涡流流量计等，这些流量计多用于大流量计量。直接计量式燃气表的内部设有若干个计量室，按计量室的容积直接对通过的燃气量进行计量和累计。直接计量式燃气表有干式和湿式两种。膜式表和罗茨表属于干式，在中小流量计量中普遍使用。根据管道中的燃气压力，燃气计量装置可以分别承受高、中、低不同的压力级别。
　　目前容积式流量计广泛应用于中国数以千万计的天然气用户，膜式计量表的应用则最为广泛。但随着燃气用户的迅速增长，传统的入户抄表成了燃气公司提高工作效率和改善经营效益的障碍。入户难，入户收费的时间和用户家里是否有人均成为入户收费的巨大难题，同时增加抄表人员数量有增加了燃气企业的运营压力，提高了经营成本；收费难，由于燃气企业抄表人员经常与用户发生矛盾和纠纷，更为燃气公司的经营管理带来了新的难题；对用户而言，随着当今人们的生活压力日益增大和个人保护意识的增强，被燃气企业人员因收费不断打扰也成为用户满意度提高的一个瓶颈。因此，为了解决这三大难题，配有IC智能卡的膜式流量计应运而生，并且目前在我国已经得到了各燃气企业的广泛应用。它能同时兼顾用户与燃气管理部门的利益，做到既能简化操作程序，方便用户，提高人民群众的生活质量。也能减轻企业负担，降低企业的经济成本。我国目前已有100多家膜式流量计厂，截止到2008年总产量约1000万台，具有中国特色的IC卡智能膜式流量计已占膜式流量计总量的30%，并在逐年攀升。但事实上，IC卡智能膜式流量计经过十几年的发展历程，也显现出了IC卡智能膜式流量计存在的问题和缺陷，IC卡智能膜式流量计的整体质量水平并未达到人民期望的水平，还在实际应用中发现了IC卡智能膜式流量计的返厂率高，价格较普通膜式流量计贵很多，给燃气企业带来了巨大的经济损失。目前许多燃气企业已经对IC卡智能膜式流量计渐渐失去了信心，导致IC卡智能膜式流量计生产厂家被迫走上技术革新的道路。尽管经过各种努力，人们发现IC卡智能膜式流量计的质量并未得到明显的提高，一度使得贸易双方陷入迷茫。于是人们开始寻求对策。如实行IC卡智能膜式流量计一体化设计，加强密封性能，以适应厨房恶劣的潮湿、油污环境，避免其给IC卡智能膜式流量计内部造成破坏；改善IC卡智能膜式流量计的安装位置，尽量较少IC卡智能膜式流量计的腐蚀问题；大胆引进并使用新型材料和新技术，提高IC卡智能膜式流量计的抗腐蚀能力等等。到目前为止，这一问题仍未等到有效地解决，膜式流量计抄表出户问题依然是一个难题。随着社会的发展，利用现代科技成果，改造传统燃气事业，提高服务水准，成为各个燃气企业的主题。而抄表、收费和用户的安全用气又是这个主题中的主题。围绕这个主题，一大批的企业进行了可贵的探索，也记载着社会进步的脚印。
　　天然气能源的开发和应用已经步入了高速发展的黄金时期，随着城市气化率的不断提高，流量计的需求量也会随之增加。不断提升流量计行业的产业竞争力和创新能力，加大科研投入和技术创新，引进新技术新材料，依靠科技发展进步，使膜式流量计能够得到健康、持久、快速的发展。

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