1.2  流量计的发展

早在1738年，瑞士人丹尼尔以伯努利方程为基础，利用差压法测量水流量；后米意大利人文丘里研究用文丘里管测量流量，并于1791年发表了研究结果；1886年，美国人赫谢尔用文丘里管制成测量水流量的实用装置。20世纪初期到中期，原有的测量原理逐渐成熟，人们开始探索新的测量原理。白1910年起，美国开始研制测量明沟中水流量的槽式流量计。1922年，帕歇尔将原文丘里管改革为帕歇尔水槽。1911～1912年，美籍匈牙利人卡门提出卡门涡街的新理论：30年代，又出现了探讨用声波测量液体和气体的流速的方法，但到第二次世界大战为止未获很大进展，直到1955年才有应用声循环法的马克森流量计，用于测量航空燃料的流量。1945年，科林用交变磁场成功地测量了血液流动的情况。直到二十世纪50年代，工业中使用的主要流量计也只有孔板、皮托管、浮子流量计三种。二十世纪60年代以后，测量仪表开始向精密化、小型化等方向发展。此外，具有宽测量范围和无活动检测部件的实用卡门涡街流量计也在70年代问世。近30年来，先后研制出并投入使用的流量计有速度式流量计、容积流量计、动量式流量计、电磁流量计、超声波流量计等几十种新型流量计。目前国外投入使用的流量计有100多种，国内定型投产的也有近50种。随着工业生产的自动化、管道化的发展，流量仪表在整个仪表生产中所占比重越来越大。

1.3  风速测量的方法

风速测量有很多方法，例如超声波测量、毕托管测量、热线风速仪测量、恒流式风速仪测量、恒温风速仪等。其中超声波具有定向好、能量集中、在传输中衰减较小，反射能力较强等优点。因此，超声波传感器可广泛应用于非接触测量。超声波测风速技术具有非接触、易于维护 文献综述、测量精度高等优点，适合应用于航海测风和工业风道风速检测。但是因为超声波在空气中衰减较快，超声信号处理对仪器要求相对较高。所以超声波测量风速还是有一定的难度。其突出优点表现在解决两相流体、三相流体的流量测量。还可用于小管径、低流量、干扰大的流量测量。相关法流量测量技术是利用随机信号相关函数确定信号通过某个系统的传递时间来实现流体流动速度的测量。[2]它测量可靠性高、无可动部件、不扰乱流场、无压力损失。气/液两相流在自然界和工业过程中是普遍存在的，其中离散相的运动速度、尺寸、位置等参数的监测是一个非常重要的研究课题。 气/液两相流相关测速系统主要由上、下游超声波传感器把流动噪声信号的变化转化为电信号的变化，然后通过放大、滤波、A/D转换电路将数字信号送互相关器处理，最后输出渡越时间，进行流速的计算。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，具有广泛的发展前景。

1.3.1  毕托管测量原理

毕托管又称测速管,是测量管路中流体的点速度的装置,用毕托管配倾斜式微压计测管道内流体的流速或流量是一种最基本的测量方法[2] 。在工程中, 毕托管配压力计测量空气速度，由于其使用方便、精度较高而被广泛应用[3]。 用毕托管配倾斜式微压计测管道内流体的流速或流量是一种最基本的测量方法。由于它的测量原理可靠,仪器耐用,故其作用非常普遍。毕托管的测试原理虽然并不复杂,但其中的一些概念却容易产生误解,其中某些看似简单的问题,却含有更深奥的内容,如果只知道套用现成的公式去计算,但对一些概念却没能真正弄懂,甚至存在错误的认识,就难免引起计算上的混乱 [4]。毕托管的工作原理就是利用流体这种固有特性而设计的测量装置,毕托管头部迎着流体流动方向开有一个小孔A,称为总压孔,用来测量流体的总压;在距头部一定距离处开有若干垂直于流体流向的小孔B,称为静压孔,用来测量流体的静压,各静压孔均与静压室相连,最终输出平均静压当某点绝对静压力低于当地大气压时,其低于大气压部分称为负压,高于大气压部分称为正压。正压和负压都是相对于当地大气压力的相对值[5]。 源:自/优尔~·论,文'网·www.youerw.com/在不同压力型流量计的基础上设计出的双向毕托管流量计结构卜分简单,插入毕托管中的微型器可用来获取进入测量管的压力。因此,根据压力不同可测出流量,这种流量计不受流体流动方向的限制,可进行流量测量[6]。