Ағынды өлшеудің тарихы мен болашағы

(1) Ағынды өлшеудің шығу тегі

Ежелгі уақытта уақытты есептеу үшін пайдаланылған клепсидра мен су сағаты уақытты есептеу үшін тұрақты ағын технологиясын пайдаланатын құрылғылар болып табылады. Әлемдегі ең көне клепсидра - біздің эрамызға дейінгі 14 ғасырдағы египеттік су сағаты. Біздің елде Тыйым салынған қалада Батыс Хань әулетінен (б.з.б. 206 жылдан б.з. 8 жылға дейін) мыс шәйнекті су сағаты бар. Біздің эрамызға дейінгі 3000 жылы адамдар егіншілікке арналған су деңгейін өлшеу арқылы Ніл өзенінің ағынын өлшеуге тырысты. Сол кезден бастап судың таралуын есептеу мүмкін болды. Бұл ағынды өлшеудің бастауы деп айтуға болады.

16 ғасырда анемометр, 17 ғасырда ашық арналар үшін жылдамдық өлшегіш, 18 ғасырда ағынды өлшеу технологиясының дамуына негіз қалаған Питот түтігі ойлап табылды. Сол кезеңде сұйықтықтар механикасының ең негізгі теңдеуі Бернулли теңдеуі құрылды.

Сұйықтық ағынының жылдамдығын өлшеуге арналған питот түтігі

Дегенмен, нақты төмен өлшеу 19 ғасырда су мен газды коммерциялық жабдықтау желісінің прототипі қалыптасқан кезде басталды. Сауда қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін адамдар су мен газды өлшеуге арналған ылғалды газ есептегіштерін, құрғақ газ есептегіштерін, су есептегіштерін, диафрагмалық шығын өлшегіштерін, Вентури шығын өлшегіштерін және т.б. Сол кезеңде Фарадей заңы, Рейнольдс саны, энергияның сақталу заңы және Штрогал жүргізген Карман құйынды көше тәжірибесі жасалды. Осы кезеңдегі ғылым мен техника ағынды өлшеудің қарқынды дамуының негізін қалады, бірақ сонымен бірге бұл кезеңдегі шығын өлшегіштерді өндіру процесі әлі де салыстырмалы түрде өрескел болғанын, олармен байланысты технологияларды түсіну жеткіліксіз екенін және жалпы өлшеу деңгейі төмен деңгейде болғанын атап өткен жөн.

(2) Ағынды өлшеуді дамыту

20 ғасырдан бастап электронды технологияның, материалдардың және өңдеу технологиясының қарқынды дамуымен шығын өлшегіштердің дамуы мен жетілдірілуі қарқынды дамыды.

Өнеркәсіптің әртүрлі салаларының, мысалы, технологиялық өнеркәсіптің және сумен жабдықтау және газ сияқты коммуналдық қызметтердің өркендеуімен шығын өлшегіш барған сайын танымал бола бастады.

Қолдану көлемі мен аумақтары тез кеңейді. Қазіргі уақытта негізгі механикалық шығын өлшегіштер осы кезеңде әзірленді, мысалы, саңылау тақталарының әртүрлі формалары, ротаметрлік шығын өлшегіштер, үшбұрышты ағынды өлшегіштер және 20 ғасырдың бірінші жартысында ағынды өлшегіштердің басқа түрлері, саңылаулар шығын өлшегіштері және т.б. Электромагниттік шығын өлшегіштерді практикалық қолдану - өте көрнекті прогресс. Ол тек қана дөңгелек құбыр ағынын өлшеу үшін ғана емес, сонымен қатар өзендерден қанға дейінгі ағындардың кең ауқымында қолданылған.


Басқа өнеркәсіптік технологиялар сияқты, 20 ғасырдың екінші жартысы ағынды өлшеу құралдарының үлкен даму кезеңі болды. Бұл кезеңде ағынды өлшеу кеңінен қолданылғандықтан және өлшенетін сұйықтық күрделі болғандықтан және өлшеу шарттары мен орталары әртүрлі болғандықтан, шығын өлшегіштерге қойылатын талаптар әртүрлі болды. Сондықтан әртүрлі орта жағдайларына, әртүрлі қоршаған орта жағдайларына және әртүрлі пайдалану талаптарына бейімделу үшін әртүрлі ағынды өлшеу құралдары пайда болды. Толық емес статистикаға сәйкес, шығын өлшегіштердің ондаған жиі қолданылатын түрлері бар. Жаңа технологиялар дамыған кезде, адамдар оларды жылу шығын өлшегіштері, заманауи электромагниттік шығын өлшегіштері, ультрадыбыстық шығын өлшегіштері, массалық шығын өлшегіштері, құйынды шығын өлшегіштері , реактивті ағын өлшегіштер және соған байланысты шығын өлшегіштері сияқты ағынды өлшеуге қолдануға тырысады деп айтуға болады.


Қытайда су шығынын өлшегіштер мен газ шығынын өлшегіштер 1950 жылдары дербес шығарылды, ал өнімдердің дамуы мен тұрақты сапасына 1990 жылдары қол жеткізілді. Тұтастай алғанда, менің елімдегі шығын өлшегіштерді өндіру деңгейі әлі де болса әлемдік озық деңгейден, әсіресе турбиналық шығын өлшегіштердің мойынтіректерінде, массалық шығын өлшегіштердің материалдары мен процестерінде, ультрадыбыстық шығын өлшегіштер процестерінде әлі де артта қалды.

21 ғасырға кіре отырып, көп арналы ультрадыбыстық шығын өлшегіш технологиясы жаңа жетістіктерге қол жеткізді және оның теңдесі жоқ артықшылықтарымен өнеркәсіптік өлшеу және метрологияны тексеру салаларында қолданылды.

(3) Ағынды өлшеудің болашағы

Сауда есеп айырысуларына сұраныстың артуына байланысты энергияны өлшеуге және қоршаған ортаны қорғауға бірте-бірте назар аударылуда, өнеркәсіптік өндіріс сапасын, тиімділікті және шығындарды бақылаудың мақсатты көрсеткіштері шығын өлшегіштердің санына, дәлдігіне және сенімділігіне жоғары талаптар қойды. Негізгі техникалық жетілдірулер келесі аспектілерде шоғырланған.

(1) Шығын өлшегіштердің өндірістік деңгейі жақсаруын жалғастыруда
Шығын өлшегіш құрылымын, материалдарын және өңдеу технологиясын жетілдіру жоғары дәлдіктегі шығынды өлшеуге мүмкіндік берді, сонымен қатар шығын өлшегіштің ұзақ мерзімді жұмыс сенімділігі де маңызды көрсеткіш ретінде айтарлықтай жақсарды. Мысалы, турбиналық шығын өлшегіштің тірек материалы мен процесін жақсарту оның ұзақ мерзімді перспективада тұрақты жұмыс істеу қабілетін айтарлықтай жақсартты; массалық шығын өлшегіштің материалы мен өңдеу технологиясының жетілдірілуі өнімнің өзіндік құнын төмендетіп қана қоймай, оның өлшеу көрсеткіштерін де жақсартты.

(2) Ағын өлшегішін калибрлеу технологиясына назар аударылуда

Шығын өлшегішті өлшеу дәлдігін жақсарту арқылы адамдар ағынды калибрлеу құрылғыларының дәлдігі шығын өлшегішін дәл өлшеудің негізі және кепілі екенін біртіндеп түсінеді. Калибрлеу құрылғыларын жетілдіру ағынды өлшеудің маңызды бөлігіне айналды. Соңғы жылдары жоғары бағаланып, құрылғылардың техникалық деңгейі айтарлықтай жақсарды.

(3) Орнату және пайдалану жағдайларының әсерін зерттеу

Зертханада калибрленген шығын өлшегіштің өлшеу өнімділігі оны далада пайдаланған кезде ауытқуы мүмкін, себебі зертханалық жағдайлар дала жағдайынан өте ерекшеленеді. Сондықтан шығын өлшегіш жағдайларын пайдаланудағы айырмашылықтар бойынша тиісті зерттеулер біртіндеп жүргізілді, оның ішінде түзу құбыр учаскесінің әсері, үш қондырғы жағдайының әсер етуі, орта өзгерістердің әсері, құйынды ағынның әсері, қоршаған орта жағдайларының әсері және т.б. Сонымен қатар, тірек аспаптың өнімділігі де жақсарып, адамдар біртіндеп назар аударады.

(4) Нақты емес ағынды калибрлеу технологиясын әзірлеу

Үлкен диаметрлі ағынды өлшеуге сұраныстың артуы және ультрадыбыстық ағынды өлшеу технологиясының дамуымен үлкен диаметрлі шығын өлшегішке сұраныс барған сайын өзекті бола түсуде, бірақ калибрлеу құрылғысының өлшемі шектеулі. Осындай фон жағдайында үлкен диаметрлі шығын өлшегіштің нақты емес калибрлеу технологиясы қарқынды дамыды. Бұл технологияға есептеу сұйықтығының динамикасын, модельдік эксперименттерді және далалық тәжірибелерді біріктіру арқылы қол жеткізіледі.