半導體制造業、生物工程、精細化工等的興起,使流量測量向低端延伸,小流量計流量的要求在上世紀80∽90年代凸顯起來。何謂小流量?業界尚無定義和界限,小流量因應用領域而異是一個模糊的概念。大口徑液體流量標準裝置管道小流量測量體現于管徑小和流速低兩個層次,就流程工業而言,習慣上DN10甚至DN15以下管徑流量測量稱之小流量測量,大口徑液體流量標準裝置通常其流量值液體為1L/min或0.06m3/h以下,流量儀表滿度流量時的流速低于0.1m/s。
因管徑小黏性增加,液體中微細氣泡易在管系流動過程中積聚變大,使測量時指示不穩,精度下降。大口徑液體流量標準裝置流體中塵埃附著測量元件也要影響測量值,例如浮子流量計的浮子上沉積有肉眼覺察不出的附著層也會影響示值。大口徑液體流量標準裝置管路中接入差壓發生器,測量其前后產生與 流速成比例的壓差,以此求取流量。在紊流時差壓與流速平方成正比,在層流時與流速成線性關系。小流量測量由層流元件組成差壓發生器層流流動,這種差壓式儀表也稱層流流量計。
小流量容積式流量計常見的有圓柱齒輪式和橢圓齒輪式儀表,通過磁性或光電檢出齒輪轉數,常用于測量石油制品,如動力機耗油量計量、潤滑油流量監測,大口徑液體流量標準裝置以及各種添加劑注入量控制等。其優點是不受黏度、密度、流速分布影響,可測量高黏度液體;缺點是有活動部件會產生磨損微粒,壓損相對較大。大口徑液體流量標準裝置熱式流量計測量質量流量,氣體儀表通常用空氣校準,空氣、氮氣等溫度壓力變化不大時,若測量混合氣體的組分比率變化則要影響量值。
旋轉活塞式流量計,是屬于容積式流量計,它基于活塞與計量室一直保持的相切密封狀態。并有一個固定的偏心距計量元件活塞,在壓差的作用下,對活塞產生轉動力矩,使活塞做偏心旋運動,活塞的轉數正比于流體的流量,大口徑液體流量標準裝置通過記數機構記錄出活塞轉數,即可測得流體總流量。盡管流量測量技術發展日趨成熟,大口徑液體流量標準裝置但是在測量和應用方面依舊不盡人意,儀表種類繁多,不同場合要選不同類型的儀表,至今尚無一種儀表的準確度能滿足多類要求。
回顧科技發展歷程,計量一直和創新密切相關。一方面計量正是建立在新科學理論和先進的技術基礎上的,很多新發現的物理現象和理論就是被用于新的計量基準。大口徑液體流量標準裝置原子噴泉理論孕育了原子噴泉鐘的誕生,奠定了原子時的基礎,將時間基準提升到3000萬年不差1秒的水平;飛秒激光光梳技術架起了光頻與微波頻率的橋梁,將光鐘變為現實,從而有可能將時間頻率標準的不確定度再提高10-18量級。大口徑液體流量標準裝置近幾十年里,共有14位計量科學家獲得諾貝爾物理學獎。