流量测量方法和仪表选择

流量测量方法和仪表的选择考虑因素
据有关资料报道：发现约有６０％流量仪表所选择测量方法是不合适或者使用不正确，其中一部分虽然采用适 宜的测量方法，却错误地布置和安装。由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事。
要正确和有效地选择流量测量方法和仪表，必须熟悉流量仪表和生产过程流体特性这两方面的技术，还要考虑 经济因素，归纳起来有五个方面因素，即性能要求，流体特性、安装要求、环境条件和费用。
对某一应用场所可以采用的仪表可能有几种方案，如选择时只凭以往经验和单纯考虑初装费用贸然作出决定， 从而失去了选择最适和仪表的机会。例如仪表的流量范围和实际流量不匹配、对测量要求不高的场所选用过于复杂 和昂贵的仪表、仪表安装后就不能正常工作，这些情况是屡见不鲜的。如涡街波动剧烈，孔板超出量程范围。有时 候还会产生事故，如易闪蒸液体烧毁涡轮流量计的涡轮，在负压下拉坏电磁流量计衬里等。
１．测量方法和仪表的选择步序
确定是否真正要安装流量仪表
如果仅希望知道管道中流体是否在输送流动，其大体流量，那么选用流动窥视窗或流动指示器就能以较低费用 达到这一目标。他们是一些结构简单的器具，往往有一活动体（板、球、翼轮等）显示流体是否流动，有些能知识 流动快慢的大体程度，精确度很低，误差一般在２０－３０％之间，或更大。
国内流量仪表制造业对窥视窗和流动指示器重视宣传不够，仅有几个企业提供产品，从而设计单位和直接用户 忽视了这类简易器具，或想使用因品种单一，不能在多种形式中选择合用产品。反观从国外引进石化成套设置中， 在较多的工位上装有流动窥视窗或指示器。
如果测量要求比上述高些，指示流量误差在 2－10％之间，则安装一台流量仪表。若按后文选择步序认为选择差 压式仪表,也不一定要专门安装孔板节流体等流量传感器，可利用弯管流量计或或用外夹装便携式超声流量计。
初选测量发放
确定必须安装流量仪表后，进一步详细了解使用要求和各种条件。首先按照流体类型和特性，采取排除法在“初 选表”不能和不宜采用的测量方案，作第二步深入考虑和分析。
分析因素
按初选确定的各方案，向初选仪表的各制造厂收集样本、技术数据和选用手册等，充分了解仪表规范性能；再 分别按性能要求和仪表规范、流体特性、安装场所、环境条件和经济考虑五个方面因素，按后文各节所提出的问题， 逐一分析，列表比较。考虑顺序按测量目的和侧重点而与初选时不同，一般先从"性能要求和仪表规范"开始，再如 图 1 所示考虑其它因素。如适用对象认为"经济因素"是主要因素（如大管径输送要求泵送费用低、商贸核算要求测 量误差造成损失小），则在考虑"性能要求和仪表规范"的另一方面因素时，有时候还要回复到考虑迁移方面因素， 五方面因素交替考虑，其相互关系如图 2 所示。

图 1 分析五方面因素程序
图 2 五方面因素相互关系
２．性能要求和仪表规范方向的考虑
总论
测量方法确定后选择仪表在性能要求上考虑的内容有：瞬时流量还是总量（累计流量）、精确度、重复性、线性度、 流量范围和范围度、压力损失、输出信号特性和响应时间等。不同测量对象有各自测量目的，在仪表性能方面有其 不同侧重点。例如商贸核算和储运对精确度要求较高；连续测量过程控制通常只要求良好的可靠性和重复性，有时 还要求宽的范围度，而对测量精确度要求还放在次要地位；批量配比生产则希望有好的精确度。
测量流量还是总量
使用对象测量的目的有两类，即测量流量和计量总量。管道连续配比生产或过程控制使用场所主要测量瞬时流量； 灌装容器批量生产以及商贸核算、储运分配等使用场所大部分只要取得总量或辅以流量。两种不同功能要求,再选择 测量方法上就有不同侧重点

有些仪表如容积式流量计、涡轮流量计等，测量原理上就以机械技术或脉冲频率输出，直接得到总量，因此具有较 高精确度，适用于计量总量。
电磁流量计、超声流量计、节流式流量计等仪表原理上是以测量流体流速推导出流量，响应快，适用于过程控 制，但装有积算功能环节后也可获得总量。
涡街流量计具有上者优点，但其抗震、抗干扰性能差，不适用于过程控制而适用于计量总量。
精确度
整体的测量精确度要求多少？在某一特定流量下使用，还是在某一流量范围内使用？在什么测量范围内保持上 述精确度？所选仪表的精确度能保持多久？是否易于重新校验？是否要（或能）现场在线核对仪表精确度？这些问 题必须细致地考虑。
如不是单纯计量总量，而是应用在流量控制系统中，则检测仪表精确度的确定要在整个系统控制精确度要求下 进行，因为整个系统不仅有流量检测的误差，还包含有信号传输、控制调节、操作执行等环节的误差和各种影响因 素，如操作执行环节往往有２％左右的回差，对测量仪表确定过高的精确度（比如说级）是不合理和不经济的。就 流量仪表本身而言，检测元件（或传感器）和转换／显示仪表之间只精确度亦应适当确定，如未经实流标定均速管、 楔形管、弯管等差压装置误差在 1％－5％之间，选用高精度差压计与之相配也就没有意义了。
流量仪表规范所定的精确度等级是在某一较宽流量范围内适用，如果使用条件在某一特定流量或很狭窄的流量 范围，例如用涡轮流量计计量油品桶装分发，只有在阀门全开情况下启用，流量基本恒定，或仅在很小范围内变化， 此时使用的测量精确度可比规定值高。如能在此测量点专门标定，可提高精确度，比如说从级提高到级或更高。
用于商贸核算、储运和物料平衡要求较高精确度时，还应考虑精确度的持久性，是否易于重新校验等关键因素， 以及是否有在线校验的可能性。
在比较各制造厂的仪表性能规范时，要注意误差的百分率是指引用误差(测量上限或量程的百分率，常用％表 示)，还是相对误差（测量值的百分率，常用％R 表示）。通常样本或使用说明书只示误差％，而未注明％Ｆ.S 或％ R，往往是指％，因为过去流量仪表瞬时流量的误差％为多，这是不够严谨的。如果能做到％R，为表示其性能优越， 必定注明。
还要注意制造厂产品说明书所定精确度是指基本误差，在现场使用环境、动力、流体条件变化将产生附加误 差。现场使用精确度应为基本误差与影响量产生的附加误差所合成，如影响量大，附加误差可能远远超过基本误差。
重复性
重复性在过程控制应用中是重要的指标，由仪器本身原理与制造质量所决定，而精确度除取决于重复性外，尚 与量值标定系统有关。严格地说重复性是指环境条件、介质参量等不变情况下，对某一流量值段时间内同方向进行 多次测量的一致性。然而实际应用中，仪表优良的重复性被许多因素包括流体粘度、密度等变化所干扰，然而这些 变化因素还未到需要作专门检测修正的地步，这些影响往往被误认为仪表重复性不好。例如浮子流量计受流体密度 影响，小口径仪表还受粘度影响；涡轮流量计用于高粘度范围时的粘度影响；有些未作修正处理的超声流量计流体 温度对声速影响等。若仪表输出特性是非线性的，则这种影响更为突出。
线性度
流量仪表输出主要有线性和平方根非线性两种。大部分流量仪表的非线性误差不列出单独指标，而包含在基本 误差内。然而对于宽流量范围脉冲输出用作总量积算的仪表，线性度是一个重要指标，使有可能在流量范围内用同