流量計選型的原則
選擇流量計的原則首先是要深刻地了解各種流量計的結構原理和流體(ti) 特性等方麵的知識，同時還要根據現場的具體(ti) 情況及考察周邊的環境條件進行選擇。也要考慮到經濟方麵的因素。一般情況下，主要應從(cong) 下麵五個(ge) 方麵進行選擇：
① 流量計的性能要求；
② 流體(ti) 特性；
③ 安裝要求；
④ 環境條件；
⑤ 流量計的價(jia) 格。
1、流量計的性能要求
流量計的性能方麵主要包括：測量流量（瞬時流量）還是總量（累積流量）；準確度要求；重複性；線性度；流量範圍和範圍度；壓力損失；輸出信號特性和流量計的響應時間等。
（1）測流量還是總量
流量測量包括兩(liang) 種，即瞬時流量和累積流量，比如對分輸站管道的原油屬於(yu) 貿易交接或石油化工管道進行連續配比生產(chan) 或生產(chan) 流程的過程控製等需要計量總量，間或輔以瞬時流量的觀察。在有的工作場所對流量進行控製則需配備瞬時流量測量。因此，要根據現場計量的需要進行選擇。有些流量計比如容積式流量計，渦輪流量計等，其測量原理是以機械計數或脈衝(chong) 頻率輸出直接得到總量，其準確度較高，適用於(yu) 計量總量，如配有相應的發訊裝置也可輸出流量。電磁流量計、超聲流量計等是以測量流體(ti) 流速推導出流量，響應快，適用於(yu) 過程控製，如果配以積算功能後也可以獲得總量。
（2）準確度
流量計準確度等級的規定是在一定的流量範圍內(nei) ，如果使用在某一特定的條件下或比較窄的流量範圍內(nei) ，比如，僅(jin) 在很小的範圍內(nei) 變化，此時其測量準確度會(hui) 比所規定的準確度等級高。如用渦輪流量計計量油品裝桶分發，在閥門全開的情況下使用，流量基本恒定，其準確度可能會(hui) 從(cong) 0.5級提高到0.25級。
用於(yu) 貿易核算、儲(chu) 運交接和物料平衡如果要求測量準確度較高時，應考慮準確度測量的持久性，一般用於(yu) 上述情況下的流量計，準確度等級要求為(wei) 0.2級。在這樣的工作場所一般是現場配備計量標準設備（比如體(ti) 積管），對所使用的流量計進行在線檢測。近幾年由於(yu) 原油的日趨緊張和各單位對原油計量的高要求，對原油計量提出實行係數交接，即除了每半年對流量計進行一次周期檢測後，貿易交接雙方協商每1個(ge) 月或2個(ge) 月對流量計進行檢定確定流量係數，每天根據流量計計量的數據與(yu) 流量計流量係數計算出數據進行交接，以提高流量計的準確度，也稱為(wei) *交接。
準確度等級一般是根據流量計的最大允許誤差確定的。各製造廠提供的流量計說明書(shu) 中會(hui) 給出。一定要注意其誤差的百分率是指相對誤差還是引用誤差。相對誤差為(wei) 測量值的百分率，常用“％ R"表示。引用誤差則是指測量上限值或量程的百分率，常用“％ FS"。許多製造廠說明書(shu) 中並未注明。比如，浮子流量計一般都是采用引用誤差，電磁流量計有的型號也有采用引用誤差的。
流量計如果不是單純計量總量，而是應用在流量控製係統中，則檢測流量計的準確度要在整個(ge) 係統控製準確度要求下確定。因為(wei) 整個(ge) 係統不僅(jin) 有流量檢測的誤差，還包含有信號傳(chuan) 輸、控製調節、操作執行等環節的誤差和各種影響因素。比如，操作係統中存在有2%左右的回差，對所采用的測量儀(yi) 表確定過高的準確度（0.5級以上）就是不經濟和不合理的。就儀(yi) 表本身來說，傳(chuan) 感器與(yu) 二次儀(yi) 表之間的準確度也應該適當相配，比如說設計出來未經實際標定的均速管誤差如在±2.5%～±4%之間，配上0.2%～0.5%高準確度的差壓計就意義(yi) 不大了。
還有一個(ge) 問題就是對於(yu) 檢定規程或製造廠說明書(shu) 中對流量計所規定的準確度等級指的是其流量計的最大允許誤差。但是由於(yu) 流量計在現場使用時受環境條件、流體(ti) 流動條件和動力條件等變化的影響，將會(hui) 產(chan) 生一些附加誤差。因此，現場使用的流量計應是儀(yi) 表本身的最大允許誤差和附加誤差的合成，一定要充分考慮到這個(ge) 問題，有時候可能現場的使用環境範圍內(nei) 的誤差會(hui) 超過流量計的最大允許誤差。
（3）重複性
重複性是由流量計原理本身與(yu) 製造質量決(jue) 定的，是流量計使用過程中的一個(ge) 重要的技術指標，與(yu) 流量計的準確度息息相關(guan) 。一般在檢定規程中的計量性能要求中對流量計不僅(jin) 有準確度等級規定外，還對重複性進行了規定，一般規定為(wei) ：流量計的重複性不得超過相應準確度等級規定的最大允許誤差的1/3～1/5。
重複性一般定義(yi) 為(wei) 在環境條件和介質參量等不變的情況下，對流量值短時間內(nei) ，同方向進行多次測量的一致性。但是，在實際應用中，流量計的重複性會(hui) 常常被流體(ti) 粘度、密度參量的變化所影響，有時這些參量變化還沒有達到需要進行專(zhuan) 門修正的程度，會(hui) 誤認為(wei) 是流量計的重複性不好。鑒於(yu) 這種情況下，應選擇對此參量變化不敏感的流量計。比如，浮子流量計容易受流體(ti) 密度影響，小口徑的流量計不僅(jin) 受流體(ti) 密度的影響，可能還會(hui) 受流體(ti) 粘度的影響；渦輪流量計如果用在高粘度範圍時的粘度影響；有些未做修正處理的超聲流量計會(hui) 受到流體(ti) 溫度的影響等等。如果流量計的輸出是非線性的，這種影響可能會(hui) 更為(wei) 突出。
（4）線性度
流量計的輸出主要有線性和非線性平方根兩(liang) 種。一般的來說流量計的非線性誤差是不單獨列出的，而是包含在流量計的誤差內(nei) 。對於(yu) 一般比較寬流量範圍，輸出信號為(wei) 脈衝(chong) 的，用作總量積算的流量計，線性度則是一個(ge) 重要的技術指標，如果在其流量範圍內(nei) 使用單一的儀(yi) 表係數，當線性度差就會(hui) 降低流量計的準確度。比如，渦輪流量計在10：1的流量範圍內(nei) 采用一個(ge) 儀(yi) 表係數，線性度差時其準確度會(hui) 較低，隨著計算機技術的發展，可將其流量範圍分段，用最小二乘法擬合出流量—儀(yi) 表係數曲線對流量計進行修正，從(cong) 而提高流量計的準確度和擴展流量範圍。
（5）上限流量和流量範圍
上限流量也稱為(wei) 流量計的滿度流量或最大流量。當我們(men) 選擇流量計的口徑時應按被測管道使用的流量範圍和被選流量計的上限流量和下限流量來進行配置，不能簡單的按管道通徑進行配用。
一般來講，設計管道流體(ti) 最大流速是按經濟流速來確定的。如果選擇過低，管徑粗，投資會(hui) 大；過高則輸送功率大，增加運行成本。比如，像水等低粘度液體(ti) 其經濟流速為(wei) 1.5～3m/s，高粘度液體(ti) 0.2～1m/s，大部分流量計上限流量的流速接近或高於(yu) 管道經濟流速。因此，流量計選擇時其口徑與(yu) 管道相同時候就較多，安裝比較方便。如不相同也不會(hui) 相差太多，一般上下相鄰一檔的規格，可采用異徑管連接。
在流量計的選擇中應注意不同類型的流量計，其上限流量或上限流速由於(yu) 受各自流量計的測量原理和結構的限製差別較大。以液體(ti) 流量計為(wei) 例，上限流量的流速以玻璃浮子流量計低，一般是0.5～1.5m/s之間，容積式流量計在2.5～3.5m/s之間，渦街流量計較高在5.5～7.5m/s之間，電磁流量計則在1～7m/s之間，甚至達到0.5～10m/s之間。
液體(ti) 的上限流速還需要考慮不能因為(wei) 流速過高而產(chan) 生氣穴現象，出現氣穴現象的地點一般是在流速最大，靜壓低的位置，為(wei) 了防止氣穴的形成，常常需要控製流量計的最小背壓（最大流量）。
還應注意流量計的上限值訂購後就不能改變，比如容積式流量計或浮子流量計等。差壓式流量計像節流裝置孔板等一經設計確定後，其下限流量不能改變，上限流量變動可以通過調整差壓變送器或更換差壓變送器來改變流量。比如某些型號的電磁流量計或超聲流量計，有些用戶可以自行重新設定流量上限值。
（6）範圍度
範圍度為(wei) 流量計的上限流量和下限流量的比值，其值越大則流量範圍越寬。線性儀(yi) 表有較寬的範圍度，一般為(wei) 1：10。非線性流量計的範圍度較小僅(jin) 為(wei) 1：3。一般用於(yu) 過程控製或貿易交接核算的流量計，如果要求流量範圍比較寬就不要選擇範圍度小的流量計。
目前一些製造廠為(wei) 宣傳(chuan) 其流量計的流量範圍寬，在使用說明書(shu) 中把上限流量的流速提得很高，比如液體(ti) 提高到7～10m/s（一般為(wei) 6m/s）；氣體(ti) 提高到50～75m/ s（一般為(wei) 40~50）m/s）；實際上如此高的流速是用不上的。其實範圍度寬的關(guan) 鍵是有較低的下限流速，以適應測量需要。所以下限流速低的寬範圍度的流量計才是比較實用的。
（7）壓力損失
壓力損失一般是指流量傳(chuan) 感器由於(yu) 在流通通道中設置的靜止或活動檢測元件或改變流動方向，從(cong) 而產(chan) 生隨流量而變的不能恢複的壓力損失，其值有時可達數十千帕。因此，應按管道係統泵送能力和流量計進口壓力等確定最大流量的允許壓力損失來選定流量計。因選擇不當會(hui) 限製流體(ti) 流動產(chan) 生過大壓力損失而影響流通效率。有些液體(ti) （高蒸汽壓碳氫液）還應注意過度的壓力降可能引發氣穴現象和液相汽化，降低測量準確度甚至損壞流量計。比如管徑大於(yu) 500mm的輸水用的流量計，應考慮壓損所造成的能量損耗過大而增加的泵送費用。據有關(guan) 報道，壓力損失較大的流量計幾年來為(wei) 測量付出的泵送費用往往超過低壓損、價(jia) 格較貴的流量計的購置費用。
（8）輸出信號特性
流量計的輸出和顯示量可以分為(wei) ：
① 流量（體(ti) 積流量或質量流量）；② 總量；③ 平均流速；④ 點流速。有些流量計輸出為(wei) 模擬量（電流或電壓），另一些輸出脈衝(chong) 量。模擬量輸出一般認為(wei) 適合於(yu) 過程控製，比較適合於(yu) 與(yu) 調節閥等控製回路單元接配；脈衝(chong) 量輸出比較適合於(yu) 總量和高準確度的流量測量。長距離信號傳(chuan) 輸脈衝(chong) 量輸出則比模擬量輸出有較高的傳(chuan) 送準確度。輸出信號的方式和幅值還應有與(yu) 其他設備相適應的能力，比如控製接口、數據處理器、報警裝置、斷路保護回路和數據傳(chuan) 送係統。
（9）響應時間
應用於(yu) 脈動流動場合應注意流量計對流動階躍變化的響應。有些使用場合要求流量計輸出跟隨流體(ti) 流動變化，而另一些為(wei) 獲得綜合平均值要求有較慢響應的輸出。瞬時響應常以時間常數或響應頻率表示，其值前者從(cong) 幾毫秒到幾秒，後者在數百Hz以下。配用顯示儀(yi) 表可能相當大地延長響應時間。一般認為(wei) 流量計流量增加或減小時動態響應不對稱會(hui) 加速增加流量測量誤差。
二、流體(ti) 特性
在流量測量中由於(yu) 各種流量計總會(hui) 受到流體(ti) 物性中某一種或幾種參量的影響，所以流體(ti) 的物性很大程度上會(hui) 影響流量計的選型。因此，所選擇的測量方法和流量計不僅(jin) 要適應被測流體(ti) 的性質，還要考慮測量過程中流體(ti) 物性某一參量變化對另一參量的影響。比如，溫度變化對液體(ti) 粘度的影響。
流體(ti) 物性方麵常見的有密度、粘度、蒸汽壓力和其他參量。這些參量一般可以從(cong) 手冊(ce) 中查到，評估使用條件下流體(ti) 各參量和選擇流量計的適應性。但也會(hui) 有些物性是無法查到。比如腐蝕性、結垢、堵塞、相變和混相狀態等。
（1）流體(ti) 的溫度和壓力
仔細的分析流量計內(nei) 流體(ti) 的工作壓力和溫度，尤其是測量氣體(ti) 時溫度壓力變化造成過大的密度變化，可能要改變所選擇的測量方法。比如，溫度和壓力影響流量測量準確度等性能時，要作溫度或壓力修正。另外，流量計外殼的結構強度設計和材質也取決(jue) 於(yu) 流體(ti) 的溫度和壓力。因此，必須確切地知道溫度和壓力的最大值和最小值。當溫度和壓力變動很大時更應仔細選擇。
還應注意在測量氣體(ti) 時要確認其體(ti) 積流量值是在工況狀態下的溫度和壓力還是在標準狀態下的溫度和壓力。
（2）流體(ti) 的密度
對於(yu) 液體(ti) ，在大部分應用場合下其密度相對恒定，除非溫度變化很大而引起較大變化，一般可不進行密度修正。在氣體(ti) 應用場合，流量計的範圍度和線性度，取決(jue) 於(yu) 氣體(ti) 密度,，一般要知道在標準狀態下和工況狀態下的值，以便選用。也有將流動狀態的值換算到某些*的參比值，這種方法在石油儲(chu) 運方麵應用普遍。低密度氣體(ti) 對某些測量方法，特別是利用氣體(ti) 動量推動檢測傳(chuan) 感器的儀(yi) 表（比如渦輪流量計）會(hui) 比較困難。
（3）粘度
各種液體(ti) 之間粘度差別很大，且因溫度變化有顯著變化。而氣體(ti) 則不同，各種氣體(ti) 之間粘度差別較小，其值一般較低。且不會(hui) 因溫度和壓力變化而有顯著變化。因為(wei) 液體(ti) 的粘度比氣體(ti) 高得多。比如在20℃和100kPa下，水的動力粘度為(wei) Pa·s，而空氣的動力粘度則為(wei) Pa·s，所以液體(ti) 一定要考慮粘度的影響，而氣體(ti) 的粘度就不如液體(ti) 那樣重要。
粘度對各類流量計的影響程度不一樣，比如，對於(yu) 電磁流量計、超聲流量計和科裏奧利式質量流量計的流量值是在很寬粘度範圍內(nei) ，可以認為(wei) 不受液體(ti) 粘度的影響；容積式流量計的誤差特性和粘度有關(guan) ，可能會(hui) 略受影響；而浮子流量計、渦輪流量計和渦街流量計，當粘度超過某值時則影響較大以致不能使用。
有些流量計的特性用管道雷諾數作為(wei) 參變量進行描述的，而管道雷諾數是流體(ti) 粘度、密度以及管道流速的函數。因此，粘度對儀(yi) 表特性還是有影響的。
粘度也是判別牛頓流體(ti) 或非牛頓流體(ti) 的一個(ge) 參數，大多數流量測量方法和流量計僅(jin) 適用於(yu) 牛頓流體(ti) 。所有氣體(ti) 都是牛頓流體(ti) 。大多數液體(ti) 以及含有少量球形微粒的液體(ti) 也是牛頓流體(ti) 。隻適用於(yu) 牛頓流體(ti) 的測量方法和流量計，如果應用於(yu) 非牛頓流體(ti) 時將給測量帶來影響。所以，牛頓流體(ti) 是流體(ti) 流量測量正常使用的重要條件。
粘度對不同類型的流量計範圍度的影響趨勢各異，一般容積式流量計粘度增加，範圍度擴大。而渦輪流量計和渦街流量計則相反，粘度增加，範圍度縮小。因此，在評估流量計的適應性時，應該要掌握液體(ti) 的溫度—粘度特性。
某些非牛頓流體(ti) （如鑽井泥漿、紙漿、巧克力、油漆）性質的液體(ti) ，它們(men) 的流動狀態複雜，不易判斷其屬性，當選擇流量計時必須謹慎。
（4）化學腐蝕和結垢
① 化學腐蝕問題
流體(ti) 的化學腐蝕問題有時會(hui) 成為(wei) 我們(men) 選擇測量方法和使用流量計的決(jue) 定因素。比如，某些流體(ti) 會(hui) 使流量計接觸零件腐蝕，表麵結垢或積澱析出晶體(ti) ，金屬零件表麵產(chan) 生電解化學作用，這些現象的產(chan) 生會(hui) 降低流量計的性能和使用壽命。因此，為(wei) 了解決(jue) 化學腐蝕和結垢問題，製造廠采取了許多方法，如選用抗腐蝕材料或在流量計的結構上采取防腐蝕措施，比如，節流裝置孔板用陶瓷材料製造，金屬浮子流量計內(nei) 襯耐腐蝕的工程塑料。但是對於(yu) 結構較複雜的流量計，如容積式流量計和渦輪流量計等就無法對具有腐蝕性流體(ti) 進行測量了。有一些流量計是從(cong) 原理結構上就具有耐腐蝕性或易於(yu) 作耐腐蝕的措施。超聲流量計的換能器探頭安裝在管道外壁不與(yu) 被測流體(ti) 接觸，本質上就是防腐蝕的。電磁流量計隻有測量管襯裏和一對形狀簡單的電極與(yu) 液體(ti) 接觸，近年有些設計將電極也不與(yu) 液體(ti) 接觸，也是一種防腐蝕的措施。
② 結垢
由於(yu) 流量計腔體(ti) 和流量傳(chuan) 感器上結垢或析出結晶會(hui) 減少流量計內(nei) 活動部件的間隙，降低流量計內(nei) 敏感元件的靈敏度或測量性能。比如在超聲流量計應用上結垢層會(hui) 阻礙超聲波發射。在電磁流量計應用上不導電結垢層絕緣了電極表麵，會(hui) 使流量計無法工作。所以有些流量計常采用在流量傳(chuan) 感器外界加溫防止析出結晶或加裝裝置除垢器。
化學腐蝕和結垢的結果是改變試驗管道內(nei) 壁粗糙度，而粗糙度會(hui) 影響流體(ti) 的流速分布，因此，建議使用者應注意這個(ge) 問題，比如多年使用的管道應進行清洗和除垢工作。
腐蝕和結垢影響流量測量值的變化會(hui) 因流量計的類型而不同。下麵以超聲流量計和電磁流量計為(wei) 例來說明由於(yu) 管道結垢影響的結果，比如，內(nei) 徑為(wei) 50mm的管道，內(nei) 壁結垢或沉積0.1～0.2mm，會(hui) 使測量管道麵積縮小0.4%～0.6%，所產(chan) 生的誤差對於(yu) 0.5～1.0級的流量計將是不容忽視的偏差。
（5）壓縮係數
氣體(ti) 壓縮係數z為(wei) 一定質量的氣體(ti) ，在相同溫度、壓力下，其實際比體(ti) 積與(yu) “理想比體(ti) 積"之比。一般地說，對於(yu) 理想氣體(ti) z=0；實際氣體(ti) z可能大於(yu) 1或小於(yu) 1。z偏離1的數值大小表示實際氣體(ti) 偏於(yu) 理想氣體(ti) 的程度。氣體(ti) 壓縮係數z值取決(jue) 於(yu) 種類或組分、溫度、壓力。因此，氣體(ti) 測量一定要通過壓縮係數求取工作狀態下的流體(ti) 密度。如果組分固定的流體(ti) 通過溫度、壓力和壓縮係數計算密度。如果流體(ti) 為(wei) 多組分（比如對天然氣的計量）並工作在接近（或在）超臨(lin) 界區，就需要配備在線密度計在線對密度進行測量。
