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0引言

        測量方法確定后，選用流量儀表在性能要求上需要考慮的因素主要有：瞬時流量還是計量總量、準確度、重復性、線性度、上限流量和流量范圍、范圍度、壓力損失、輸出信號特性和響應時間等。不同測量對象測量目的各不相同，在儀表性能方面亦有其不同側重點。例如商貿核算和儲運對準確度要求較高；連續測量過程控制通常只要求良好的可靠性和重復性，有時還要求寬的范圍度，而對測量準確度要求其次；批量配比生產則希望有好的準確度，等等。所以，我們在測量方法確定好以后，要結合具體的測量對象對儀表各項性能要求做逐項分析，在此基礎上正確選用所需儀表。

 

1.1 瞬時流量還是計量總量
　   使用對象測量的目的有兩類，即測量流量和計量總量。管道連續配比生產或過程控制使用場所主要測量瞬時流量；灌裝容器批量生產以及商貿核算、儲運分配等使用場所大部分只要求測量總量,間或輔以瞬時流量。兩種不同要求,在選擇測量方法上就有不同側重點。有些儀表如容積式流量計、渦輪流量計等，測量原理上就以機械技術或脈沖頻率輸出，直接得到總量，因此具有較高準確度，適用于計量總量，如需輸出瞬時流量需配備相應的發訊裝置；電磁流量計、超聲流量計等儀表原理上是以測量流體流速推導出流量，響應快，適用于過程控制，但裝有積算功能環節后也可獲得總量。
1.2 準確度
        儀表整體測量準確度要求為多高？是在某一特定流量下使用，還是在某一流量范圍內使用？在什么測量范圍內保持上述準確度？所選儀表的準確度能保持多久？是否易于重新校驗？是否要（或能）現場在線核對儀表準確度？這些問題都必須考慮清楚。
        如不是單純計量總量，而是應用在流量控制系統中，則檢測儀表準確度的確定要在整個系統控制準確度要求下進行，因為整個系統不僅有流量檢測的誤差，還包含有信號傳輸、控制調節、操作執行等環節的誤差和各種影響因素，如操作執行環節往往有２％左右的回差，對測量儀表確定過高的準確度（比如說0.5級）是不合理的，也不經濟。就流量儀表本身而言，檢測元件（或傳感器）和轉換／顯示儀表之間的準確度亦應適當確定，如未經實際標定的均速管、楔形管、彎管等差壓裝置誤差在0.25％FS～5％FS之間，選用高精度差壓計與之相配也就沒有意義。
        流量儀表規范所定的準確度等級是在某一較寬流量范圍內，如果使用條件在某一特定流量或很狹窄的流量范圍，例如用渦輪流量計計量桶裝油的使用情況，只有在閥門全開情況下啟用，流量基本恒定，或僅在很小范圍內變化，此時使用的測量準確度可比規定值高。如能在此測量點專門標定，可提高準確度，比如說從0.5級提高到0.25級或更高。
        用于商貿核算、儲運和物料平衡等要求較高準確度時，還應考慮準確度的持久性，是否易于重新校驗等關鍵因素，以及是否有在線校驗的可能性等問題。
        在比較各制造廠的儀表性能規范時，要注意誤差的百分率是指引用誤差(測量上限或滿量程的百分率，常用％FS表示)，還是相對誤差（測量值的百分率，常用％R表示）。通常樣本或使用說明書只表示誤差％，而未注明是％ＦS還是％R，因為過去流量儀表瞬時流量的誤差多以％FS表示，這時往往是指％FS。
　   還要注意制造廠產品說明書所定準確度是指基本誤差，在現場使用環境下，動力、流體條件變化等將產生附加誤差。現場使用準確度應由基本誤差與影響量產生的附加誤差所合成，如影響量大，附加誤差可能遠遠超過基本誤差。
1.3 重復性
x      重復性在過程控制應用中是重要的指標，由儀器本身原理與制造質量所決定，而準確度除取決于重復性外，還與量值標定系統有關。嚴格地說重復性是指環境條件、介質參量等不變情況下，對某一流量值在某段時間內同方向進行多次測量的一致性。然而實際應用中，儀表優良的重復性被許多因素諸如流體黏度、密度等變化所干擾，然而這些變化因素還未到需要作專門檢測修正的地步，這些影響往往被誤認為儀表重復性不好。因此，因有變化條件（即有參量變化影響因素的使用條件）要求的高重復性場所，不要選擇影響很敏感的儀表。例如浮子流量計受流體密度影響，小口徑儀表還受黏度影響；渦輪流量計用于高黏度范圍時的黏度影響；有些未作修正處理的超聲波流量計流體溫度對聲速影響等。若儀表輸出特性是非線性的，則這種影響更為突出。
1.4 線性度
        流量儀表輸出主要有線性和平方根非線性兩種。大部分流量儀表的非線性誤差不列出單獨指標，而包含在基本誤差內。然而對于寬流量范圍脈沖輸出用作總量積算的儀表，線性度是一個重要指標，使有可能在流量范圍內用同一個儀表常數，線性度差就要降低儀表準確度。隨著微處理器技術的發展，采用信號適配技術修正儀表系統的非線性，從而提高儀表準確度和擴展流量范圍。
        如需作管道流量配比、流量相加或熱量計要對溫度差和流量相乘時，應選擇線性輸出的儀表，如此可以簡化計算過程。
1.5 上限流量和流量范圍
        上限流量也稱滿度流量。選擇流量儀表的口徑應按被測管道使用的流量范圍和被選儀表的上限流量和下限流量來選配，而不是簡單地按管道通徑配用，雖然通常設計管道流體最大流速是按經濟流速來確定的。因為流速選擇過低，管徑粗，投資大；選擇過高則輸送功率大，增加運行費用。例如水等低黏度液體經濟流速為1.5ｍ/ｓ～3ｍ/ｓ，高黏度液體為0.2ｍ/ｓ～1ｍ/ｓ。大部分流量儀表上限流量的流速接近或略高于管道經濟流速，因此儀表選擇口徑與管徑相同的機會較多，安裝就比較方便。如不相同也不會相差太多，一般相鄰一檔規格，采用異徑管連接即可。
        然而同一口徑不同類型的儀表上限流量(也可以說上限流速)受各自工作原理和結構的約束，差別很大。以液體為例，上限流量的流速以玻璃管浮子流量計最低，在0.5m/s～1.5m/s之間，容積式流量計在2.5ｍ/s～2.5ｍ/s之間，渦街流量計較高在5.5ｍ/s～7m/s之間，電磁流量計則在1ｍ/s～7m/s(甚至0.5ｍ/s～10m/s)之間。
       液體的上限流速的選擇還需考慮不要產生氣穴現象。
       有些儀表流量上限值訂購后就不能改變，如容積式流量計和浮子式流量計等；而孔板流量計設計確定后下限流量值不能改變，但可以通過調整差壓變送器量程(或換差壓變送器)來改變流量上限值；有些儀表則不經過實際校驗而由用戶自行重新設定流量上限值，如某些型號的電磁流量計和超聲流量計。
1.6 范圍度
        范圍度為上限流量和下限流量的比值，其值越大，表示流量范圍越寬。線性儀表有較大范圍度，一般為10：1；非線性儀表則較小，通常僅3：1，能滿足一般過程控制用流量測量和商貿核算總量計量。但有些商貿核算則要求儀表有較寬的范圍度，例如公共設施的水量計量，晝夜和冬夏兩季用量相差很大，就要求很寬的范圍度，若選用文丘里管差壓式儀表顯然不適應。最近幾年，差壓式儀表范圍度拓寬有一定突破，主要在差壓變送器及微機技術應用方面采取措施，可達10：1，不過此類儀表價格要高出許多。某些型號的電磁流量計，用戶可自行調整流量上限值，上限可調比(最大上限值和最小上限值之比)可達10，一臺儀表擴展意義的范圍度(即考慮上限可調比)可達(50～200)：1，還有些型號的儀表具有自動切換上限流量值的功能。
    有些廠家為表示其產品范圍度寬，把最大上限流量的流速說得很高，比如液體可達7 m/s ～10m/s，氣體50 m/s～75m/s，實際上這么高的流速一般是用不上的，關鍵是看其下限流速是否適應測量要求。一般要求范圍度寬，但應該使下限流速更低些最好。
1.7 壓力損失
        除無阻礙流量傳感器外，大部分流量傳感器或要改變流動方向，或在流通通道中設置靜止的或活動的檢測元件，從而產生隨流量變化的不能恢復的壓力損失，其值有時高達數十kPa。應按管道系統的泵送能力和儀表進口壓力等條件，確定最大流量時容許的壓力損失，據此選定儀表。因選擇不當而產生過大的壓力損失往往影響流程效率，有些液體的管道系統還應注意過度的壓力損失可能引發氣穴等現象，從而降低測量準確度甚至損壞儀表。經驗表明，壓力損失較大的儀表一年為測量而付出的泵送費用往往超過低壓損、即使價格較貴儀表的購置等費用。
1.8 輸出信號特性
        輸出信號往往左右儀表的選擇。流量儀表的信號輸出特性可歸納為：流量(體積流量或質量流量)、總量、平均流速、點流速。有些儀表輸出電流(或電壓)模擬量，另一些輸出脈沖量。模擬量輸出一般認為適合于過程控制，易于和調節閥等控制回路相匹配；脈沖量輸出適用于總量和高精度測量流量。長距離信號傳輸脈沖量輸出比模擬量輸出有較高的傳送準確度。輸出信號的方式和幅值還應有與其它設備相適應的能力，如控制接口、數據記錄器、報警裝置、斷路保護回路和數據傳送系統等。
1.9 響應時間
        應用于脈動流動場所應注意儀表對流動階躍變化的響應。有些使用場所要求儀表輸出跟隨流動變化，而另一些為獲得綜合平均效果只要求有較慢響應的輸出。瞬態響應常以時間常數或響應頻率表示，其值前者從幾毫秒到幾秒，后者在數百赫茲以下，配用顯示儀表可能相當大地延長響應時間。一般情況下，認為儀表的流量上升和下降動態響應不對稱會增加測量誤差。

 

 

        隨著企業全面走向市場，企業生產經營管理將進一步深化，流量計量越顯重要。要發揮流量儀表的作用，在其選用上有嚴格的要求，即先確定測量方法，后分析性能要求，再選用具體儀表。因此，自動化儀表專業人員在具備一定專業知識的前提下，有必要了解流量測量儀表的各項性能要求，并結合具體測量對象正確選用儀表。惟有如此，方可滿足企業的要求，使流量計量發揮重要作用。