工業(yè)生產(chǎn)中會(huì )使用過(guò)大量的過(guò)程儀表，無(wú)論是表盤(pán)式的溫度計，還是管式的液位計，抑或是智能型的利用PCL模塊進(jìn)行數字處理的冷凍水泵水流量計、超聲波流量計等，無(wú)一不需要根據具體的工況要求進(jìn)行配套選擇安裝，我們只有在選型階段有一個(gè)正確的方案，才能夠在設備投產(chǎn)以后能夠穩定正確地輸出生產(chǎn)中需要的正確數據，通過(guò)大量的服務(wù)電話(huà)咨詢(xún)統計，由于前期選錯誤而造成的數據出入過(guò)大，誤差值超出生產(chǎn)上的系統要求，或者儀表勉強使用卻大大的縮短工作壽命，增加生產(chǎn)運營(yíng)成本等情況比比皆是，因此我們說(shuō)前期的測量方法的選擇和過(guò)程儀表的正確選型是一個(gè)非常重要的事情，一點(diǎn)不能馬虎。流量測量方法和儀表種類(lèi)繁多，其分類(lèi) 方法亦多。按測量對象劃分就有封閉管道用和明渠用兩大類(lèi)。按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱(chēng)作總量表和流量計。按測量原理分為力學(xué)原 理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。本文針對于在生產(chǎn)中普遍存在的一些要素進(jìn)行了歸納與總結，在此分享給各位，希望對朋友們的工作有所幫助。凱銘儀表科技公司也真誠的希望有需求的朋友與我們合作，我們將一如既往地為各位提供熱忱的服務(wù)。
1.考慮因素和選擇步驟
要正確和有效地選擇流量測量方法和儀表，必須熟悉被測對象流體特性和儀表兩方面的情況，還應考慮如圖1所示雙框內五個(gè)方面因素和選擇步驟。

1.1 確認是否真正要求安裝流量?jì)x表
如果僅希望知道流體是否在管道中流動(dòng)或大約流量，那么選用流動(dòng)窺視窗（flow sight）或流動(dòng)指示器（flow indicator）就能以較低的費用達到目的。
1.2 初選測量方法和儀表
確定必須安裝流量?jì)x表后，*先按照流體特性采取排除法在初選表上舍去不能和不宜采用的方法，然后選幾種測量方案，作為*二步深入考慮和分析。
1.3 分析各因素
按初選方案向儀表廠(chǎng)索取樣本、技術(shù)數據、選用手冊或使用說(shuō)明書(shū)等，充分了解儀表性能規范，再分別按五個(gè)方面的問(wèn)題逐一分析，列表比較。
2.6線(xiàn)性度
流量?jì)x表輸出有線(xiàn)性和非線(xiàn)性二種。大部分流量?jì)x表的非線(xiàn)性誤差不單獨列出，包含在基本誤差內。對于寬流量范圍脈沖輸出用作總量積算的儀表，線(xiàn)性度是一個(gè)重要指標，使有可能用一個(gè)儀表常數。線(xiàn)性度差就要降低儀表精度。
作為管道流量配比，熱量計用溫度差和流量相乘，以及流量相加，應選擇線(xiàn)性輸出儀表，以簡(jiǎn)化計算過(guò)程。
2.7上限流量的流量范圍
上限流量也稱(chēng)溫度流量。應按被測管道使用流量范圍和待選儀表 的上限流量和下限流量來(lái)選配儀表口徑，而不是簡(jiǎn)單地按管道通徑配用。雖然通常管道流體*大流速是按經(jīng)濟流速（例如水等低粘度液體為1.5～3m/s）來(lái)設 計的，而大部分流量?jì)x表上限流量流速接近或略高于管道經(jīng)濟流速，因此儀表選擇口徑與管徑相同的機會(huì )較多。
但對于生產(chǎn)能力分期增加的工程設計，管網(wǎng)往往按全能力設計，運行初期物流量小，應按流量安裝較小口徑儀表以相適應。否則儀表運行于下限流量附近所增加測量誤差的經(jīng)濟損失，可能大大地超過(guò)改裝儀表的費用。
同一口徑不同類(lèi)型儀表上限流量的流速受工作原理和結構所約束，差別很大。以液體為例，玻璃碓管浮子流量計的上限流量 流速*低，為0.5～1.5m/s，容積式流量計為2.5～3.5m/s，渦街流量計較高為5.5～7m/s，冷凍水泵水流量計*寬為1～7m/s（甚至 0.5～10m/s）。
液體的上限流量還需結合工作壓力一起考慮，不要使儀表產(chǎn)生氣穴現象。
有些儀表訂購以后，其流量值不能改變，如容積式儀表和浮子流量計等；差壓式儀表孔板等一般設計確定后下限流量不能改變，但上限流量可以調整差壓變送器量程以相適應；有些儀表（如某些型號冷凍水泵水流量計和超聲流量計）可不經(jīng)實(shí)流校準，用戶(hù)自行設定新流量上限值就能使用。
2.8 范圍度（turn down）和（可調）上限范圍度（rangeability）
“turn down”和“rangeability”是ISO11631新分立的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)[1]，原來(lái)此兩詞是同義的。
范圍度（turn down）定義為“在規定的精確度等級內*大量程對*小量程之比”，以前習稱(chēng)量程比。其值愈大流量范圍愈寬，上限范圍度（rangeabilify）定義 為“*大上限值與*小上限值的比值”。線(xiàn)性?xún)x表有較大范圍度，一般為10：1，非線(xiàn)性?xún)x表則較小，通常僅3：1。一般過(guò)程控制和貿易計量范圍度窄可滿(mǎn)足要 求，但亦有貿易計量要求寬范圍度的，如食堂炊用蒸汽供應量，自來(lái)水廠(chǎng)冬夏供水量等。近年對范圍度窄的流量計如差壓式流量計采取許多新技術(shù)使其范圍度拓寬， 但儀表價(jià)格相應增高較多，在采用時(shí)需權衡之。對于像冷凍水泵水流量計甚至用戶(hù)可自行調整流量上限值，上限可調比（*大上限值和*小上限值之比）可達10，再乘上 所設定上限值20：1的范圍度，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，還有些型號儀表具有自動(dòng)切換流量上限值功能。
有些制造廠(chǎng)為顯示其范圍度寬，不適當地把上限流量提得很高，液體流速高達7~10m/s，氣體為50~75m/s,實(shí)際上這么高流速一般是用不上的。不要為這樣寬的范圍度所迷惑，范圍度寬是要使下限流量的流速更低些才好。
2.9壓力損失
除無(wú)阻礙流量傳感器（電磁式、超聲式）外，大部分流量傳感器在儀表表體內有固定或活動(dòng)部件，流體流經(jīng)這些阻力件將產(chǎn) 生不可恢復壓力損失，其值有時(shí)高達數十千帕，壓損大可能限制管道的流通能力，因此有些測量對象提出壓力損失的*大允許值，它是儀表選型的一個(gè)限制條件。對 于大口徑流量計壓力損失造成的附加能耗可能相當可觀(guān)，寧可選擇壓損小價(jià)格貴的流量計而不采用價(jià)廉壓損大的流量計。對于高蒸汽壓的液體（如某些碳氫液體）大 壓損使流量計下游壓力降至蒸汽壓會(huì )產(chǎn)生氣穴現象，它使測量誤差大幅增加甚至損壞儀表部件。
2.10輸出信號特性
流量計的信號輸出顯示有幾種：（1）流量（體積流量或質(zhì)量流量）（2）總量（3）平均流速（4）點(diǎn)流速。亦可分為模擬量（電流或電壓）和脈沖量。模擬量輸出適合于過(guò)程控制，與調節閥接配，但較易受干擾；脈沖量適用于總量和高精度測量，長(cháng)距信號傳輸不受干擾
2.11 響應時(shí)間
應用于脈動(dòng)流場(chǎng)所應注意儀表對流動(dòng)階躍變化的響應。有些使用場(chǎng)所要求儀表輸出跟隨流動(dòng)變化，而另一些為獲得綜合平均 值要求有較慢響應的輸出。瞬態(tài)響應（transient response）常以時(shí)間常數幾毫秒到幾秒，或響應頻率數百赫等以下表示。配用顯示儀表可能要相當大地延長(cháng)響應時(shí)間。有人認為儀表流量增加和流量減小的 動(dòng)態(tài)響應不對稱(chēng)，會(huì )急劇增加測量誤差。
3. 流體特性方面的考慮。
3.1 流體溫度和壓力
必須界定流體的工作溫度和壓力，特別在測量氣體時(shí)溫度壓力造成過(guò)大的密度變化，可能要改變所選擇的測量方法。如溫度或壓力變化造成較大流動(dòng)特性變化而影響測量性能時(shí)，要作溫度和（或）壓力修正。
3.2 密度
大部分液體應用場(chǎng)合，液體密度相對穩定，除非密度發(fā)生較大變化，一般不需要修正。
在氣體應用場(chǎng)合，某些儀表的范圍度和線(xiàn)性度取決于密度。低密度氣體對某些測量方法，例如利用氣體動(dòng)量推動(dòng)檢測元件（如渦輪）工作的儀表呈現困難。
3.3 粘度和潤滑性
有些儀表性能隨著(zhù)雷諾數而變，而雷諾數又與粘度有關(guān)。在評估儀表適應性時(shí)，要掌握液體的溫度-粘度特性。氣體與液體不同，其粘度不會(huì )因溫度和壓力變化而顯著(zhù)地變化，其值一般較低，除氫氣外各種氣體粘度差別較小。因此確切的氣體粘度并不像液體那樣重要。
粘度對不同類(lèi)型流量?jì)x表范圍度影響趨勢各異，例如對大部分容積式儀表粘度增加范圍度增大，渦輪式和渦街式則相反，粘度增加范圍度縮小。
潤滑性是不易評價(jià)的物性。潤滑性對有活動(dòng)測量元件的儀表非常重要，潤滑性差會(huì )縮短軸承壽命，軸承工況又影響儀表運行性能和范圍度。
3.4 化學(xué)腐蝕和結垢
流體的化學(xué)性有時(shí)成為選擇測量方法和儀表的決定因素。流體腐蝕儀表接觸件，表面結垢或析出結晶，均將降低使用性能和壽命。儀表制造廠(chǎng)為此常提供變型產(chǎn)品，例如開(kāi)發(fā)防腐型、加保溫套防止析出結晶，裝置除垢器等防范措施。
3.5 壓縮系數和其它參量
測量氣體需要知道壓縮系數，按工況下壓力溫度求取密度。若氣體成分變動(dòng)或工作接近超臨界區，則只能在線(xiàn)測量密度。
某些測量方法要考慮流體特性參量，如熱式流量計的熱傳導和比熱容，冷凍水泵水流量計的液體電導率
3.6 多相和多組分流
測量多相和多組分流動(dòng)應十分謹慎對待。經(jīng)驗表明，單相通用流量?jì)x表用于多組分或多相流體，測量性能會(huì )改變（或大幅度改變）。
單工質(zhì)流體有時(shí)也會(huì )呈現雙相，例如濕蒸汽中水微粒隨著(zhù)蒸汽流動(dòng)，環(huán)境溫度或介質(zhì)壓力偏離原定狀態(tài)，儀表就可能不適應。
測量?jì)煞N或兩種以上不相溶液體匯流混合液流量時(shí)，應注意存在流速不均勻，使流動(dòng)成為分層或塊狀流等帶來(lái)的問(wèn)題。
測量液固雙相流時(shí)要了解固相含量、粒子大小和固體性質(zhì)以及流動(dòng)狀況（懸浮流、管底流、動(dòng)床流還是淤積流？）。測量氣液雙相流時(shí)盡可能采用分離后分相測量，以保證獲得*小測量不確定度，然而對有些場(chǎng)合這種方法不切實(shí)可行或不符合要求。
4 安裝方面的考慮
不同原理的測量方法對安裝要求差異很大。例如上游直管段長(cháng)度，差壓式和渦街式需要較長(cháng)，而容積式浮子式無(wú)要求或要求很低。
（1）管道布置和儀表安裝方向
有些儀表水平安裝或垂直安裝在測量性能會(huì )有差別。儀表安裝有時(shí)還取決于流體物性，如漿液在水平位置可能沉淀固體顆粒。
（2）流動(dòng)方向
有些流量?jì)x表只能單向工作，反向流動(dòng)會(huì )損壞儀表。使用這類(lèi)儀表應注意在誤操作條件下是否可能產(chǎn)生反向流，必要時(shí)裝逆止閥保護之。能雙向工作的儀表，正向和反向之間測量性能亦可能有些差異。
（3）上游和下游管道工程
大部分流量?jì)x表或多或少受進(jìn)口流動(dòng)狀況的影響，必須保證有良好流動(dòng)狀況。上游管道布置和阻流件會(huì )引入流動(dòng)擾動(dòng)，例如二個(gè)（或二個(gè)以上）空間彎管引起漩渦，閥門(mén)等局部阻流件引起流速分布畸變。這些影響能夠以適當長(cháng)度上游直管或安裝流動(dòng)調整器予以改善。
除考慮緊接儀表前的管配件外，還應注意更往上游若干管道配件的組合，因為它們可能是產(chǎn)生與*接近配件擾動(dòng)不同的擾動(dòng) 源。盡可能拉開(kāi)各擾動(dòng)產(chǎn)生件的距離以減少影響，不要靠近連接在一起，象常?？吹絾螐澒芎缶o接部分開(kāi)啟的閥。儀表下游也要有一小段直管以減小影響。 氣穴和凝結常是不良管道布置所引起的，應避免管道直徑上或方向上的急劇改變。管道布置不良還會(huì )產(chǎn)生脈動(dòng)。
（4）管徑
有些儀表的口徑范圍并不很寬，限制了儀表的選用。測量大管徑、低流速，或小管徑、高流速，可選用與管徑尺寸不同口徑的儀表，并以異徑管連接，使儀表運行流速在規定范圍內。
（5） 維護空間
維護空間的重要性常被忽視。一般來(lái)說(shuō)，人們應能進(jìn)入到儀表周?chē)?，易于維修和能有調換整機的位置。
（6）管道振動(dòng)
有些儀表（如壓電檢測信號的渦街式、科里奧利質(zhì)量式）易受振動(dòng)干擾，應考慮儀表前后管道作支撐等設計。脈動(dòng)緩沖器雖可清除或減小泵或壓縮機的影響，然而所有儀表還是盡可能遠離振動(dòng)或振動(dòng)源為好。 （7）閥門(mén)位置
控制閥應裝在流量?jì)x表下游，避免其所產(chǎn)生氣穴和流速分布畸變影響，裝在下游還可增加背壓，減少產(chǎn)生氣穴的可能性。
（8）電氣連接和電磁干擾
電氣連接應有抗雜散電平干擾的能力。制造廠(chǎng)一般提供連接電纜或提出型號和建議連接方法。信號電纜應盡可能遠離電力電纜和電力源，將電磁干擾和射頻干擾降至*低水平。
（9）防護性配件
有些流量?jì)x表需要安裝保證儀表正常運行的防護設施。例如：跟蹤加熱以防止管線(xiàn)內液體凝結或測氣體時(shí)出現冷凝；液體管道出現非滿(mǎn)管流的檢測報警；容積式和渦輪式儀表在其上游裝過(guò)濾器，等等。
（10）脈動(dòng)流和非定常流
常見(jiàn)產(chǎn)生脈動(dòng)的源有定排量泵、往復式壓縮機、振蕩著(zhù)的閥或調節器等。大部分流量?jì)x表來(lái)不及跟隨記錄脈動(dòng)流動(dòng)，帶來(lái)測量誤差，應盡量避開(kāi)。使用時(shí)應重視并分別處置檢測儀表和顯示儀表，檢測儀表方面在管線(xiàn)中裝充氣式緩沖器（用于液體）或阻流器（用于氣體）。
5 環(huán)境條件方面的考慮
（1）環(huán)境溫度
環(huán)境溫度超過(guò)規定要影響儀表電子元件而改變測量性能，因此某些現場(chǎng)儀表需要有環(huán)境受控的外罩；如果環(huán)境溫度變化要影響流動(dòng)特性，管道需包上絕熱層。此外在環(huán)境或介質(zhì)溫度急劇變化的場(chǎng)合，要充分估計儀表結構材料或連接管道布置所受的影響。
（2）環(huán)境濕度
高濕度會(huì )加速儀表的大氣腐蝕和電解腐蝕，降低電氣絕緣；低濕度容易感生靜電。
（3）安全性
應用于爆炸性危險環(huán)境，按照氣氛適應性、爆炸性混合物分級分組、防護電氣設備類(lèi)型以及其他安全規則或標準選擇儀表。 若有化學(xué)侵蝕性氣體，儀表外殼應具有防腐性和氣密性。某些流程工業(yè)要定期水沖洗整個(gè)裝置，因此要求儀表外殼防水，需用塵密防噴水級IP65，甚至塵密防強 噴水級IP66或塵密防侵水級IP67。
（4）電磁干擾環(huán)境
應注意電磁干擾環(huán)境以及各種干擾源，如：大功率電機、開(kāi)關(guān)裝置、繼電器、電焊機、廣播和電視發(fā)射機等。
6 經(jīng)濟方面的考慮
經(jīng)濟方面只考慮儀表購置費是不全面的，還應調查其它費用，如附件購置費、安裝費、維護和流量校準費、運行費和備件費等。此外，應用于商貿核算和儲存交接還應評估測量誤差造成經(jīng)濟上的損失。
（1）安裝費用
安裝費應包括作定期維護所需旁路管和運行截止閥等輔助件的費用。 （2）運行費用
流量?jì)x表運行費用主要是工作時(shí)能量消耗，包括電動(dòng)儀表電力消耗或氣動(dòng)儀表的氣源耗能（現代儀表的功率*小，僅有幾w到幾十w）；以及測量過(guò)程中推動(dòng)流體通過(guò)儀表所消耗的能量，亦即克服儀表因測量產(chǎn)生壓力損失的泵送能耗費。泵送費用是一個(gè)隱蔽性費用，往往被忽視。
現舉一選用失誤案例。70年代國外設計承建的某石化成套裝置中管徑為1200mm的冷卻水流量控制系統，用孔板作流 量檢測件，壓力損失較大，一年的泵送能耗費購置一臺冷凍水泵水流量計足足有余[2]。承包方為節省投資而由用戶(hù)長(cháng)期負擔高昂的運行費。一般認為口徑超過(guò) 500mm盡可能選電磁式和超聲式等無(wú)壓損儀表。
（3）校準費用
定期校準費用取決于校準頻度和所校準儀表精度的要求。為了經(jīng)常在線(xiàn)校準石油制品儲存交接貿易結算用儀表，常在現場(chǎng)設置標準體積管式流量標準裝置。
（4）維護費用
維護費用是儀表投入運行后保持測量系統正常工作所需費用，主要包括維護勞務(wù)和備用件費用。