三 流量儀表的種類
　　有商品的流量計可分類，約100種：
　　1． 差壓式孔板流量計：2.浮子流量計；3.容積式流量計；4.渦輪流量計；5.電磁流量計；6.渦街流量計；7.V錐形流量計；8.超聲波流量計；9.質(zhì)量流量計；10.插入式流量計；11.其他流量計
　　我國已擁有一個相當規(guī)模開發(fā)和制造流量儀表的行業(yè)，各種企業(yè)所有制皆有，近年來私營與合資企業(yè)在增加，行業(yè)的特點為：
國外已商品化的產(chǎn)品國內(nèi)皆有相應(yīng)廠家生產(chǎn)，但產(chǎn)品品種規(guī)格及技術(shù)含量差距較大；
幾個五年計劃引進產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，對國內(nèi)產(chǎn)品制造技術(shù)起到促進作用，但消化吸收進而自主創(chuàng)新不夠，在產(chǎn)品不斷更新情況下，單靠引進已不能解決問題；
生產(chǎn)廠廠家數(shù)遠大于國外，但產(chǎn)品低水平重復多，幾乎找不到產(chǎn)品；
流量儀表科研單位經(jīng)費投入少，無力進行有份量的產(chǎn)品開發(fā)；
企業(yè)開發(fā)力量薄弱，產(chǎn)品更新?lián)Q代緩慢；
普遍欠缺流量校驗設(shè)備，全國流量量值傳遞系統(tǒng)尚未真正建立起來，影響全國流量量值傳遞的準確一致。
四 流量測量與儀表的主要問題 　　主要問題有兩個：儀表的可靠性和準確度
1． 可靠性
　　可靠性包括儀表質(zhì)量及可維修性，流量儀表是現(xiàn)場儀表，檢測件與被測介質(zhì)直接接觸，面臨惡劣的工作條件，要求儀表有百分之一百的可靠是不現(xiàn)實的，但在發(fā)生故障時如能方便維修，維修代價不大，應(yīng)該說亦是儀表可靠的一個方面。流量儀表工作的特點：
　 　儀表要能經(jīng)受被測介質(zhì)化學腐蝕、結(jié)垢、磨蝕、堵塞、相變、耐溫、耐壓、……的影響； 　　 　　
　 　由于儀表與管道用法蘭連接成一體，有時拆卸維修更換非常困難，特別是高溫高壓大口徑管道，給周期檢驗造成很大困難；
　 　對于連續(xù)生產(chǎn)過程,不允許中間停流拆卸,檢測件發(fā)生故障無法拆卸檢修，如何處理是個棘手問題；
　 　國內(nèi)因設(shè)備工藝落后,管理不善,流體介質(zhì)一般比國外要臟污，如天然氣、煤氣、水等，這樣對流量計使用性能提出更高要求。 提高流量計可靠性可采用以下辦法：
　 　提高儀表質(zhì)量；
　 　改變結(jié)構(gòu)形式，如采用不斷流型插入式結(jié)構(gòu)，亦可在測量系統(tǒng)上想辦法，如多管并聯(lián)管道便于清洗及更換；
　 　加強現(xiàn)場維護管理。
2． 準確度
　　儀表的重復性是儀表本身的特性，而準確度是外加的特性。一臺流量計準確度高，首先要重復性高，然后用高準確度的量值傳遞系統(tǒng)進行校準求得高準確度的儀表系數(shù)（或流出系數(shù)）。
　　對于流量計的準確度要注意這種儀表的特點，英國的流量專家F.C.Kinghom說得好：流量計是使用比制造要艱難得多的少數(shù)儀表之一，在實驗室它可以得到*的準確度，但是在使用現(xiàn)場，一旦條件變化，一切全都白廢。
　　儀表制造廠產(chǎn)品說明書上列舉的準確度是指實驗室校準的準確度，它稱為基本誤差，儀表在現(xiàn)場工作由于使用條件與實驗室工作條件不同會產(chǎn)生附加誤差，現(xiàn)場的準確度是基本誤差與附加誤差的合成，合成不一定為簡單的代數(shù)和，要視具體情況而定。因此，現(xiàn)場儀表誤差估計是一項復雜的工作，只有既熟悉儀表特性和被測對象，又掌握誤差理論的人才能做出正確的估計。
　　流量計的準確度涉及流量量值傳遞的知識，這里做點簡介：
　　流量是自然界不存在實物標準的導出量，它由基本量（長度、質(zhì)量、時間和溫度）在特定條件下綜合得出，量值的實物標準（稱為原始標準）實際上就是一座流量標準裝置，在裝置上把各基本量綜合為導出量，然后把量值傳遞給一臺或一組流量計，它稱為工作基準或傳遞標準，用傳遞標準（量值的載體）向下一級標準（亦為流量標準裝置）傳遞流量量值。籍助于傳遞標準把全國的流量量值統(tǒng)一（一致）起來。間的流量量值的統(tǒng)一是用間的裝置比對來達到的。在各類檢測參數(shù)量值傳遞系統(tǒng)中流量的量值傳遞系統(tǒng)是較困難建立的一類，因為流量量值有以下特點：
　　（1）流量是自然界不存在實物標準的導出量，需在特定條件下由基本量（長度、質(zhì)量、時間、溫度等）合成；
　?。?）流量是一個動態(tài)量，它是一個只有當流體發(fā)生運動時才實際存在的物理量，因此它不僅是基本量的靜態(tài)組合，又由于其動態(tài)性質(zhì)，流量量值受到許多復雜因素的影響，例如流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流、旋渦運動等，在具體的管道中還受到邊界條件（管壁）的制約。
　?。?）流量量值需通過流體介質(zhì)的物理變化得以反映，因此用于校驗的介質(zhì)就是使用介質(zhì)，但介質(zhì)有千萬種，不可能按此原則辦，只好采用模似媒介，然后通過介質(zhì)換算把流量量值傳遞到工作介質(zhì)；
　?。?）存在于不同工作狀態(tài)的流體介質(zhì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，因此流量量值在不同工作狀態(tài)時必須考慮該因素的影響；
　?。?）流量量值基準與工作儀表的準確度差別不可能太大（如目前基準為10-4，而工作儀表有達10-3的），它們的數(shù)量級差別不像基本量或其他導出量那么大，量值傳遞時標準的誤差一般不能忽略，校準流量計時，誤差的估算較復雜；
　?。?）由基準向工作儀表傳遞量值由于參比工作條件難以維持，影響量漸趨復雜，誤差估算困難程度逐漸加大；
　?。?）流量量值準確度不高（目前zui高準確度不高10-4）原因在于其導出動態(tài)的和綜合的性質(zhì)。
五、流體的物理性質(zhì)（物性參數(shù)）
一為什么需要研究流體的物性參數(shù)？
　　流體物性對流量計特性的影響是流量計開發(fā)和使用的主要問題之一，物性對流量計物性的影響程度視工作原理而異，目前zui通用的幾類流量計（差壓、浮子、容積、渦輪、渦街、電磁、超聲、熱式等）影響流量計特性的主要物性為密度（包括氣體壓縮系數(shù)、濕度等）、粘度、等熵指數(shù)、電導率、聲速、比熱容、導熱系數(shù)等。其中尤以密度和粘度的影響zui為重要。
　　掌握流體物性參數(shù)在流量計制造與使用中有三方面用途：
（1） 選型的依據(jù)
　　流量計的選型主要需了解儀表性能和被測對象的情況兩方面，所謂知己知彼，百戰(zhàn)不殆。在現(xiàn)場使用中，不乏因流體物性參數(shù)掌握不足或不準而使測量達不到要求的實例；
（2） 流量計的設(shè)計計算
　　在流量方程中物性參數(shù)是主要參數(shù)之一，要使設(shè)計計算準確可靠，基本數(shù)據(jù)的提供是*的；
（3） 現(xiàn)場使用與維護
　　流體物性變化是使用中產(chǎn)生測量附加誤差的主要來源之一，要降低測量的附加誤差應(yīng)深入探討它對流量計特性的影響。
二關(guān)心哪些物性參數(shù)？
　　1 密度；2 粘度；3 導電率；4 聲速；5 導熱系數(shù)；6 等熵指數(shù)；7 比熱容；8 化學腐蝕；9 結(jié)垢；10 潤滑性；11 相變；12 磨蝕性。
三物性參數(shù)存在的問題
1.物性參數(shù)數(shù)據(jù)準確度低，置信度差及數(shù)據(jù)不統(tǒng)一
　　流量測量用的物性參數(shù)數(shù)據(jù)一般取自各種物理、化學及工程手冊，由于來源混雜，數(shù)據(jù)不一致，各種手冊使用對象要求不同，難以滿足流量測量高準確度及需明確準確度數(shù)值的要求，許多流體的物性數(shù)據(jù)不足，甚至*沒有，特別如高參數(shù)（高壓、高溫、低溫、高真空度等）流體及多元流體（流體混合物）的物性參數(shù)，不但置信度差，甚至*缺少；
2.在線物性測量儀器缺乏，質(zhì)量差、應(yīng)用范圍窄
　　為了提高流量測量的準確度，急需開發(fā)在線物性測量儀器，以使在測量過程中進行在線的修正，目前密度和粘度在線測量儀器（變送器）不但技術(shù)復雜，價格昂貴，且應(yīng)用范圍窄，因此無法大量推廣應(yīng)用；
3.缺少的物性手冊
　　考慮到物性參數(shù)對測量準確度的影響，國外已有對少數(shù)物性參數(shù)制訂物性國家標準，但是對于大量物性參數(shù)急需編纂一本流量測量物性參數(shù)手冊較為現(xiàn)實，手冊可以提供較齊全與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。尤其隨著計算機使用的普及，物性參數(shù)僅用圖表已不能滿足要求，急需提供各種計算式便于使用。
六、流體的流動特性
　　為什么關(guān)心流體的流動物性？首先看一下實驗室的參比工作條件，按照GB9248-88 《不可壓縮流體流量計性能評定方法》實驗室的工作條件可分為：
1 環(huán)境條件，2 動力條件，3 流體條件。
1.環(huán)境條件
　?。?） 標準大氣條件：溫度20℃，相對濕度65%，大氣壓力101．3kPa；
　?。?） 參比大氣條件：溫度20℃±2℃，相對濕度60%-70%，大氣壓86-106kPa；
　?。?） 一般大氣條件：溫度15-35℃，相對濕度45%-75%，大氣壓力86-106kPa；
　?。?） 其他：磁場和機械振動可忽略不計。
2.動力條件
　　電源電壓公稱值的±1%，頻率公稱值的±1%，諧波含量小于5%（交流電源），紋波含量小于0.2%（直流電源）。
3.流體條件
　?。?） 具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布；
　?。?） 充滿圓管的單相流體；
　?。?） 牛頓流體；
　?。?） 定常流。
　　我們前面已談過，工作條件遵守上述條件校驗得到的誤差為基本誤差，而偏離這些條件將產(chǎn)生附加誤差。在現(xiàn)場流體流動特性中的具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布及定常流常是難以滿足的，它們將造成測量誤差的增大，有時增大多少難以定量確定，因此在現(xiàn)場使用中必須密切注意流動特性的情況，以下我們對流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流及非定常流的影響作一簡介。
　　1.流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流
　　流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對流量計特性的影響因工作原理而異，有的很嚴重，有的無甚影響，一般來說，推理式流量計（差壓、渦輪、渦街、超聲、電磁等）都要受影響，而容積式流量計不受或基本不受影響。速度分布畸變對流量計特性的影響非常復雜，難以掌握，其困難問題有：
　　（1） 不同的速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對各種類型流量計的影響是不一樣的；
　　（2） 由于儀表殼體內(nèi)流場的復雜性，很難預(yù)測（難以用理論計算）速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對各種類型流量計的影響程度，基本上要依靠實驗方法來確定；
　　（3） 要進行各種類型流量計在各種速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流下的流量物性影響試驗，不但工作量太大，經(jīng)濟上耗費亦很難承擔；
　　（4） 用戶難以滿足流量檢測件上下游直管段所需要的作業(yè)空間，因此速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流具有普遍性。
　　2.非定常流
　　在現(xiàn)場使用中非定常流并不少見，非定常流可分為二大類：周期性脈動和隨機性波動。在發(fā)動機、泵、風機等出口的流動可見周期脈動，而管道中的流動受阻流件及管道系統(tǒng)的干擾一般都存在隨機性波動。至今還沒有明確規(guī)定流量所需要的定常流條件的定量指標。在流量測量標準中只是含糊地規(guī)定：管道內(nèi)的流量應(yīng)該不隨時間而變化，或?qū)嶋H上只隨時間有微小和緩慢的變化。至今標準化組織ISO只頒布一個技術(shù)報告ISO/TR3313《用孔板、噴嘴或文丘里管測量管道中的脈動流》，它不是正式標準，并且只適用于標準節(jié)流裝置，其他類型流量計在非定常流中會產(chǎn)生多大附加誤差至今尚缺少可靠的試驗數(shù)據(jù)。
七、理想流量計試探
　　用戶選表總想找到一種理想的流量計以解決它的問題，而流量計制造廠都力圖制造出一種理想流量計以適應(yīng)更廣泛的需要?？偨Y(jié)千百種流量計的所有優(yōu)點可以提出理想流量計的條件如下。
　　1．檢測件*物；
　　2．檢測件可夾裝在管道外部，可隨意移動在任何地點測量而無須截斷管道與流體；
　　3．儀表的流量計算方程簡單明確，可外推到未知領(lǐng)域而無須實流校驗；
　　4．頻率脈沖輸出信號，數(shù)字式儀表，便于遠傳抗干擾及與計算機聯(lián)網(wǎng)；
　　5．儀表輸出信號不受流體介質(zhì)物性的影響；
　　6．儀表輸出信號不受流體流動特性的影響；
　　7．儀表復現(xiàn)性高；
　　8．儀表范圍度寬，線性好；
　　9．儀表可靠性高，價格適宜，維修技術(shù)不復雜；
　　10.無須個別實流校驗，或只須“干校”，或在一、二種介質(zhì)中校驗可推廣到各種介質(zhì)；
　　11.檢測件輸出信號直接反映質(zhì)量流量。
　　可以說至今并沒有出現(xiàn)上述的理想流量計，所有流量計都多少具備一些上述條件，只不過有的多些，有的少些。所有流量計制造廠試制新產(chǎn)品都力圖能更多地具備上述條件。
八、流量儀表的選用
　 　流量儀表的選型對儀表能否成功使用往往起著很重要的作用，由于被測對象的復雜狀況以及儀表品種繁多，產(chǎn)品質(zhì)量難以掌握等情況，使得儀表的選型感到困難。沒有一種十全十美的流量計，各類儀表都有各自的特點，選型的目的就是在眾多的品種中揚長避短，選擇自己zui合適的儀表。
　 　一般選型可以從五個方面進行考慮，這五個方面為儀表性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環(huán)境條件方面和經(jīng)濟因素方面。五個方面的詳細因素如下： 　
　　1.儀表性能方面
　　準確度、重復性、線性度、范圍度、流量范圍、信號輸出特性、響應(yīng)時間、壓力損失等；
　　2.流體特性方面
　　流體、溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、磨蝕性、結(jié)垢、堵塞、混相、相變、電導率、聲速、導熱系數(shù)、比熱容，等熵指數(shù)；
　　3.安裝條件方面
　　管道布置方向，流動方向，檢測件上下游側(cè)直管段長度、管道口徑、維修空間、 電源、接地、輔助設(shè)備（過濾器、消氣器）、安裝、脈動等；
　　4.環(huán)境條件方面
　　環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等；
　　5.經(jīng)濟因素方面
　　儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、備品備件等。
　　儀表選型的步驟如下：
　　1. 依據(jù)流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型要有幾類型以便進行選擇;
　　2. 對初選類型進行資料及價格信息的收集,為深入的分析比較準備條件;
　　3. 采用淘汰法逐步集中到1-2種類型,對五個方面因素要反復比較分析zui終確定預(yù)選目標。