趙濤 孟海龍 任敏剛

摘 要：流量計能否準確測量流量，這與流量計選型、安裝、計量都有一定的關(guān)系。流量計的現(xiàn)場使用條件是選型的基礎(chǔ)，正確的選型與安裝是保證流量計準確測量的前提。流量計的計量是量值傳遞、保證量值統(tǒng)一的主要措施。流量計使用壽命全周期離不開周期性計量。計量方法的選擇按實際條件而定。

關(guān)鍵詞：流量計選型;分類;計量方法

流量是指單位時間內(nèi)流經(jīng)一定截面的流體量。流量計毋庸置疑就是測量流量的儀表。流量計被廣泛適用于化工、冶金、農(nóng)業(yè)、電力、煤炭、醫(yī)藥、石油、食品等行業(yè)。流量計時刻為工業(yè)生產(chǎn)、人民生活保障、貿(mào)易結(jié)算、環(huán)境檢測、安全防護以及醫(yī)療衛(wèi)生默默做出貢獻。

準確計量就是流量計的使命。流量計一般是是作為自動化控制中檢測儀表或測量一個時間段的總累積流量儀表。流量以時間類型分為瞬時流量和累積流量。瞬時流量即單位時間內(nèi)通過一定截面的流量;累積流量是指定段時間段內(nèi)流體通過一定截面的累積量。瞬時流量與對應時間之間的積分可以求得累積流量。流量是導出量，根據(jù)導出基本量單位組成分為體積流量和質(zhì)量流量。體積流量與質(zhì)量流量可以通過密度換算互相得到。

普通貿(mào)易結(jié)算類流量計比較注重累積流量，但工業(yè)控制領(lǐng)域一般注重流量計的瞬時流量。流量計使用的生命全周期中，能否準確計量與流量計的選型和現(xiàn)場安裝有直接關(guān)系。流量的選型與安裝不合理，就可能達不到預期計量要求。流量計的選型一般考慮一下幾個方面：

1、流量計的計量性能。例如：流量測量顯示、測量范圍、準確度、重復性、壓力損失、輸出信號和響應時間等。

流量測量顯示量可以為：工況流量、標況流量、體積流量、質(zhì)量流量、瞬時流量、累積總量、流速、溫度、壓力等。一般流量標況狀態(tài)是0℃，101.325kPa，但是我國燃氣類流量標況狀態(tài)是20℃，101.325kPa。流量計選型時不但要擇流量計口徑大小與管路對應，而且要求管路流體流量范圍與流量計測量范圍要匹配。

流量計準確度一般在標注的測量范圍與測量環(huán)境內(nèi)都能達到出廠要求。一般流量計的準確度等級體現(xiàn)形式是誤差。誤差一般是指相對誤差或者引用誤差。重復性是多次測量的一致性。流量計的管路形狀與安裝管路形狀相異與流量計在管道中的流量測量元件都可以產(chǎn)生壓力損失。流量計傳輸出的信號模式可以是：模擬量、脈沖量或者協(xié)議總線形式。響應時間是流量波動性變化與對應流量測量變化的響應。

2、流體特性及狀態(tài)的判別。判別流體氣體、液體還是混合相，以及考慮測量流體的壓力和溫度都是否與流量計匹配。對于液體而言，在大部分情況下其密度相對恒定。氣體流量計的測量范圍，取決于氣體密度，一般都要有密度參與修正。測量不同黏度流體計量性能不一樣，部分液體黏度會隨溫度變化而巨變，但是氣體之間黏度差別較小。流體化學性質(zhì)是否會與流量計表面發(fā)生化學反應，而導致腐蝕與結(jié)垢。

3、流量計安裝條件。流量計都有安裝流向，一般為垂直安裝和水平安裝。流體進入流量計的流動狀態(tài)會影響計量性能，流量計上下游不應該有擾動源。速度式流量計都有上游和下游直管段的要求。絕大多數(shù)流量計對安裝現(xiàn)場的震動、電磁環(huán)境、溫濕度等都有一定要求。

流量是導出量，構(gòu)成流量的基本量是長度與時間組合或者質(zhì)量與時間組合。因此流量測量方法與流量計分類方法十分多，但是根據(jù)基本測量原理大致分為以下幾類：

1、利用伯努利方程和流動連續(xù)性方程的原理，通過測量流體差壓信號從而得到流量。此類流量計有：差壓流量計、浮子流量計、皮托管流量計、靶式流量計等。

2、通過測量流體的流速，再利用流速與截面積之積得到流量。這類流量計稱為速度式流量計。速度式流量計設(shè)計簡單可靠、測量范圍大，但是對流體流動狀態(tài)有一定要求。速度式流量計包括渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。

3、使用標準容積，通過標準容積內(nèi)介質(zhì)連續(xù)填充與排空測量流體流量。這類流量計稱為容積式流量計。容積式流量計可以測量各種流體，對流體流動狀態(tài)沒有特別要求，但是當流體中含有固體雜質(zhì)時，會影響其正常工作。容積式流量計一般準確度較高，尤其在較高黏度的液體中。在測量較高黏度流體時會有較大的壓力損失。

4、測量通過流體的質(zhì)量來測量流量。常見的質(zhì)量流量計就兩種：科里奧利質(zhì)量流量計和熱式質(zhì)量流量計。科里奧利流量計通過測量科氏力來測量流量。熱式質(zhì)量流量計是通過測量預設(shè)于介質(zhì)中的熱源與介質(zhì)的熱交換量來測量流量。

每一臺流量計并不是生產(chǎn)出來就能準確計量，它需要計量溯源。JJF 1001-2011明確定義了計量是：實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確度可靠的活動。我國現(xiàn)行的計量內(nèi)容主要是檢定與校準。計量一般是用流量計與流量標準裝置進行流量對比，然后根據(jù)計量結(jié)果，對流量計流量進行修正，使流量計的計量性能達到設(shè)計使用要求。

流量是導出量，構(gòu)成流量的基本量是長度與時間或質(zhì)量與時間，所以流量原始標準裝置為長度（體積）與時間或質(zhì)量與時間的組合量。原始流量標準裝置傳遞量值到傳遞流量標準，即標準表，從而實現(xiàn)量值的傳遞。

流量計計量按照送檢方式分為：實驗室計量與現(xiàn)場計量。

實驗室計量，一般以固定式計量標準裝置進行。由于長度、質(zhì)量與時間的復現(xiàn)不確定度非常高，而且復現(xiàn)條件相對容易達到，所以實驗室一般以長度與時間或質(zhì)量與時間的組合標準裝置居多。標準表法標準裝置一般用于準確度要求不高的流量計計量。

現(xiàn)場計量就需要移動式流量標準裝置。移動式與固定式的測量方法與原理基本相同，只是流量標準裝置是可移動式，并且一般是由專用車輛裝載，移動式流量標準裝置靈活性高，可隨計量場地的變化而移動，無需為計量而長途搬運。但是移動式流量標準裝置一般測量范圍較小，準確等級較低，現(xiàn)場音影響量較多，使用費用較高。

實際應用中，在能保證準確度的前提下，具有操作性的現(xiàn)場計量方式主要有以下兩種：

1、在被計量流量計的管線中部或末端，串聯(lián)標準流量計，使流量計與標準流量計進行對比。

2、計量流量計的累積流量，以標準容器或標準衡器作為參考標準，測量一定時間內(nèi)的累積流量。

現(xiàn)在正在逐漸興起的在線計量，可實現(xiàn)不斷流測量，對于不便于停工的流量計在實際應用中具有巨大的優(yōu)勢。例如示蹤法、便攜式超聲波流量計等等。示蹤法對現(xiàn)場操作要求較多，不便于大范圍推廣。但是便攜式超聲波流量計安裝方便、操作簡單，可測量不同管徑、不同介質(zhì)的管道流體。便攜式超聲波流量計操作一般只需：管徑測量、測量管道壁厚、確認管道材料、襯里材質(zhì)、安裝探頭。但是便攜式超聲波流量計測量精度受到很多外界因素的影響，人為因素對測量的影響較大，測量氣體管路時對管路氣體壓力要求較高。

隨著智能電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器可計算更多的變量信號，流量計向更精準化、更智能化、更安全化的方向發(fā)展。但是探索新型的流量測量方法卻更難，這也制約流量計更快的發(fā)展。現(xiàn)場計量是計量技術(shù)發(fā)展的趨勢，能極大地方便了計量工作，有效降低計量方面的資金消耗，也更易于實施。

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