E+H流量計選型考慮因素
流量測量方法和儀表的選擇考慮因素
據(jù)有關(guān)資料報道：發(fā)現(xiàn)約有６０％流量儀表所選擇測量方法是不合適或者使用不正確，其中一部分雖然采用適宜的測量方法，卻錯誤地布置和安裝。由此可見正確選擇和使用流量儀表并非易事。要正確和有效地選擇流量測量方法和儀表，必須熟悉流量儀表和生產(chǎn)過程流體特性這兩方面的技術(shù)，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，歸納起來有五個方面因素，即性能要求，流體特性、安裝要求、環(huán)境條件和費用。
對某一應(yīng)用場所可以采用的儀表可能有幾種方案，如選擇時只憑以往經(jīng)驗和單純考慮初裝費用貿(mào)然作出決定，從而失去了選擇zui適和儀表的機(jī)會。例如儀表的流量范圍和實際流量不匹配、對測量要求不高的場所選用過于復(fù)雜和昂貴的儀表、儀表安裝后就不能正常工作，這些情況是屢見不鮮的。如渦街波動劇烈，孔板超出量程范圍。有時候還會產(chǎn)生事故，如易閃蒸液體燒毀渦輪流量計的渦輪，在負(fù)壓下拉壞電磁流量計襯里等。
測量方法和儀表的選擇步序
確定是否真正要安裝流量儀表
如果僅希望知道管道中流體是否在輸送流動，其大體流量，那么選用流動窺視窗或流動指示器就能以較低費用達(dá)到這一目標(biāo)。他們是一些結(jié)構(gòu)簡單的器具，往往有一活動體（板、球、翼輪等）顯示流體是否流動，有些能知識流動快慢的大體程度，度很低，誤差一般在２０－３０％之間，或更大。如果測量要求比上述高些，指示流量誤差在2－10％之間，則安裝一臺流量儀表。若按后文選擇步序認(rèn)為選擇差壓式儀表,也不一定要專門安裝孔板節(jié)流體等流量傳感器，可利用彎管流量計或或用外夾裝便攜式超聲流量計。
初選測量發(fā)放
確定必須安裝流量儀表后，進(jìn)一步詳細(xì)了解使用要求和各種條件。首先按照流體類型和特性，采取排除法在“初選表”不能和不宜采用的測量方案，作第二步深入考慮和分析。
分析因素
按初選確定的各方案，向初選儀表的各制造廠收集樣本、技術(shù)數(shù)據(jù)和選用手冊等，充分了解儀表規(guī)范性能；再分別按性能要求和儀表規(guī)范、流體特性、安裝場所、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)考慮五個方面因素，按后文各節(jié)所提出的問題，逐一分析，列表比較?？紤]順序按測量目的和側(cè)重點而與初選時不同，一般先從"性能要求和儀表規(guī)范"開始，再如圖1所示考慮其它因素。如適用對象認(rèn)為"經(jīng)濟(jì)因素"是主要因素（如大管徑輸送要求泵送費用低、商貿(mào)核算要求測量誤差造成損失小），則在考慮"性能要求和儀表規(guī)范"的另一方面因素時，有時候還要回復(fù)到考慮遷移方面因素，五方面因素考慮，其相互關(guān)系
性能要求和儀表規(guī)范方向的考慮
測量方法確定后選擇儀表在性能要求上考慮的內(nèi)容有：瞬時流量還是總量（累計流量）、度、重復(fù)性、線性度、流量范圍和范圍度、壓力損失、輸出信號特性和響應(yīng)時間等。不同測量對象有各自測量目的，在儀表性能方面有其不同側(cè)重點。例如商貿(mào)核算和儲運對度要求較高；連續(xù)測量過程控制通常只要求良好的可靠性和重復(fù)性，有時還要求寬的范圍度，而對測量度要求還放在次要地位；批量配比生產(chǎn)則希望有好的度。
測量流量還是總量
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(xù)配比生產(chǎn)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(chǎn)以及商貿(mào)核算、儲運分配等使用場所大部分只要取得總量或輔以流量。兩種不同功能要求,再選擇測量方法上就有不同側(cè)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(jī)械技術(shù)或脈沖頻率輸出，直接得到總量，因此具有較高度，適用于計量總量。
電磁流量計、超聲流量計、節(jié)流式流量計等儀表原理上是以測量流體流速推導(dǎo)出流量，響應(yīng)快，適用于過程控制，但裝有積算功能環(huán)節(jié)后也可獲得總量。
渦街流量計具有上者優(yōu)點，但其抗震、抗干擾性能差，不適用于過程控制而適用于計量總量。
度
整體的測量度要求多少？在某一特定流量下使用，還是在某*量范圍內(nèi)使用？在什么測量范圍內(nèi)保持上述度？所選儀表的度能保持多久？是否易于重新校驗？是否要（或能）現(xiàn)場在線核對儀表度？這些問題必須細(xì)致地考慮。
如不是單純計量總量，而是應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，則檢測儀表度的確定要在整個系統(tǒng)控制度要求下進(jìn)行，因為整個系統(tǒng)不僅有流量檢測的誤差，還包含有信號傳輸、控制調(diào)節(jié)、操作執(zhí)行等環(huán)節(jié)的誤差和各種影響因素，如操作執(zhí)行環(huán)節(jié)往往有２％左右的回差，對測量儀表確定過高的度（比如說0.5級）是不合理和不經(jīng)濟(jì)的。就流量儀表本身而言，檢測元件（或傳感器）和轉(zhuǎn)換／顯示儀表之間只度亦應(yīng)適當(dāng)確定，如未經(jīng)實流標(biāo)定均速管、楔形管、彎管等差壓裝置誤差在1％－5％之間，選用高精度差壓計與之相配也就沒有意義了。
流量儀表規(guī)范所定的度等級是在某一較寬流量范圍內(nèi)適用，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油品桶裝分發(fā)，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(nèi)變化，此時使用的測量度可比規(guī)定值高。如能在此測量點專門標(biāo)定，可提高度，比如說從0.5級提高到0.25級或更高。
用于商貿(mào)核算、儲運和物料平衡要求較高度時，還應(yīng)考慮度的持久性，是否易于重新校驗等關(guān)鍵因素，以及是否有在線校驗的可能性。
在比較各制造廠的儀表性能規(guī)范時，要注意誤差的百分率是指引用誤差(測量上限或量程的百分率，常用％F.S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示誤差％，而未注明％Ｆ.S或％R，往往是指％F.S，因為過去流量儀表瞬時流量的誤差％F.S為多，這是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｈ绻茏龅剑，為表示其性能*，必定注明。
還要注意制造廠產(chǎn)品說明書所定度是指基本誤差，在現(xiàn)場使用環(huán)境、動力、流體條件變化將產(chǎn)生附加誤差?，F(xiàn)場使用度應(yīng)為基本誤差與影響量產(chǎn)生的附加誤差所合成，如影響量大，附加誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基本誤差。
重復(fù)性
重復(fù)性在過程控制應(yīng)用中是重要的指標(biāo)，由儀器本身原理與制造質(zhì)量所決定，而度除取決于重復(fù)性外，尚與量值標(biāo)定系統(tǒng)有關(guān)。嚴(yán)格地說重復(fù)性是指環(huán)境條件、介質(zhì)參量等不變情況下，對某*量值段時間內(nèi)同方向進(jìn)行多次測量的一致性。然而實際應(yīng)用中，儀表優(yōu)良的重復(fù)性被許多因素包括流體粘度、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(rèn)為儀表重復(fù)性不好。例如浮子流量計受流體密度影響，小口徑儀表還受粘度影響；渦輪流量計用于高粘度范圍時的粘度影響；有些未作修正處理的超聲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。
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(biāo)，而包含在基本誤差內(nèi)。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(biāo)，使有可能在流量范圍內(nèi)用同一個儀表常數(shù)，線性度差就要降低儀表度。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，采用信號適配技術(shù)修正儀表系統(tǒng)非線性，從而提高儀表度和擴(kuò)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(yīng)選擇線性輸出的儀表，可以簡化計算過程。
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(yīng)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(shè)計管道流體zui大流速是按經(jīng)濟(jì)流速來確定的。因為流速選擇過低，管徑粗投資大；過高則輸送功率大，增加運行費用。例如水等低粘度液體經(jīng)濟(jì)流速為1.5-3ｍ／ｓ，高粘度液體0.2-1ｍ／ｓ，大部分流量儀表上限流量的流速接近或略高于管道經(jīng)濟(jì)流速，因此儀表選擇口徑與管徑相同的機(jī)會較多，安裝就比較方便。如不相同也不會相差太多。
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(jié)構(gòu)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zui低，在0.5-1.5m／s之間，容積式流量計在1.5-2.5ｍ／s之間，渦街流量計較高在5.5-7m／s之間，電磁流量計則在1-7m／s(甚至0.5-10m／s)之間。
有些儀表流量上限值訂購后就不能改變?nèi)缛莘e式儀表和浮子式儀表等，差壓式儀表孔板等設(shè)計確定后上下限流量不能改變，但可以調(diào)整差壓變送器量程(或換差壓變送器)以適應(yīng)；有些儀表則不經(jīng)實流校驗用戶可自行重新設(shè)定流量上限值，如某些型號的電磁流量計和超聲流量計。
范圍度
范圍度為上限流量和下限流量的比值，其值愈大流量范圍愈寬。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(mào)核算總量計量。但有些商貿(mào)核算用儀表要求較寬的范圍度，例如公用事業(yè)水量出荷計量的晝夜和冬夏季節(jié)差很大，就要求很寬的范圍度。若選用文丘利管差壓式儀表就顯得不能適應(yīng)。然而差壓式儀表范圍度拓寬近年有一些突破，主要在差壓變送器及微機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面采取措施，亦可達(dá)10：1。某些型號的電磁流量計用戶可自行調(diào)整流量上限值，上限可調(diào)比(zui大上限值和zui小上限值之比)可達(dá)10：1，再乘上所設(shè)定上限值20：1的范圍度，一臺儀表擴(kuò)展意義的范圍度(即考慮上限可調(diào)比)可達(dá)(50-200)：1，還有些型號儀表具有自動切換上限流量值功能。
有些制造廠為表示其范圍度寬，把zui大上限流負(fù)的流速提得很高，液體7-10m／s，氣體50-75m／s，實際上這么高的流速一般是用不上的，關(guān)鍵是下限流速是否適應(yīng)測量要求。一般要求范圍度寬是使下限流速更低些才好。
壓力損失
除*流量傳感器(電磁式、超聲式等)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(shè)置靜止的或活動的檢測元件，從而產(chǎn)生隨流量而變的不能恢復(fù)的壓力損失，其值有時高達(dá)數(shù)十kPa。首先應(yīng)按管道系統(tǒng)泵送能力和儀表進(jìn)口壓力等條件，確定zui大流量時容許的壓力損失，據(jù)此選定儀表。因選擇不當(dāng)而產(chǎn)生過大的壓力損失往往影響流程效率。管徑大于500mm輸水用儀表，應(yīng)考慮壓損所造成能量損耗勿使過大而增加泵送費用。
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和顯示歸納為：①流量(體積流量或質(zhì)量流量)；②總量；②平均流速；④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(rèn)為適合于過程控制，易于和調(diào)節(jié)閥等控制回路單元接配；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傳送準(zhǔn)確度。輸出信號的方式和幅值還應(yīng)有與其它設(shè)備相適應(yīng)的能力，如控制接口、數(shù)據(jù)記錄器、報警裝置、斷路保護(hù)回路和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)等。
響應(yīng)時間
應(yīng)用于脈動流動場所應(yīng)注意儀表對流動階躍變化的響應(yīng)。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只要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬態(tài)響應(yīng)常以時間常數(shù)或響應(yīng)頻率表示，其值前者從幾毫秒到幾秒，后者在數(shù)百赫茲以下，配用顯示儀表可能相當(dāng)大地延長響應(yīng)時間。儀表的流量上升和下降動態(tài)響應(yīng)不對稱會急劇增加測量誤差。
可維護(hù)性
當(dāng)實際工況與設(shè)計選型差距巨大或儀表發(fā)生故障時，有沒有手段就地維修和修正應(yīng)該得到重視，因為流量儀表一旦安裝再拆下維護(hù)會很麻煩而且需要時間。在這方面表現(xiàn)的是差壓式測量方法，因為其與流體接觸元件為免維護(hù)不動件，測量用電氣元件為可拆可調(diào)的通用差壓變送器。所以差壓式測量方式的正常運轉(zhuǎn)率zui高，據(jù)統(tǒng)計在差壓節(jié)流式測量方式占所有測量方式的45%以上。
E+H流量計選型考慮因素