引言：在工業(yè)過程檢測儀表中，流量儀表主要有二大功能，即作為過程控制自動(dòng)化系統(tǒng)的流量參數(shù)檢測儀表和測量物料總量參數(shù)的計(jì)量儀表。在冶金、電力、石油、化工等過程生產(chǎn)領(lǐng)域中，流量參數(shù)是***常見的品質(zhì)過程控制參數(shù)，它是關(guān)系到生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量與操作安全的重要參數(shù)。如工業(yè)產(chǎn)品的物料配比、電廠鍋爐的給水控制等。在物料計(jì)量中，特別是能源計(jì)量方面，流量儀表更是起著舉足輕重的作用。是一次能源( 石油、天然氣、煤炭) 、二次能源( 成品油、人工燃?xì)狻⑹蜌狻⒌V井氣、蒸汽) 和含能介質(zhì) ( 壓縮空氣、氧、氮、氫氣等) 的成品管理和貿(mào)易結(jié)算的必備工具，也是環(huán)保領(lǐng)域廢液、廢氣、廢渣等三廢排放和治理指標(biāo)的監(jiān)測和約束手段。

　　人類工程和科技人員在近百年的技術(shù)積累中，發(fā)明和開發(fā)了數(shù)十種原理各異、別具匠心的流量檢測儀表。這些儀表根據(jù)所測介質(zhì)的特殊性以及物料工況場合，結(jié)合不同階段人類對物質(zhì)的科技感知水平，充分體現(xiàn)了人類的智慧和超乎尋常的想象力。但如何認(rèn)知這些儀表如何使用好它們，是我們工程設(shè)計(jì)人員面對的一大課題。

 

　　1、流量儀表的分類：

 

　　流量儀表按測量對象可分為封閉管道式流量計(jì)和敞開式流道式流量計(jì)二大類。封閉管道的流體是靠壓力源壓力輸送的，而敞開式明渠是根據(jù)高位差靠地心引力來提供動(dòng)力的。

 

　　如按測量目來分類，又可分為總量測量和瞬時(shí)流量測量兩種。用于計(jì)量的屬于前者，過程控制中常使用的是后者。現(xiàn)在瞬時(shí)表都帶累積功能，二次表累積也非常容易實(shí)現(xiàn)，所以現(xiàn)在區(qū)分意義不大。

 

　　流量儀表還可以根據(jù)測量原理按學(xué)科分類?？?分力學(xué)原理儀表、熱學(xué)原理儀表、聲學(xué)原理儀表、電學(xué)原理儀表、光學(xué)原理儀表、原子物理原理儀表、實(shí)驗(yàn)原理儀表等等。

 

　　如按標(biāo)記單位還可分為體積流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)。

 

　　我們在工程檢測應(yīng)用中主要使用的是封閉式流量計(jì)。這類流量計(jì)基本上可分為推理式流量計(jì)和容積式兩大類。

 

　　推理式流量計(jì)是很龐大的一大類流量儀表，它主要是根據(jù)特定流體的物理特性指標(biāo)的規(guī)律性采集，再運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行流量再現(xiàn)的一類測量儀表。這類流量儀表主要包括翼輪式流量計(jì)、標(biāo)記式流量計(jì)、質(zhì)量式流量計(jì)、振動(dòng)式流量計(jì)、超聲波式流量計(jì)、電磁式流量計(jì)、渦輪式流量計(jì)、面積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、沖擊式流量計(jì)等。

 

　　其中翼輪式流量計(jì)常見的有水表和旋翼式流量計(jì)。

 

　　質(zhì)量流量計(jì)又分克里奧式、熱式和沖擊式三種。振動(dòng)式流量計(jì)有旋進(jìn)式和漩渦式兩種。

 

　　超聲波流量計(jì)分多普勒式和速度差式兩種。

 

　　電磁式流量計(jì)常見的有普通單雙頻式、插入式。渦輪流量計(jì)分切向式、軸向式和無軸承式。

 

　　面積式流量計(jì)分玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)兩種。

 

　　差壓式流量計(jì)種類***多，主要有孔板式、噴嘴式、文丘里管式、均速管式、楔形流量計(jì)、平衡式等等。

 

　　沖擊式流量計(jì)常見的就是沖擊靶類。

 

　　容積式流量計(jì)常見的主要有橢圓齒輪式流量計(jì)、腰輪式流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、活塞式流量計(jì)等幾種。

 

　　流量計(jì)的常見分類及使用適宜條件見表 1所示。

表 1 流量測量方法和儀表初選表

　　2、流量儀表的選用：

 

　　我們在通過流量儀表的分類了解到林林總總有數(shù)十種流量儀表后，發(fā)現(xiàn)如何選用合適的流量儀表是個(gè)很大的難題。其實(shí)，每種流量計(jì)都有其各自的特點(diǎn)和適應(yīng)場合，我們選型的目的就是揚(yáng)長避短，發(fā)揮出每臺(tái)流量儀表***大優(yōu)點(diǎn)。工程設(shè)計(jì)的選型原則是沒有***好的儀表，只有***恰當(dāng)?shù)膬x表! 這個(gè)恰當(dāng)指的就是合適的介質(zhì)、合適的場合與合適的價(jià)格。

 

　　自動(dòng)化儀表選型的五大原則在流量儀表的選擇上是通用的。儀表性能、介質(zhì)流體特性、現(xiàn)場安裝狀況、自然環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)適應(yīng)條件這五項(xiàng)依然是我們選擇流量儀表的原則步驟。

 

　　先說儀表性能，這是五大原則中一個(gè)具有較強(qiáng)專業(yè)色彩的。

 

　　不同的工藝要求對測量對象的測量目的不同，儀表的性能因素選擇的側(cè)重點(diǎn)也不同。如貿(mào)易結(jié)算和儲(chǔ)運(yùn)管理流程對流量檢測儀表的準(zhǔn)確性要求很高，而過程控制流程中的時(shí)時(shí)檢測則要求流量儀表要具備有良好的重復(fù)性和很高的可靠性。在實(shí)際使用中，較寬的適用范圍也就是流量儀表的大量程比也是一個(gè)重要指標(biāo)。如速度型儀表就比普通的差壓型儀表要大得多。而有的特殊流程工況對流量儀表的極限流量要求也極為苛刻。流量儀表的特性壓損也是選型時(shí)需要注意的一個(gè)指標(biāo)，系統(tǒng)阻力能耗和對象產(chǎn)品的單位生產(chǎn)能耗，在目前的大經(jīng)濟(jì)環(huán)境下都越來越受到業(yè)主的重視。再說介質(zhì)流量特性。

　　流量計(jì)的初選是要按照流體的介質(zhì)流量屬性來確定的。流體的介質(zhì)物性、流動(dòng)特性對不同流量儀表的測量精度有很大的影響;而流體的化學(xué)性質(zhì)對流量儀表的可靠性和長期穩(wěn)定使用性的影響也非常大。我們一般在工程設(shè)計(jì)選型時(shí)作為主參照的流量特性參數(shù)是壓力、溫度、密度、壓縮系數(shù)、等熵指數(shù)、比熱容、電導(dǎo)率、流速、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、潤滑性、化學(xué)性、顆粒磨損、腐蝕、結(jié)垢、臟污、多相流性、脈動(dòng)性等等。介質(zhì)特性指標(biāo)的明確對儀表的選擇是很重要的，微小的疏忽就會(huì)直接導(dǎo)致流量計(jì)的測量精度和使用周期在適用性上不達(dá)標(biāo)，從而造成流量測量系統(tǒng)的先天錯(cuò)誤，對施工、調(diào)調(diào)校等后期工序產(chǎn)生誤導(dǎo)。

 

　　流量儀表的安裝條件是一個(gè)多專業(yè)的問題，也是長期以來困擾儀表設(shè)計(jì)人員的老、大、難問題。

 

　　首先，各種類型的流量儀表本身對安裝要求差異很大，也很苛刻，不達(dá)要求就會(huì)嚴(yán)重影響儀表的使用性能和測量指標(biāo)。如:流量儀表的上、下游直管段要求、測量儀表的介質(zhì)流向要求等。

 

　　其次是工藝安裝條件要求，如:上、下游工藝管件的數(shù)量和型式的要求、閥門位置、防護(hù)( 保溫) 附屬設(shè)備、非定向流等。而正常生產(chǎn)狀況下的震動(dòng)情況、電磁干擾、操作和維修空間等也是流量儀表設(shè)計(jì)選型時(shí)必須要注意的因素。

 

　　另外，流量儀表安裝的環(huán)境因素也是一個(gè)重要方面。

 

　　流量儀表一般由檢測部件、傳感轉(zhuǎn)換器、顯示表頭三大部分組成。其中傳感顯示和電子轉(zhuǎn)換部分一般都是由電子線路基板和大量的微處理器、微存儲(chǔ)器等集成。這些電子元器件在通電工作時(shí)受環(huán)境影響較大。環(huán)境因素中，一般需要考慮的有使用環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、大氣壓、防爆、防塵、系統(tǒng)強(qiáng)電干擾、雷擊、鹽霧腐蝕等。這些看似簡單的問題往往在流量儀表的使用中會(huì)引發(fā)重大的生產(chǎn)技術(shù)事故，所以在流量儀表選型時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要搞清儀表使用的自然環(huán)境條件和工況環(huán)境條件。

 

　　流量儀表選型的經(jīng)濟(jì)方面問題，往往是大多設(shè)計(jì)人員所不注意的。隨著工廠生產(chǎn)的信息集成化推廣，生產(chǎn)成本的能耗越來越透明，在利潤增長乏力的大規(guī)模裝置中，降低單位生產(chǎn)能耗是業(yè)主單位的重點(diǎn)措施。所以，經(jīng)濟(jì)因素是流量儀表選型要著重考慮的一個(gè)大問題。

 

　　一般我們在設(shè)計(jì)選型時(shí)常常會(huì)忽視這個(gè)問題，不去深入考慮儀表的各種衍生費(fèi)用組成，只考慮購置費(fèi)用。其實(shí)在工程建設(shè)期和使用期的費(fèi)用也是我們設(shè)計(jì)人員必須要考慮的。這部分費(fèi)用主要包括儀表購置費(fèi)( 含運(yùn)費(fèi)) 、必備附件費(fèi)、安裝費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、調(diào)試校驗(yàn)費(fèi)、常用備品備件費(fèi)等。如在設(shè)計(jì)階段考慮不周，不但會(huì)導(dǎo)致工程預(yù)算超標(biāo)，還會(huì)給運(yùn)行方帶來沉重的后續(xù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

 

　　如安裝費(fèi)用，有的流量計(jì)必須安裝旁路以便維修，有的則要求在線裝卸須不斷流取出;而大口徑高壓型介質(zhì)測量的儀表壓損太大也會(huì)支出一大筆介質(zhì)輸送費(fèi)用，一年的電耗就能買好幾臺(tái)流量計(jì)。再比如儲(chǔ)運(yùn)結(jié)算流量儀表，有的需要配備特殊的在線校驗(yàn)裝置，其費(fèi)用也是很可觀的。

 

　　總之，流量儀表種類繁多，工業(yè)介質(zhì)千變?nèi)f化，我們工程設(shè)計(jì)人員要時(shí)刻牢記，沒有***好的儀表，只有***恰當(dāng)?shù)膬x表。