四、环境条件要求

在选流量计的过程中不应忽略周围条件因素及有关变化，比如环境温度、湿度、安全性和电气干扰等，

• 环境温度

环境温度变化会影响流量计的电子部分和流量传感器部分。比如温度变化会影响传感器尺寸的变化、通过流量计壳体传热改变流体密度和粘度等。当环境温度影响到显示仪表电子元件时，将改变元件参数。应该将流量传感器和二次显示仪表安装在不同的场所，像二次显示仪表应安装在控制室内，以保证电子元件免受温度的影响。应该说环境温度的影响量在作流量测量总不确定度的估算时，其影响不应是不确定度主要影响量之一。

• 环境湿度

    环境中大气湿度也是影响流量计使用的问题之一。比如湿度高会加速大气腐蚀和电解腐蚀并降低电气绝缘，低湿度会感生静电。环境温度或介质温度急剧变化会引起湿度方面的问题，如表面结露现象。

③安全性

应按照有关规范和标准选择流量计，以适应用于爆炸性危险环境，按照防爆标准对现场进行要求。

• 电气干扰

电力电缆、电机和电气开关都会产生电磁干扰，如不采取有关措施，就会成为流量测量产生误差的原因。

五、经济方面的考虑

1、从经济方面考虑购置流量计的费用

购置流量计时应比较不同类型流量计对整个测量系统经济的影响。比如范围度小的流量计比范围度宽的流量计在相同测量范围下，需要多台流量计并联和多条管线才覆盖，因此除流量计以外尚需增加许多辅助设备，像阀门、管线附件等。虽然表面上看流量计费用少了，但是其他的费用则增加，计算起来并不合算。比如安装孔板流量计加上差压计的费用相对便宜，但组成测量回路包括孔板的固定附件等其费用可能超过基本件费用很多

2、安装费用

在购置流量计时，不仅要考虑流量计的购置费，还需考虑其他费用，如附件购置费、安装调试费、维护和定期检测费、运行费和备用件费。

比如许多流量计使用时应配备比较长的上游直管段以保证其测量性能。因此正确的安装需要额外管道的布置或备有旁路管道作定期维护。所以安装费应合理多方面考虑，比如还应包括运行所需的截止阀、过滤器等辅助费用等。

3、运行费用

流量计运行费用主要是工作时能量消耗，包括电动仪表内部电力消耗或气动仪表的气源耗能以及在测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量，亦即克服仪表因测量产生压力损失的泵送能耗费等。比如差压式流量计产生的差压，很大一部分不可恢复、容积式流量计和涡轮流量计也具有相当阻力。只有全通道、无阻碍的电磁流量计和超声流量计基本此费用为零、插入式流量计由于用于大管径阻塞比小，其压力损失亦可忽略。

据测算管径100mm的差压式孔板流量计1年泵送能耗费与流量计购置费相当，如果换用电磁流量计，其购置费亦仅相当于4年多差压式孔板流量计的能耗费。设想更大管径的泵送能耗费所占份额费用更多。一般认为超过5000mm的流量计应该尽可能选用低压损和无压损的流量计。比如，供水工程应用传统的差压式流量计极少用孔板而采用低压损的文丘里管，现在则更新为电磁流量计和超声流量计。

泵送能耗费用计算见下列各式：

                      年泵送能耗费 =  元

      液体：                 k

      气体：                   k

式中，——动力损耗，k，设泵（或压缩机）组效率为80%；

       ——年工作小时数，h；

   ——电价，元k/ h；

       ——不可恢复压力损失，Pa；

       ——液体流量，m/h；

       ——标准状态气体流量，m/min；

       ——液体相对密度；

       ——气体温度，K；

       ——气体绝对压力，Pa。

4、检测费用

检测费用应根据流量计的检定周期决定。一般用于贸易结算的原油或成品油的检测常在现场设置标准体积管对流量计进行在线检定。

5、维护费用和备用件费用等

    维护费用为流量计投入使用后保持测量系统正常工作所需费用，主要包括维护和备用件费。有运动部件的流量计需进行较多维护工作，如定期调换易磨损轴承、轴、转轮、传动齿轮等；没有运动部件的流量计也需进行检视，如最普通的用几何测量法检查孔板流量计。

     备用件费用会随着流量计的性能提高的程度而增加。选用流量计时应考虑同时增加备用件的购置费用，尤其是从国外进口的流量计，有时常常会因易损备件的困难而替换整台流量计。

六、测量方法和流量计的选择

上几节都是讲的一般流量计的选型等问题，本节为例对测量浆液流量、大液体流量和蒸汽流量测量流量计的选择。

1、浆液流量测量的选择

    从流量计选型一览表中可查得应用于含颗粒纤维浆液的可选的流量计有：差压式流量计中有弯管、楔型管、电磁流量计、多普勒法超声流量计、涡街流量计、靶式流量计、科里奥利质量流量计等。根据目前国内流量计的使用状况和各种流量计的测量性能来看，对测量浆液流量首选电磁流量计，除非所测量的浆液是非导电的或含有铁磁性颗粒，以及测量管道系统不允许截断以接入流量传感器，才选择其他流量计。据报道测量煤粉含量高达65%水煤浆流量的多年应用经验，认为还是电磁流量计最好。

差压式流量计可用于测量浆液的差压传感器除弯管、楔型管还有环形管，固相较少时还可用圆缺孔板、偏心孔板，文丘里管也有用于测量的实例。

多普勒法超声流量计是可不截断管道在管外夹装超声换能器（探头）即可测量，但测量准确度不高。

涡街流量计只能测量含有少量粉状固形物，固相含量较多或是纤维状会产生噪声而无法使用。

靶式流量计有用于含煤粉的重油或渣油等液流，是采用应变式靶式流量计。

科里奥利质量流量计在国外有应用于浆液的测量经验，一般以其直管型测量管为宜，但国内应用经验不多。

2、对于封闭管道液体大流量测量的选择

这里说的大流量不是指某一管径流速较高时的“相对大流量”而是说流量绝对值的大流量。由于管道输送液体的流速有一定的范围，低粘度液体常用的经济流速为1~3m/s，因此，这里说的“大流量”测量是说大管道流量测量。

一般来讲，DN300以下管径的流量计称为中小管径流量计，DN300~ DN400以上的称为大管径流量计，DN1200以上的称为特大管径流量计。通常特大管径液体流量测量主要为水，除了水以外还有石油产品。一般大管径流量计有差压式流量计、电磁流量计、超声流量计和插入式的流量计，DN300~ DN500的还有容积式流量计和涡轮流量计。

（1）安装条件

安装条件主要是根据测量方法是否可以允许切断管流，暂停运行，是否可以允许在管道上打孔，是否允许切断管流安装流量传感器。

如果允许切断管流安装流量传感器，可以选择电磁流量计、带测量管段的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计。

如果允许在管道上打孔可以选择外插换能器超声流量计和插入式流量计。

如果上述要求都不允许，就只能选择外夹装换能器超声流量计。

（2）测量准确度要求

对于贸易交接要求测量准确度高的、是不导电液体的可选择带测量管段的超声流量计、多声道的超声流量计、容积式流量计和涡轮流量计，如果是导电液体还可选择电磁流量计。

对于像控制配比，测量准确度要求低一些的可选择差压式文丘里管、外夹装换能器超声流量计。测量准确度要求低的可选择插入式流量计。

（3）压力损失（泵送能耗费用）

大流量测量的泵送能耗费用在流量测量运行成本中占有相当大的比例，压力损失和（泵送能耗费用）比如较大的为差压式文丘里管，容积式流量计和涡轮流量计。较小的为插入式流量计，没有压力损失的为电磁流量计。

3、蒸汽流量测量的选择

蒸汽流量测量从测量技术上分为两类，一类为过热蒸汽和高干度（干度x=0.9以上）的饱和蒸汽，另一类为低干度饱和蒸汽。前一类可以作为单相流体处理，而后一类则为两相流。由于目前所有的流量计只适用于单相流体，因此，低干度饱和蒸汽尚需进行深入的研究。

（1）过热蒸汽和高干度饱和蒸汽的流量测量

常用的流量计有：节流式差压式流量计，该流量计目前仍是测量蒸汽流量的主要仪表，为适应需要在技术上也有了心得发展，。比如把节流装置、差压变送器及三阀组组成一体成为一体式节流流量计，该节流流量计解决了差压信号管路易出故障的缺点。还有采用定植节流件，用标准喷嘴代替标准孔板，因为喷嘴和孔板相比较，喷嘴的流出系数稳定，不会因为边缘锐角变钝使流出系数发生变化，压损也比孔板低，一般在同样流量及值时压损约为孔板的30%~50%。

涡街流量计测量中温，即200℃以下，应用于蒸汽应该说已经趋于成熟，是目前常用于蒸汽测量的一类流量计。但是一定要注意低干度介质将使其仪表系数偏离检测值而增大测量误差。

均速管流量计、分流旋翼式流量计在准确度要求不太高的内部管理分配上应用还是可以的，因为使用比较便宜、简洁，适应于中小流量蒸汽的测量。

对于靶式流量计，国内于上世纪70年代开发的电动、气动靶式流量变送器，它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，因此，带来力平衡机构本身所造成的许多不足。比如，测量准确度较低、零点漂移、杠杆机构可靠性、稳定性差等。因此原JJG 461-1986《靶式流量变送器》规程制定于1986年，已有25年之久。由于现在已基本不再生产和使用电动、气动靶式流量变送器。原有的规程已不适应使用，因此修订了新的

靶式流量计规程。

靶式流量计的结构是由测量管、靶板、力传感器、信号处理单元组成。力传感器为应变计式传感器，信号处理显示可以就地直读显示或输出标准信号。力传感器由筒式弹性体和力应变片组成，可以是内贴式和外贴式两种。当弹性体在力作用下发生形变，它破坏了由力应变片组成的电桥的平衡，产生与流量成平方关系的电信号。

其工作原理是在恒定截面直管段中设置一个与流束方向相垂直的靶板，流体沿靶板周围通过时，靶板受到推力的作用，推力的大小与流体的动能和靶板的面积成正比。在一定的雷诺数范围内，流过流量计的流量与靶板受到的力成正比。靶板所受的力由力传感器检出。

以圆形靶板为例，流量计算的基本公式为：

式中，  ——质量流量（kg/s）；

        ——体积流量（m/s）；

        ——流量系数（纯数）；

       ——流束的膨胀系数（纯数）。对不可压缩性流体=1，对可压缩性流体＜1；

       ——测量管内径（m）；

       ——靶径(m)；

       ——流体的密度（kg/m）；

       ——靶受到的力(N)。

靶板受力经力转换器转变成电流信号（4～20）mA或气压信号（20～100kPa）输出，输出信号与流量的关系可根据上式确定。

由于应变式新型靶式流量计具有新的结构和测量原理，在蒸汽测量中具有比较优越的使用前景，适应于中小流量蒸汽的测量。

（2）低干度饱和蒸汽的流量测量

一般的工业锅炉产生的饱和蒸汽在出口处为高干度（0.95以上）的饱和蒸汽，但是在长距离输送过程中，由于保温不好或间歇用汽出现不平衡情况等许多因素使干度不断下降，甚至成为含水量很高的湿蒸汽，即成为气、水两相流体。这两相流体的流动特性与单相流是有着本质区别。在单相流中检测的流量计仪表系数或流出系数是不能用于两相流测量的。比如对孔板流量计进行的两相流试验中的流出系数必须进行干度修正。因此，在低干度饱和蒸汽的流量测量中，干度参数是必须测量的一个参数。遗憾的是目前还没有成熟的干度计出现。另外其他各类流量计的仪表系数的干度修正都尚未进行深入研究。只有解决这个问题，才能测量低干度饱和蒸汽的流量。