一、選用儀表在性能要求上需要考慮的因素分析

1 瞬時(shí)流量還是計(jì)量總量
　  使用對(duì)象測(cè)量的目的有兩類，即測(cè)量流量和計(jì)量總量。管道連續(xù)配比生產(chǎn)或過(guò)程控制使用場(chǎng)所主要測(cè)量瞬時(shí)流量；灌裝容器批量生產(chǎn)以及商貿(mào)核算、儲(chǔ)運(yùn)分配等使用場(chǎng)所大部分只要取得總量,間或輔以瞬時(shí)流量。兩種不同功能要求,在選擇測(cè)量方法上就有不同側(cè)重點(diǎn)。有些儀表如容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等，測(cè)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，因此具有較高精確度，適用于計(jì)量總量，如需輸出瞬時(shí)流量需配備相應(yīng)的發(fā)訊裝置；電磁流量計(jì)、超聲流量計(jì)等儀表原理上是以測(cè)量流體流速推導(dǎo)出流量，響應(yīng)快，適用于過(guò)程控制，但裝有積算功能環(huán)節(jié)后也可獲得總量。
2 精確度
    儀表整體測(cè)量精確度要求為多高？是在某一特定流量下使用，還是在某一流量范圍內(nèi)使用？在什么測(cè)量范圍內(nèi)保持上述精確度？所選儀表的精確度能保持多久？是否易于重新校驗(yàn)？是否要（或能）現(xiàn)場(chǎng)在線核對(duì)儀表精確度？這些問題都必須考慮清楚。
    如不是單純計(jì)量總量，而是應(yīng)用在流量控制系統(tǒng)中，則檢測(cè)儀表精確度的確定要在整個(gè)系統(tǒng)控制精確度要求下進(jìn)行，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)不僅有流量檢測(cè)的誤差，還包含有信號(hào)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(duì)測(cè)量?jī)x表確定過(guò)高的精確度（比如說(shuō)0.5級(jí)）是不合理的，也不經(jīng)濟(jì)。就流量?jī)x表本身而言，檢測(cè)元件（或傳感器）和轉(zhuǎn)換／顯示儀表之間的精確度亦應(yīng)適當(dāng)確定，如未經(jīng)實(shí)際標(biāo)定的均速管、楔形管、彎管等差壓裝置誤差在0.25％F.S－5％F.S之間，選用高精度差壓計(jì)與之相配也就沒有意義。
    流量?jī)x表規(guī)范所定的精確度等級(jí)是在某一較寬流量范圍內(nèi)，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(jì)計(jì)量桶裝油的使用情況，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(shí)使用的測(cè)量精確度可比規(guī)定值高。如能在此測(cè)量點(diǎn)專門標(biāo)定，可提高精確度，比如說(shuō)從0.5級(jí)提高到0.25級(jí)或更高。
    用于商貿(mào)核算、儲(chǔ)運(yùn)和物料平衡等要求較高精確度時(shí)，還應(yīng)考慮精確度的持久性，是否易于重新校驗(yàn)等關(guān)鍵因素，以及是否有在線校驗(yàn)的可能性等問題。
    在比較各制造廠的儀表性能規(guī)范時(shí)，要注意誤差的百分率是指引用誤差(測(cè)量上限或量程的百分率，常用％F.S表示)，還是相對(duì)誤差（測(cè)量值的百分率，常用％R表示）。通常樣本或使用說(shuō)明書只表示誤差％，而未注明是％Ｆ.S或％R，這時(shí)往往是指％F.S，因?yàn)檫^(guò)去流量?jī)x表瞬時(shí)流量的誤差多以％F.S表示。其實(shí)，這是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模绻茏龅剑?SPAN lang=EN-US>R，為表示其性能優(yōu)越，必定注明。
　  還要注意制造廠產(chǎn)品說(shuō)明書所定精確度是指基本誤差，在現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境下，如動(dòng)力、流體條件變化等將產(chǎn)生附加誤差。現(xiàn)場(chǎng)使用精確度應(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(guò)基本誤差。
3 重復(fù)性
x   重復(fù)性在過(guò)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，而精確度除取決于重復(fù)性外，還與量值標(biāo)定系統(tǒng)有關(guān)。嚴(yán)格地說(shuō)重復(fù)性是指環(huán)境條件、介質(zhì)參量等不變情況下，對(duì)某一流量值在某段時(shí)間內(nèi)同方向進(jìn)行多次測(cè)量的一致性。然而實(shí)際應(yīng)用中，儀表優(yōu)良的重復(fù)性被許多因素諸如流體粘度、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(cè)修正的地步，這些影響往往被誤認(rèn)為儀表重復(fù)性不好。因此有著類廣義要求（即有參量變化影響因素的使用條件）高重復(fù)性場(chǎng)所，不要選擇影響很敏感的儀表。例如浮子流量計(jì)受流體密度影響，小口徑儀表還受粘度影響；渦輪流量計(jì)用于高粘度范圍時(shí)的粘度影響；有些未作修正處理的超聲波流量計(jì)流體溫度對(duì)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。
4 線性度
    流量?jī)x表輸出主要有線性和平方根非線性兩種。大部分流量?jī)x表的非線性誤差不列出單獨(dú)指標(biāo)，而包含在基本誤差內(nèi)。然而對(duì)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(gè)重要指標(biāo)，使有可能在流量范圍內(nèi)用同一個(gè)儀表常數(shù)，線性度差就要降低儀表精確度。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，采用信號(hào)適配技術(shù)修正儀表系統(tǒng)的非線性，從而提高儀表精確度和擴(kuò)展流量范圍。
如需作管道流量配比、流量相加或熱量計(jì)要對(duì)溫度差和流量相乘時(shí)，應(yīng)選擇線性輸出的儀表，如此可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。
5 上限流量和流量范圍
    上限流量也稱滿度流量。選擇流量?jī)x表的口徑應(yīng)按被測(cè)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(lái)選配，而不是簡(jiǎn)單地按管道通徑配用，雖然通常設(shè)計(jì)管道流體最大流速是按經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定的。因?yàn)榱魉龠x擇過(guò)低，管徑粗，投資大；選擇過(guò)高則輸送功率大，增加運(yùn)行費(fèi)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?jī)x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(huì)較多，安裝就比較方便。如不相同也不會(huì)相差太多，一般相鄰一檔規(guī)格，采用異徑管連接即可。
    然而同一口徑不同類型的儀表上限流量(也可以說(shuō)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(jì)最低，在0.5-1.5m/s之間，容積式流量計(jì)在2.5-2.5ｍ/s之間，渦街流量計(jì)較高在5.5-7m/s之間，電磁流量計(jì)則在1-7m/s(甚至0.5-10m/s)之間。
    液體的上限流速的選擇還需考慮不要產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
    有些儀表流量上限值訂購(gòu)后就不能改變，如容積式流量計(jì)和浮子式流量計(jì)等；而孔板流量計(jì)設(shè)計(jì)確定后下限流量值不能改變，但可以通過(guò)調(diào)整差壓變送器量程(或換差壓變送器)來(lái)改變流量上限值；有些儀表則不經(jīng)過(guò)實(shí)際校驗(yàn)而由用戶自行重新設(shè)定流量上限值，如某些型號(hào)的電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)。
6 范圍度
    范圍度為上限流量和下限流量的比值，其值越大，表示流量范圍越寬。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(guò)程控制用流量測(cè)量和商貿(mào)核算總量計(jì)量。但有些商貿(mào)核算則要求儀表有較寬的范圍度，例如公共設(shè)施的水量計(jì)量，晝夜和冬夏兩季用量相差很大，就要求很寬的范圍度，若選用文丘里管差壓式儀表顯然不適應(yīng)。最近幾年，差壓式儀表范圍度拓寬有一定突破，主要在差壓變送器及微機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面采取措施，可達(dá)10：1，不過(guò)此類儀表價(jià)格要高出許多。某些型號(hào)的電磁流量計(jì)用戶可自行調(diào)整流量上限值，上限可調(diào)比(最大上限值和最小上限值之比)可達(dá)10，一臺(tái)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(hào)的儀表具有自動(dòng)切換上限流量值的功能。
    有些廠家為表示其產(chǎn)品范圍度寬，把最大上限流量的流速說(shuō)得很高，比如液體可達(dá)7-10m/s，氣體50-75m/s，實(shí)際上這么高的流速一般是用不上的，關(guān)鍵是看其下限流速是否適應(yīng)測(cè)量要求。一般要求范圍度寬，但應(yīng)該使下限流速更低些最好。
7 壓力損失
    除無(wú)阻礙流量傳感器外，大部分流量傳感器或要改變流動(dòng)方向，或在流通通道中設(shè)置靜止的或活動(dòng)的檢測(cè)元件，從而產(chǎn)生隨流量變化的不能恢復(fù)的壓力損失，其值有時(shí)高達(dá)數(shù)十kPa。應(yīng)按管道系統(tǒng)的泵送能力和儀表進(jìn)口壓力等條件，確定最大流量時(shí)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(guò)大的壓力損失往往影響流程效率，有些液體的管道系統(tǒng)還應(yīng)注意過(guò)度的壓力損失可能引發(fā)氣穴等現(xiàn)象，從而降低測(cè)量精確度甚至損壞儀表。經(jīng)驗(yàn)表明，壓力損失較大的儀表一年為測(cè)量而付出的泵送費(fèi)用往往超過(guò)低壓損、即使價(jià)格較貴儀表的購(gòu)置等費(fèi)用。

8 輸出信號(hào)特性
    輸出信號(hào)往往左右儀表的選擇。流量?jī)x表的信號(hào)輸出特性可歸納為：①流量(體積流量或質(zhì)量流量)；②總量；②平均流速；④點(diǎn)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(guò)程控制，易于和調(diào)節(jié)閥等控制回路相匹配；脈沖量輸出適用于總量和高精度測(cè)量流量。長(zhǎng)距離信號(hào)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(hào)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(bào)警裝置、斷路保護(hù)回路和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)等。
9 響應(yīng)時(shí)間
    應(yīng)用于脈動(dòng)流動(dòng)場(chǎng)所應(yīng)注意儀表對(duì)流動(dòng)階躍變化的響應(yīng)。有些使用場(chǎng)所要求儀表輸出跟隨流動(dòng)變化，而另一些為獲得綜合平均效果只要求有較慢響應(yīng)的輸出。瞬態(tài)響應(yīng)（transient responce）常以時(shí)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(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間。一般情況下，認(rèn)為儀表的流量上升和下降動(dòng)態(tài)響應(yīng)不對(duì)稱會(huì)急劇增加測(cè)量誤差。

二、結(jié)論

    隨著企業(yè)全面走向市場(chǎng)，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理將進(jìn)一步深化，流量計(jì)量越顯重要。要發(fā)揮流量?jī)x表的作用，在其選用上有嚴(yán)格的要求，即先確定測(cè)量方法，后分析性能要求，再選用具體儀表。因此，自動(dòng)化儀表專業(yè)人員在具備一定專業(yè)知識(shí)的前提下，有必要了解流量測(cè)量?jī)x表的各項(xiàng)性能要求，并結(jié)合具體測(cè)量對(duì)象正確選用儀表。惟有如此，方可滿足企業(yè)的要求，使流量計(jì)量發(fā)揮重要作用。