【關(guān)鍵詞】流體 測量 流量計 儀表

【摘要】流量測量是研究物質(zhì)量變的科學(xué)，質(zhì)量互變規(guī)律是事物聯(lián)系發(fā)展的基本規(guī)律，量是事物所固有的一種規(guī)定性，它是事物的規(guī)模、程度、速度以及它的構(gòu)成成份在空間上的排列組合等等可以用數(shù)量表示的規(guī)定性，因此其測量對象不限于傳統(tǒng)意義上的管道流體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題，例如城市交通的調(diào)度，需掌握汽車的車流量的變化，它是現(xiàn)代化城市交通管理需檢測的一個參數(shù)。 流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)，對于一定的流體，只要知道這三個參數(shù)就可計算其具有的能量，在能量轉(zhuǎn)換的測量中必須檢測此三個參數(shù)，而能量轉(zhuǎn)換是一切生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)，因此流量和壓力溫度儀表得到最廣泛的應(yīng)用。

一 流量測量的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）為什么在國民經(jīng)濟(jì)中如此廣泛采用流量測量和儀表？

　　流量測量是研究物質(zhì)量變的科學(xué)，質(zhì)量互變規(guī)律是事物聯(lián)系發(fā)展的基本規(guī)律，量是事物所固有的一種規(guī)定性，它是事物的規(guī)模、程度、速度以及它的構(gòu)成成份在空間上的排列組合等等可以用數(shù)量表示的規(guī)定性，因此其測量對象不限于傳統(tǒng)意義上的管道流體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題，例如城市交通的調(diào)度，需掌握汽車的車流量的變化，它是現(xiàn)代化城市交通管理需檢測的一個參數(shù)。 流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)，對于一定的流體，只要知道這三個參數(shù)就可計算其具有的能量，在能量轉(zhuǎn)換的測量中必須檢測此三個參數(shù)，而能量轉(zhuǎn)換是一切生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)，因此流量和壓力溫度儀表得到最廣泛的應(yīng)用。

（二）流量測量技術(shù)和儀表的應(yīng)用領(lǐng)域
　　
1. 工業(yè)生產(chǎn)過程

　　流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛應(yīng)用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)及人民日常生活等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域，它是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、節(jié)約能源、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。 在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。 據(jù)統(tǒng)計，流量儀表的產(chǎn)值約占全部過程自動化檢測儀表與裝置產(chǎn)值的五分之一。

2. 能源計量

　　能源分為一次能源（煤炭、原油、瓦斯氣、石油氣、天然氣）、二次能源（電力、焦炭、煤氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及含能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。1998年1月1日公布中華人民共和國節(jié)約能源法，說明我國的能源政策開發(fā)與節(jié)約并重，把節(jié)約放在優(yōu)先的地位。由于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)設(shè)備和工藝落后，管理不善，能源的利用率只有32%，比國際先進(jìn)水平平均低10%，每消耗一噸標(biāo)準(zhǔn)煤創(chuàng)造的國內(nèi)生產(chǎn)總值，只有發(fā)達(dá)國家的二分之一到四分之一，我國每生產(chǎn)一噸鋼綜合煤耗為976公斤，而國際先進(jìn)水平為650公斤。風(fēng)機(jī)、水泵、鍋爐等應(yīng)采用高效節(jié)能的先進(jìn)設(shè)備。能耗是考核企業(yè)管理水平的一個重要指標(biāo)，要節(jié)能除采用先進(jìn)設(shè)備與工藝外，主要是加強(qiáng)管理的問題，而管理必須配備計量系統(tǒng)才能進(jìn)行定量的管理。每個企業(yè)，對進(jìn)廠、出廠、自產(chǎn)自用的能源進(jìn)行計量，對生產(chǎn)過程中的分配、加工、轉(zhuǎn)換、儲運(yùn)和消耗，生活和輔助部門的能耗進(jìn)行計量。目前我國流量計量系統(tǒng)正常工作的百分率比較低，除儀表質(zhì)量外，尚有許多復(fù)雜原因影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這些原因如介質(zhì)條件惡劣、維修困難、校驗問題大等?，F(xiàn)分別對幾種主要能源的流量計量情況簡介如下。

水

　　我國水資源人均只有世界的四分之一，且分布不均衡，北方嚴(yán)重缺水，全國有100多大中城市缺水，日缺水達(dá)1000萬立方米以上，21世紀(jì)可能發(fā)生水危機(jī)，如大連從120公里碧流河引水，天津從230公里灤河引水，青島從240公里黃河引水。近年來黃河下游斷流時間不斷延長，斷流處向上游延伸。北京日高峰時日缺水達(dá)30萬噸。 城市龐大的水管網(wǎng)進(jìn)行輸配，從水廠到用戶水表種類繁多，大口徑水表的計量精度一直存在問題，水表種類大致有孔板、電磁、超聲、插入式流量計等，除孔板外，其它類型大口徑水表的校驗不斷困擾著用戶。家用水表是個非常龐大的數(shù)目，我國家用水表年產(chǎn)量估計在1000萬只以上，家用水表為葉輪式，不但精度低，計量抄表需大量人工亦是個問題。福利型的水價導(dǎo)致水的嚴(yán)重浪費(fèi)已引起國家的重視，亟需制訂合理的水價以促進(jìn)節(jié)約，但水價的提高如計量精度不相應(yīng)提高亦會產(chǎn)生新的矛盾。故家用水表型式性能的改進(jìn)已提到議事日程。

煤氣、天然氣

　　城市氣化率是現(xiàn)代化城市的標(biāo)志之一，1985年全國城市煤氣工作會議確定直轄市、省會、重點旅游城市、沿海開放城市及環(huán)保重點城市1990年氣化率為40%，2000年氣化率為70%，煤氣的流量計量由于介質(zhì)臟、含濕高、大口徑、低流速、寬范圍度等為困難的測量問題，幾十年來一直未能很好的解決，去年制訂的煤氣主管道流量測量國家標(biāo)準(zhǔn)可望為解決此問題提供一些可能性。由于環(huán)保的原因國家不鼓勵更多地發(fā)展煤氣而盡量用天然氣。
　　天然氣是高效、清潔的燃料，優(yōu)質(zhì)的化工原料，并有望成為城市汽車的清潔燃料。發(fā)展天然氣是我國今后能源發(fā)展的重點。我國天然氣蘊(yùn)藏量豐富，但目前產(chǎn)量很低，每年僅約200億立方米，不及西歐小國荷蘭的產(chǎn)量，美俄兩國天然氣年產(chǎn)量皆在5000億立方米左右。急劇增加產(chǎn)量以適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需要已經(jīng)勢在必行。國家制訂計劃到廿一世紀(jì)初天然氣產(chǎn)量要比90年代初翻兩番。目前我國陸上已探明儲量約1.3萬億立方米，主要分布在重慶、四川、陜甘寧、新疆等地。1998年5月28日我國發(fā)表《中國海洋事業(yè)的發(fā)展》白皮書，其中關(guān)于石油資源內(nèi)容如下：我國海域有30多個沉積盆地，面積近70萬平方公里，石油資源量約250億噸，天然氣蘊(yùn)藏量約為8.4萬億立方米。天然氣從氣井開采經(jīng)處理（脫硫、脫水）集輸?shù)匠鞘幸?jīng)過許多復(fù)雜的工藝過程，從計量角度對被測介質(zhì)可分為三種類型：第一種類型：氣井到集氣站、脫硫廠及脫水廠稱為原料氣，具有多相、高壓、腐蝕、中小口徑等特點；第二種類型：處理廠出來后稱為凈化氣，經(jīng)長輸管線送到城市，具有單相、中壓、大口徑、要求高精度計量的特點；第三種類型：城市廣大用戶使用的天然氣，具有單相、低壓或常壓、中小口徑、計量精度適中等。
　　 一般氣田縱橫數(shù)百公里，幾百口井，幾十個集氣站及處理廠用管網(wǎng)連在一起，輸送到城市更是龐大的管網(wǎng)覆蓋廣大地區(qū)，這些管網(wǎng)中的氣量分配，調(diào)度、經(jīng)濟(jì)核算皆需設(shè)置天然氣計量站，裝備大量的流量測量系統(tǒng)。目前第一種類型尚無合適流量計可用，第二種類型采用孔板、渦輪、超聲等，第三種類型除上述儀表外還有渦街、腰輪、膜式氣量計（家用煤氣表）等。我國城市家用煤氣表年產(chǎn)量在百萬只以上。

蒸汽

　　蒸汽分過熱蒸汽和飽和蒸汽。前者為單相介質(zhì)，在火力發(fā)電廠中過熱蒸汽做為推動汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，蒸汽流量測量對于電廠的生產(chǎn)質(zhì)量及安全極為重要，現(xiàn)代火力發(fā)電廠機(jī)組為高壓高溫狀態(tài)，過熱蒸汽流量采用噴嘴測量，有國際標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)做為依據(jù)。飽和蒸汽是由工業(yè)鍋爐生產(chǎn)的一般為低壓中溫狀態(tài)，它是汽水混合物，鍋爐出口處為飽和蒸汽，但輸送到用戶處，由于管道熱散耗含水量大的汽水混合物，它的流動為兩相流，對于測量混相流是個困難的測量問題，至今尚無成熟的儀表可用．據(jù)估計我國煤產(chǎn)量１／３～１／４用于工業(yè)鍋爐燃料，全國有幾十萬臺工業(yè)鍋爐，需配備數(shù)量巨大的蒸汽流量計，目前常用的儀表為孔板、渦街、均速管及分流旋翼式流量計，這些流量計在低干度下使用都不能令人滿意，是急待解決的問題。

油品 　　

燃料油從煉油廠生產(chǎn)后經(jīng)油庫到發(fā)油站供給汽車、船舶、飛機(jī)等交通工具使用油品計量涉及巨大經(jīng)濟(jì)利益，全國有數(shù)十萬個計量站在工作著，油流量計更是一個極為龐大的數(shù)目。目前大量使用的類型為容積式和渦輪流量計，容積式流量計類型很多，如橢圓齒輪、腰輪、刮板、旋轉(zhuǎn)活塞、螺桿雙轉(zhuǎn)子，圓盤等等。

3．環(huán)保工程

　　人口劇增，工業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展使得環(huán)境嚴(yán)重惡化，已經(jīng)達(dá)到危險的程度，國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策，它將是二十一世紀(jì)的的最大課題?？諝馕廴?、水污染要得到控制必須加強(qiáng)管理，而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬的煙囪日夜不停地向大氣排放濃煙，煙氣排放控制成為根治污染的重要項目。美國已經(jīng)立法規(guī)定煙廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，每個煙囪必須安裝煙氣分析儀和流量計，組成連續(xù)排放監(jiān)視系統(tǒng)（CEMS）。煙廢氣流量測量屬于困難的測量問題，它的難度有：
　　
　　　口徑大，如煙囪不規(guī)則形狀，幾米周長；
　　　氣體組分變化不定；
　　　流速范圍大，從極低速到高速；
　　　臟污、灰塵、腐蝕；
　　　流道為非圓截面，無相似性，通道內(nèi)流速分布復(fù)雜；
　　　無直管段，阻流件形狀復(fù)雜，速度畸變與旋轉(zhuǎn)流；
　　　無法個別標(biāo)定確定流量計儀表系數(shù)；
　　　靜壓，要求儀表低壓損；
　　　高溫（200℃以上）； 　

　　廢液、污水排放已嚴(yán)重污染江河湖泊，使本來已經(jīng)嚴(yán)重缺乏的水資源遭到破壞，已很緊張的水資源更是雪上加霜。廢液、污水排放的管理控制已是刻不容緩的任務(wù)。但是廢液污水流量計由于被測介質(zhì)臟污、口徑大、形狀特殊、壓頭低、流速范圍寬、不滿管流等亦是流量測量的困難問題。工廠企業(yè)及人民生活需要的流量計數(shù)量極為龐大，種類需多樣化才能適應(yīng)廣泛需求。
　　環(huán)保工程所需的流量計隨著工程的深入發(fā)展將不斷提出新的要求，如大規(guī)模的廢水再生設(shè)備、城市垃圾處理設(shè)備、工礦企業(yè)的水循環(huán)利用系統(tǒng)等都需種類繁多的流量計。
　　
4．交通運(yùn)輸

　　交通運(yùn)輸有五種方式：鐵路、公路、航空、水運(yùn)和管道輸送。在五種方式中管道輸送雖早已有之，但應(yīng)用尚不普遍。隨著環(huán)保問題的突出，管道輸送的特點引起人們的重視。例如煤炭一直由鐵路水運(yùn)輸送，裝卸及敞開運(yùn)輸污染環(huán)境不容忽視，采用管道水力輸送，不但迅速高效，密閉衛(wèi)生是很大優(yōu)點。管道輸送的物料有：原油、天然氣、水、壓縮空氣、煤炭、谷物、水泥、礦物……。世界管道運(yùn)輸主干線已達(dá)230萬公里，我國1996年底僅為1.9萬公里，處于落后狀態(tài)。管道運(yùn)輸必須裝備流量計，它是控制、分配調(diào)度的眼睛，亦是安全性（監(jiān)視物流堵塞）的監(jiān)測系統(tǒng)。管道運(yùn)輸流量計除傳統(tǒng)的流量計如孔板、電磁、容積式外，近年出現(xiàn)的相關(guān)流量計是極具潛力的的新型流量計，國內(nèi)已有用于混相流測量的實例。

5．生物技術(shù)
　　
　　據(jù)說二十一世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，以生物技術(shù)為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展，生物技術(shù)中需監(jiān)測的物質(zhì)很多，如血液、尿液、藥液、營養(yǎng)液等等，其被監(jiān)測對象很多為混相流、脈動流、非牛頓流體，亦是流量測量的難點。
 6．科研實驗
　　科研實驗需要的流量計不但數(shù)量多，品種極為繁雜，據(jù)統(tǒng)計流量計有100多種，其中很大一部分是應(yīng)科研實驗之需，它們并不批量生產(chǎn)在市面出售。我國有很多科研單位或大型企業(yè)有專門小組研制自己需要的流量計，特別是國防部門更是常事。

■ 化工中間試驗工廠
　　它是化工生產(chǎn)的一個中間環(huán)節(jié)，一種化工產(chǎn)品從實驗室研制到大批量生產(chǎn)必須經(jīng)中間試驗，這種實驗工廠可以說是生產(chǎn)實驗數(shù)據(jù)的工廠，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠是第一位，這里流量計是必備的儀表，它是監(jiān)測物料數(shù)量的儀表，由于規(guī)模小，大都是小、微流量的測量。
■ 發(fā)動機(jī)效率試驗
　　 發(fā)動機(jī)種類繁多，泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、動力機(jī)械等，發(fā)動機(jī)效率試驗必須檢測三個參數(shù)：溫度、壓力和流量。一般認(rèn)為流量測量比較困難，原因是其使用條件特殊，測量對象阻流件復(fù)雜，無直管段安裝條件，流體組分變化，流動為脈動流等。

7．海洋氣象，江河湖泊

　　這些領(lǐng)域為敞開流道，一般需檢測流速，然后推算流量。流速（流量）計一般所依據(jù)的物理原理及流體力學(xué)基礎(chǔ)理論與密封管道雖有共通之處，但儀表原理及結(jié)構(gòu)以及使用條件有很大差別，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）有專門技術(shù)委員會制訂此類流量計的國際標(biāo)準(zhǔn)。國際流量學(xué)術(shù)會議一般皆包括此部分內(nèi)容。
　　 我們列舉了七類應(yīng)用領(lǐng)域，它遍及國民經(jīng)濟(jì)各部門，ISO、IEC及OIML等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織設(shè)有眾多技術(shù)委員會制訂有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。
　　 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）有9個技術(shù)委員會涉及流量或流速的測量，它們是： TC（技術(shù)委員會）30（封閉管道）、TC113（明渠）、TC28（石油產(chǎn)品）、TC115（泵）、TC117（工業(yè)風(fēng)機(jī)）、TC118（壓縮機(jī)）、TC131（液壓）、TC112（真空技術(shù)）、TC116（采暖）。國際電工委員會（IEC）有3個委員會：TC4（水輪機(jī)）、TC5（汽輪機(jī)）、TC65（流程測控）。國際法制計量組織（OIML）有十余個國際建議或國際文件涉及流量測量。

二 流量測量的困難問題

　　流量測量的困難分為兩方面：流體特性和測量特性。

1． 流體特性

臟污流：流體臟污、沉積和堵塞，如煤氣、煙廢氣、污水等；
腐蝕流：管道腐蝕嚴(yán)重因而帶來臟污流，儀表耐蝕要求高；
高參數(shù)流：高溫、高壓、真空及低溫極端工作條件下的流量測量；
脈動流：發(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、泵出口流體脈動、石油天然氣井噴流脈動等；
大流量：管徑達(dá)數(shù)米，液體流量達(dá)108kg/h，氣體流量達(dá)106kg/h；
微流量：流量下限極低，液體為10-2kg/h，氣體為10-4kg/h；
高粘性流：流體粘度極高，雷諾數(shù)很低，粘度可達(dá)數(shù)帕斯卡?秒；
混相流：如氣液、液固、氣固及氣液固多相流；
質(zhì)量流：被測介質(zhì)工作時狀態(tài)及組分變化很大，體積測量法無法準(zhǔn)確測量；
蠕動流：流速極緩慢，雷諾數(shù)極低，大小口徑皆有，如瀝青、漿液等。
　前面介紹各應(yīng)用領(lǐng)域皆有一些實例。
　

2． 測量特性

現(xiàn)場工作條件惡劣，檢測件可靠性差；
流量為動態(tài)量，難以獲得高準(zhǔn)確度；
儀表結(jié)構(gòu)大都為法蘭連接，只在停流時才允許拆卸維修，有些生產(chǎn)過程連續(xù)進(jìn)行，只在大修時才能停流，中間儀表有故障無法檢修；
儀表實驗室校驗的工作條件與現(xiàn)場工作條件相差很大，準(zhǔn)確度偏離無法確定；
校驗設(shè)備龐大昂貴，校驗費(fèi)用亦不菲，周期校驗是個難題。

三 流量儀表的種類

　　有商品的流量計可分十大類，約100種：
　　
　　1． 差壓式流量計：2.浮子流量計；3.容積式流量計；4.渦輪流量計；5.電磁流量計；6.渦街流量計；7.超聲流量計；8.質(zhì)量流量計；9.插入式流量計；10.其他流量計
　　
　　按1992年出版《中國儀器儀表企事業(yè)大全》及1996/1997出版《中國計量器具制造單位及產(chǎn)品信息指南》初續(xù)集輯錄我國共有流量儀表企業(yè)229家，國外產(chǎn)品代理商及合資企業(yè)約50家。我國已擁有一個相當(dāng)規(guī)模開發(fā)和制造流量儀表的行業(yè)，各種企業(yè)所有制皆有，近年來私營與合資企業(yè)在增加，行業(yè)的特點為：

國外已商品化的產(chǎn)品國內(nèi)皆有相應(yīng)廠家生產(chǎn)，但產(chǎn)品品種規(guī)格及技術(shù)含量差距較大；
幾個五年計劃引進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，對國內(nèi)產(chǎn)品制造技術(shù)起到促進(jìn)作用，但消化吸收進(jìn)而自主創(chuàng)新不夠，在產(chǎn)品不斷更新情況下，單靠引進(jìn)已不能解決問題；
生產(chǎn)廠廠家數(shù)遠(yuǎn)大于國外，但產(chǎn)品低水平重復(fù)多，幾乎找不到名牌產(chǎn)品；
流量儀表科研單位經(jīng)費(fèi)投入少，無力進(jìn)行有份量的產(chǎn)品開發(fā)；
企業(yè)開發(fā)力量薄弱，產(chǎn)品更新?lián)Q代緩慢；
普遍欠缺流量校驗設(shè)備，全國流量量值傳遞系統(tǒng)尚未真正建立起來，影響全國流量量值傳遞的準(zhǔn)確一致。

四 流量測量與儀表的主要問題 　　

主要問題有兩個：儀表的可靠性和準(zhǔn)確度

1． 可靠性
　　
　　可靠性包括儀表質(zhì)量及可維修性，流量儀表是現(xiàn)場儀表，檢測件與被測介質(zhì)直接接觸，面臨惡劣的工作條件，要求儀表有百分之一百的可靠是不現(xiàn)實的，但在發(fā)生故障時如能方便維修，維修代價不大，應(yīng)該說亦是儀表可靠的一個方面。流量儀表工作的特點：

　 　儀表要能經(jīng)受被測介質(zhì)化學(xué)腐蝕、結(jié)垢、磨蝕、堵塞、相變、耐溫、耐壓、……的影響； 　　 　　
　 　由于儀表與管道用法蘭連接成一體，有時拆卸維修更換非常困難，特別是高溫高壓大口徑管道，給周期檢驗造成很大困難；
　 　對于連續(xù)生產(chǎn)過程,不允許中間停流拆卸,檢測件發(fā)生故障無法拆卸檢修，如何處理是個棘手問題；
　 　國內(nèi)因設(shè)備工藝落后,管理不善,流體介質(zhì)一般比國外要臟污，如天然氣、煤氣、水等，這樣對流量計使用性能提出更高要求。 提高流量計可靠性可采用以下辦法：
　 　提高儀表質(zhì)量；
　 　改變結(jié)構(gòu)形式，如采用不斷流型插入式結(jié)構(gòu)，亦可在測量系統(tǒng)上想辦法，如多管并聯(lián)管道便于清洗及更換；
　 　加強(qiáng)現(xiàn)場維護(hù)管理。

2． 準(zhǔn)確度
　
　　儀表的重復(fù)性是儀表本身的特性，而準(zhǔn)確度是外加的特性。一臺流量計準(zhǔn)確度高，首先要重復(fù)性高，然后用高準(zhǔn)確度的量值傳遞系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)求得高準(zhǔn)確度的儀表系數(shù)（或流出系數(shù)）。

　　對于流量計的準(zhǔn)確度要注意這種儀表的特點，英國著名的流量專家F.C.Kinghom說得好：流量計是使用比制造要艱難得多的少數(shù)儀表之一，在實驗室它可以得到極高的準(zhǔn)確度，但是在使用現(xiàn)場，一旦條件變化，一切全都白廢。

　　儀表制造廠產(chǎn)品說明書上列舉的準(zhǔn)確度是指實驗室校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，它稱為基本誤差，儀表在現(xiàn)場工作由于使用條件與實驗室工作條件不同會產(chǎn)生附加誤差，現(xiàn)場的準(zhǔn)確度是基本誤差與附加誤差的合成，合成不一定為簡單的代數(shù)和，要視具體情況而定。因此，現(xiàn)場儀表誤差估計是一項復(fù)雜的工作，只有既熟悉儀表特性和被測對象，又掌握誤差理論的人才能做出正確的估計。
　　流量計的準(zhǔn)確度涉及流量量值傳遞的知識，這里做點簡介：

　　流量是自然界不存在實物標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)出量，它由基本量（長度、質(zhì)量、時間和溫度）在特定條件下綜合得出，量值的實物標(biāo)準(zhǔn)（稱為原始標(biāo)準(zhǔn)）實際上就是一座流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，在裝置上把各基本量綜合為導(dǎo)出量，然后把量值傳遞給一臺或一組流量計，它稱為工作基準(zhǔn)或傳遞標(biāo)準(zhǔn)，用傳遞標(biāo)準(zhǔn)（量值的載體）向下一級標(biāo)準(zhǔn)（亦為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）傳遞流量量值。籍助于傳遞標(biāo)準(zhǔn)把全國的流量量值統(tǒng)一（一致）起來。國際間的流量量值的統(tǒng)一是用國際間的裝置比對來達(dá)到的。在各類檢測參數(shù)量值傳遞系統(tǒng)中流量的量值傳遞系統(tǒng)是較困難建立的一類，因為流量量值有以下特點：

　?。?）流量是自然界不存在實物標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)出量，需在特定條件下由基本量（長度、質(zhì)量、時間、溫度等）合成；

　?。?）流量是一個動態(tài)量，它是一個只有當(dāng)流體發(fā)生運(yùn)動時才實際存在的物理量，因此它不僅是基本量的靜態(tài)組合，又由于其動態(tài)性質(zhì)，流量量值受到許多復(fù)雜因素的影響，例如流體內(nèi)微觀分子之間的相互作用，宏觀的湍流、旋渦運(yùn)動等，在具體的管道中還受到邊界條件（管壁）的制約。

　?。?）流量量值需通過流體介質(zhì)的物理變化得以反映，因此用于校驗的介質(zhì)最好就是使用介質(zhì)，但介質(zhì)有千萬種，不可能按此原則辦，只好采用模似媒介，然后通過介質(zhì)換算把流量量值傳遞到工作介質(zhì)；

　?。?）存在于不同工作狀態(tài)的流體介質(zhì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，因此流量量值在不同工作狀態(tài)時必須考慮該因素的影響；

　?。?）流量量值基準(zhǔn)與工作儀表的準(zhǔn)確度差別不可能太大（如目前基準(zhǔn)為10-4，而工作儀表有達(dá)10-3的），它們的數(shù)量級差別不像基本量或其他導(dǎo)出量那么大，量值傳遞時標(biāo)準(zhǔn)的誤差一般不能忽略，校準(zhǔn)流量計時，誤差的估算較復(fù)雜；

　　（6）由基準(zhǔn)向工作儀表傳遞量值由于參比工作條件難以維持，影響量漸趨復(fù)雜，誤差估算困難程度逐漸加大；

　　（7）流量量值準(zhǔn)確度不高（目前最高準(zhǔn)確度不高10-4）原因在于其導(dǎo)出動態(tài)的和綜合的性質(zhì)。

五、流體的物理性質(zhì)（物性參數(shù)）

(一)為什么需要研究流體的物性參數(shù)？
　　
　　流體物性對流量計特性的影響是流量計開發(fā)和使用的主要問題之一，物性對流量計物性的影響程度視工作原理而異，目前最通用的幾類流量計（差壓、浮子、容積、渦輪、渦街、電磁、超聲、熱式等）影響流量計特性的主要物性為密度（包括氣體壓縮系數(shù)、濕度等）、粘度、等熵指數(shù)、電導(dǎo)率、聲速、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)等。其中尤以密度和粘度的影響最為重要。

　　掌握流體物性參數(shù)在流量計制造與使用中有三方面用途：
　　
（1） 選型的依據(jù)
　　流量計的選型主要需了解儀表性能和被測對象的情況兩方面，所謂知己知彼，百戰(zhàn)不殆。在現(xiàn)場使用中，不乏因流體物性參數(shù)掌握不足或不準(zhǔn)而使測量達(dá)不到要求的實例；

（2） 流量計的設(shè)計計算

　　在流量方程中物性參數(shù)是主要參數(shù)之一，要使設(shè)計計算準(zhǔn)確可靠，基本數(shù)據(jù)的提供是不可缺少的；

（3） 現(xiàn)場使用與維護(hù)

　　流體物性變化是使用中產(chǎn)生測量附加誤差的主要來源之一，要降低測量的附加誤差應(yīng)深入探討它對流量計特性的影響。
　　
(二)關(guān)心哪些物性參數(shù)？
　　
　　1 密度；2 粘度；3 導(dǎo)電率；4 聲速；5 導(dǎo)熱系數(shù)；6 等熵指數(shù)；7 比熱容；8 化學(xué)腐蝕；9 結(jié)垢；10 潤滑性；11 相變；12 磨蝕性。
　　
(三)物性參數(shù)存在的問題
　　
1.物性參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度低，置信度差及數(shù)據(jù)不統(tǒng)一

　　流量測量用的物性參數(shù)數(shù)據(jù)一般取自各種物理、化學(xué)及工程手冊，由于來源混雜，數(shù)據(jù)不一致，各種手冊使用對象要求不同，難以滿足流量測量高準(zhǔn)確度及需明確準(zhǔn)確度數(shù)值的要求，許多流體的物性數(shù)據(jù)不足，甚至完全沒有，特別如高參數(shù)（高壓、高溫、低溫、高真空度等）流體及多元流體（流體混合物）的物性參數(shù)，不但置信度差，甚至完全缺少；
　　
2.在線物性測量儀器缺乏，質(zhì)量差、應(yīng)用范圍窄

　　為了提高流量測量的準(zhǔn)確度，急需開發(fā)在線物性測量儀器，以使在測量過程中進(jìn)行在線的修正，目前密度和粘度在線測量儀器（變送器）不但技術(shù)復(fù)雜，價格昂貴，且應(yīng)用范圍窄，因此無法大量推廣應(yīng)用；
　　
3.缺少專用的物性手冊

　　考慮到物性參數(shù)對測量準(zhǔn)確度的影響，國外已有對少數(shù)物性參數(shù)制訂物性國家標(biāo)準(zhǔn)，但是對于大量物性參數(shù)急需編纂一本流量測量物性參數(shù)專用手冊較為現(xiàn)實，手冊可以提供較齊全與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。尤其隨著計算機(jī)使用的普及，物性參數(shù)僅用圖表已不能滿足要求，急需提供各種計算式便于使用。

六、流體的流動特性
　　
　　為什么關(guān)心流體的流動物性？首先看一下實驗室的參比工作條件，按照GB9248-88 《不可壓縮流體流量計性能評定方法》實驗室的工作條件可分為：

1 環(huán)境條件，2 動力條件，3 流體條件。

1.環(huán)境條件
　?。?） 標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：溫度20℃，相對濕度65%，大氣壓力101．3kPa；
　　（2） 參比大氣條件：溫度20℃±2℃，相對濕度60%-70%，大氣壓86-106kPa；
　?。?） 一般大氣條件：溫度15-35℃，相對濕度45%-75%，大氣壓力86-106kPa；
　?。?） 其他：磁場和機(jī)械振動可忽略不計。
　　
2.動力條件
　　電源電壓公稱值的±1%，頻率公稱值的±1%，諧波含量小于5%（交流電源），紋波含量小于0.2%（直流電源）。
　　
3.流體條件
　?。?） 具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布；
　?。?） 充滿圓管的單相流體；
　?。?） 牛頓流體；
　?。?） 定常流。

　　我們前面已談過，工作條件遵守上述條件校驗得到的誤差為基本誤差，而偏離這些條件將產(chǎn)生附加誤差。在現(xiàn)場流體流動特性中的具有充分發(fā)展的湍流速度分布、無旋渦、速度軸對稱分布及定常流常是難以滿足的，它們將造成測量誤差的增大，有時增大多少難以定量確定，因此在現(xiàn)場使用中必須密切注意流動特性的情況，以下我們對流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流及非定常流的影響作一簡介。

　　1.流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流
　　流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對流量計特性的影響因工作原理而異，有的很嚴(yán)重，有的無甚影響，一般來說，推理式流量計（差壓、渦輪、渦街、超聲、電磁等）都要受影響，而容積式流量計不受或基本不受影響。速度分布畸變對流量計特性的影響非常復(fù)雜，難以掌握，其困難問題有：

　　（1） 不同的速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對各種類型流量計的影響是不一樣的；

　?。?） 由于儀表殼體內(nèi)流場的復(fù)雜性，很難預(yù)測（難以用理論計算）速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流對各種類型流量計的影響程度，基本上要依靠實驗方法來確定；

　?。?） 要進(jìn)行各種類型流量計在各種速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流下的流量物性影響試驗，不但工作量太大，經(jīng)濟(jì)上耗費(fèi)亦很難承擔(dān)；

　?。?） 用戶難以滿足流量檢測件上下游直管段所需要的作業(yè)空間，因此速度分布畸變及旋轉(zhuǎn)流具有普遍性。

　　2.非定常流

　　在現(xiàn)場使用中非定常流并不少見，非定常流可分為二大類：周期性脈動和隨機(jī)性波動。在發(fā)動機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等出口的流動可見周期脈動，而管道中的流動受阻流件及管道系統(tǒng)的干擾一般都存在隨機(jī)性波動。至今還沒有明確規(guī)定流量所需要的定常流條件的定量指標(biāo)。在流量測量標(biāo)準(zhǔn)中只是含糊地規(guī)定：管道內(nèi)的流量應(yīng)該不隨時間而變化，或?qū)嶋H上只隨時間有微小和緩慢的變化。至今國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)只頒布一個技術(shù)報告ISO/TR3313《用孔板、噴嘴或文丘里管測量管道中的脈動流》，它不是正式標(biāo)準(zhǔn)，并且只適用于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，其他類型流量計在非定常流中會產(chǎn)生多大附加誤差至今尚缺少可靠的試驗數(shù)據(jù)。

七、理想流量計試探
　　
　　用戶選表總想找到一種理想的流量計以解決它的問題，而流量計制造廠都力圖制造出一種理想流量計以適應(yīng)更廣泛的需要?？偨Y(jié)千百種流量計的所有優(yōu)點可以提出理想流量計的條件如下。

　　1．檢測件無阻礙物；
　　2．檢測件可夾裝在管道外部，可隨意移動在任何地點測量而無須截斷管道與流體；
　　3．儀表的流量計算方程簡單明確，可外推到未知領(lǐng)域而無須實流校驗；
　　4．頻率脈沖輸出信號，數(shù)字式儀表，便于遠(yuǎn)傳抗干擾及與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；
　　5．儀表輸出信號不受流體介質(zhì)物性的影響；
　　6．儀表輸出信號不受流體流動特性的影響；
　　7．儀表復(fù)現(xiàn)性高；
　　8．儀表范圍度寬，線性好；
　　9．儀表可靠性高，價格適宜，維修技術(shù)不復(fù)雜；
　　10.無須個別實流校驗，或只須“干校”，或在一、二種介質(zhì)中校驗可推廣到各種介質(zhì)；
　　11.檢測件輸出信號直接反映質(zhì)量流量。

　　可以說至今并沒有出現(xiàn)上述的理想流量計，所有流量計都多少具備一些上述條件，只不過有的多些，有的少些。所有流量計制造廠試制新產(chǎn)品都力圖能更多地具備上述條件。

八、流量儀表的選用
　　
　 　流量儀表的選型對儀表能否成功使用往往起著很重要的作用，由于被測對象的復(fù)雜狀況以及儀表品種繁多，產(chǎn)品質(zhì)量難以掌握等情況，使得儀表的選型感到困難。沒有一種十全十美的流量計，各類儀表都有各自的特點，選型的目的就是在眾多的品種中揚(yáng)長避短，選擇自己最合適的儀表。

　 　一般選型可以從五個方面進(jìn)行考慮，這五個方面為儀表性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環(huán)境條件方面和經(jīng)濟(jì)因素方面。五個方面的詳細(xì)因素如下： 　

　　1.儀表性能方面

　　準(zhǔn)確度、重復(fù)性、線性度、范圍度、流量范圍、信號輸出特性、響應(yīng)時間、壓力損失等；

　　2.流體特性方面

　　流體、溫度、壓力、密度、粘度、化學(xué)腐蝕、磨蝕性、結(jié)垢、堵塞、混相、相變、電導(dǎo)率、聲速、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容，等熵指數(shù)；

　　3.安裝條件方面

　　管道布置方向，流動方向，檢測件上下游側(cè)直管段長度、管道口徑、維修空間、電源、接地、輔助設(shè)備（過濾器、消氣器）、安裝、脈動等；

　　4.環(huán)境條件方面

　　環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等；

　　5.經(jīng)濟(jì)因素方面

　　儀表購置費(fèi)、安裝費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、校驗費(fèi)、維修費(fèi)、儀表使用壽命、備品備件等。

　　儀表選型的步驟如下：

　　1. 依據(jù)流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾類型以便進(jìn)行選擇);
　　2. 對初選類型進(jìn)行資料及價格信息的收集,為深入的分析比較準(zhǔn)備條件;
　　3. 采用淘汰法逐步集中到1-2種類型,對五個方面因素要反復(fù)比較分析最終確定預(yù)選目標(biāo)。