現(xiàn)場使用的流量計為何不能象在實驗室中那樣精準

流量計在現(xiàn)場應用時受制于工藝條件，不可能和實驗室有一樣的理想條件，所帶來的誤差也就在所難免，其中有些影響因素(如流體的物性，性狀)是可以通過修正減弱或消除，而有些則不可能，如面對萬千種阻力件及其結合所帶來的復雜流場，它們難以通過實驗室模擬重現(xiàn)，無法修正，而它們卻又是影響流量儀表(特別是曾占流量儀表市場中大部分的經(jīng)典式節(jié)流裝置)提高準確度最大的障礙。

    排除流量計的原理與結構等自身方面的原因，影響其準確度的外在因素主要歸結為以下三個方面：

一、流體的性狀

    在工業(yè)現(xiàn)場通過流量計的流體不可能如實驗室所用流體那么潔凈，它們可能會有沉淀物、有腐蝕性。使用一段時間后，還會在管邊檢測件上產(chǎn)生積垢、磨損、腐蝕。在管壁上的沉淀物將改變管道的壁厚及粗糙度。對標準孔板而言會改變β值，造成±3~10%的誤差；對渦輪、轉子、容積式流量計的運動件造成磨損、 腐蝕，輕則產(chǎn)生誤差，重則無法工作；對電磁流量計的電極、超聲流量計的換能器、熱式流量計的熱電阻的污染會降低其靈敏度，增大誤差；對差壓式流量計取壓孔的造成阻塞，等等。當然這個過程是緩慢的，但絕不能掉以輕心，一般來說只要重視定期維修也可以減輕(或消除)其影響。

二、流體的物性

    在試驗中常用的介質為水、空氣及油品，而在現(xiàn)場應用中面臨的將是數(shù)以萬計的各種流體，其物性(如密度、黏度、電導體、導熱系 數(shù)，聲速、成分等)均不同于在試驗中常用的介質，將或多或少地影響流量計的準確度。但這些流體的物性可以通過一些工程手冊查到，并給予修正以減輕其影響。這也是流量儀表智能化

三、流動的特性

    在實驗室中，流量儀表應處于較為理想的流動狀態(tài)中，一般有以下幾種類型：

1、牛頓流體：在流程工業(yè)中，除食品工業(yè)多為牛頓流體。

2、定常流：測量管段中流量不隨時間變化的一種流動狀態(tài)，但有緩慢的變化是允許的，在工業(yè)中所說的脈動流(流量隨時間變化較快的一種流動狀態(tài))即非定常流。在工業(yè)現(xiàn)場中由于泵、壓氣機、 鼓風機、某些調(diào)節(jié)器、閥門的振蕩都將產(chǎn)生脈動流，它將給流量儀表帶來較大的誤差。早在1956年Head 就提出了這個問題，并提出了脈動系數(shù)Ip的概念，以界定脈動流對流量測量的影響，并認為當Ip小于0.03時就可以視為定常流；大于0.03就應給予重視。

    脈動流會給流量計帶來誤差，這種影響對差壓式流量儀表尤為嚴重。對渦輪流量計脈動流會引起轉子轉速的變化；對渦街流量計而言，如脈動的頻率與渦街頻率相近，將產(chǎn)生所謂“同步現(xiàn)象”，也會產(chǎn)生很大的誤差。對流體而言，氣體的可壓縮性優(yōu)于液體，脈動流在流動中將很快被衰減，對流量儀表的影響將小于液體。人們關注脈動流對流量儀表的影響已近60年，雖然也開展了許多研究力圖進行修正，但至今尚缺乏足夠的數(shù)據(jù)。當前常用的方法是在管道中采用濾波器來消除(或減輕)它的影響。

3、單相流體：流量儀表在對單相和多相流體的測量結果有很大的差異，這里我們只討論單相流量儀表的測量，流量儀表也僅是在單相流量實驗室進行校驗，而在現(xiàn)場應用中，將不可避免地會遇到多相流體的問題。

    在流程工程中，由于流體流經(jīng)各種阻力件，將不可避免 地產(chǎn)生摩阻、分離，以及由于截面的變化、壓力的下降，使溶于液相中的氣相分離出來產(chǎn)生空穴，對于節(jié)流裝置來說由于孔板的流動變化較為劇烈產(chǎn)生空穴的機率將為文丘利管的8倍，道爾管的三倍，空穴的產(chǎn)生如能限制在一定范圍內(nèi)，所產(chǎn)生測量誤差可高達20%，如果失控發(fā)展太大，將可能損壞儀表。

    對于氣固、及液固兩相流來說，對于流量儀表的測量也將帶來較大的誤差及危害。避免的方法，是盡可能地將流量儀表安裝在垂直的管道上方，以避開固相的沉積。

    眾所周知，管道中的流速分布影響了絕大部分原理(科氏、容積除外)流量儀表的準確度，所以ISOTC30 規(guī)定流量儀表要保持較高的準確度必需安裝在充分發(fā)展紊流中，當然流量實驗室也應具有充分發(fā)展紊流，這樣校驗的流量系數(shù)才有意義。一般來說，只要具備了30D(D為管道內(nèi)徑)的直管段長度就可獲得充分發(fā)展紊流。

    但是在工程日益現(xiàn)代化、大型化的趨勢下，工程中管徑日益增大，工藝設計從節(jié)約場地出發(fā)從未考慮流量儀表維持較高準確度所必需的直管段長度，且現(xiàn)場的阻力件品種成千上萬，組合形形色色，管道中的流速分布十分復雜，在試驗室理想條件下所校驗的流量系數(shù)，由于流場差異，不可能無誤地傳遞給現(xiàn)場的流量儀表，因此難以得到較高的準確度。