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由于市場(chǎng)上有眾多的質(zhì)量流量計(jì)可供選擇，為找到合適的流量計(jì)以應(yīng)用似乎很困難，但是在比較流量計(jì)時(shí)明確目標(biāo)將使尋找流量計(jì)變得更加容易。首先，流量計(jì)的流量測(cè)量方式有所不同。儀表可以直接或間接測(cè)量流量，該測(cè)量可能取決于流體特性，也可能不取決于流體特性。例如，一個(gè)儀表使用差壓測(cè)量和已知?dú)怏w特性間接計(jì)算質(zhì)量流量，而另一臺(tái)儀表則直接且獨(dú)立于氣體特性計(jì)算質(zhì)量流量。

在流體兼容性，工作范圍，測(cè)量規(guī)格和價(jià)格方面，儀表之間也存在很大差異。本文介紹了為應(yīng)用選擇流量計(jì)時(shí)要考慮的四種常見(jiàn)儀表技術(shù)的基本操作原理和10個(gè)參數(shù)。

常見(jiàn)質(zhì)量流量技術(shù)的操作原理

科里奧利流量計(jì)

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用科里奧利原理直接測(cè)量質(zhì)量流量，而與流體特性無(wú)關(guān)。這些儀表包含一根或兩根以電子管的共振頻率進(jìn)行電磁振蕩的電子管，這種振動(dòng)是由傳感器沿著電子管長(zhǎng)度的不同點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的。沒(méi)有流量時(shí)，管對(duì)稱(chēng)振蕩，兩點(diǎn)之間沒(méi)有相位差。隨著流量的通過(guò)，管道發(fā)生扭曲，從而在兩點(diǎn)之間引起與流體質(zhì)量流量成正比的相移。此測(cè)量與壓力無(wú)關(guān)，并且的溫度影響是機(jī)械的或電子的，從而導(dǎo)致零位移，該位移比其他技術(shù)小一個(gè)數(shù)量級(jí)。

層流壓差流量計(jì)

層流質(zhì)量流量計(jì)通過(guò)差壓間接測(cè)量質(zhì)量流量。這些流量計(jì)包含將湍流轉(zhuǎn)換為層流的流量元件。傳感器測(cè)量這些流動(dòng)元件上的壓降，然后儀表使用此數(shù)據(jù)和Poiseuille（泊肅葉）方程計(jì)算體積流量。然后，儀表會(huì)在預(yù)裝的氣體特性表（考慮溫度和壓力）的幫助下，將該體積測(cè)量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。盡管涉及多個(gè)變量，但高精度傳感器可確保準(zhǔn)確的讀數(shù)。由于每種氣體的質(zhì)量流量計(jì)算不同，因此選擇正確的氣體非常重要。

熱式流量計(jì)

有兩種主要的熱式流量計(jì)技術(shù)，每種技術(shù)都使用溫度傳感器直接測(cè)量流量。此外，熱能表的測(cè)量取決于氣體的性質(zhì)，氣體的性質(zhì)會(huì)隨溫度而變化，因此它們中裝有氣體表。

種技術(shù)是熱旁通流量計(jì)，其工作原理是引導(dǎo)一小部分流體流過(guò)包裹在加熱元件中的毛細(xì)管，該毛細(xì)管在兩側(cè)帶有溫度傳感器。沒(méi)有流量時(shí)，傳感器之間沒(méi)有溫差。但是進(jìn)入的冷流通過(guò)個(gè)傳感器，溫度下降。然后，氣流在通過(guò)加熱元件時(shí)被加熱，并升高第二傳感器的溫度。傳感器之間的溫差與流量成正比。

第二種技術(shù)是熱能MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）或CMOS（互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體）流量計(jì)，它通過(guò)保持加熱的傳感器和流量溫度傳感器之間的溫差來(lái)工作。沒(méi)有流量時(shí)，傳感器之間的溫差恒定。流動(dòng)導(dǎo)致流動(dòng)溫度傳感器冷卻，并增加了加熱電流以補(bǔ)償該變化。該電流與質(zhì)量流量成正比。與熱旁路儀表相比，MEMS儀表的是響應(yīng)速度快且封裝尺寸小。

選擇質(zhì)量流量計(jì)的10個(gè)參數(shù)

·流量
·使用的氣體
·溫度
·運(yùn)行壓力
·壓力下降
·價(jià)格
·準(zhǔn)確性
·響應(yīng)時(shí)間
·預(yù)熱時(shí)間
·穩(wěn)定的測(cè)量范圍（調(diào)低）

流量，氣體選擇和溫度

首先，確保流量計(jì)與應(yīng)用的流量，氣體選擇和溫度兼容是很重要的，各種技術(shù)的這些范圍如圖1所示。

科里奧利儀表可在的流量和溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，對(duì)于某些高流量，高溫應(yīng)用而言，它是一個(gè)可行的選擇。對(duì)于流量極低的應(yīng)用，層流和熱旁路流量計(jì)是更好的選擇。在氣體兼容性方面，所有儀表都可與普通氣體一起使用。但是科里奧利流量計(jì)是與某些較難的氣體（如NO2）兼容的儀表，NO2與N2O4的比例未知。

工作壓力和壓降

接下來(lái)要考慮的參數(shù)是工作壓力和壓降。由于壓力調(diào)節(jié)器和泵通常很便宜，因此在大多數(shù)應(yīng)用中壓力控制很容易調(diào)節(jié)。雖然，有些應(yīng)用需要嚴(yán)格調(diào)節(jié)操作壓力，例如化學(xué)反應(yīng)或最小壓力降，例如體積計(jì)校準(zhǔn)。圖2表明，熱旁路和科里奧利儀表在高壓應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)，而科里奧利儀表實(shí)際上在低壓降應(yīng)用中變得不兼容。

價(jià)格/準(zhǔn)確性權(quán)衡

精度更高的儀表成本更高，并且取決于儀表的類(lèi)型和流速，即使稍微提高精度也可能會(huì)很昂貴，如圖3所示。例如，在流速較低時(shí)，層流流量計(jì)的成本約為1,000美元，而更高的儀表精度科里奧利流量計(jì)的成本約為5,000美元。但是流速高的儀表價(jià)格都較高。

對(duì)于某些應(yīng)用，高精度是*的。例如，某人在小型生物制藥實(shí)驗(yàn)室中工作的應(yīng)用程序，該實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃擴(kuò)大規(guī)模以進(jìn)行批量生產(chǎn)，并希望地減少不準(zhǔn)確度。但是在其他應(yīng)用中，較低精度的儀表就足夠了，這可以節(jié)省很多錢(qián)。

價(jià)格/響應(yīng)時(shí)間的權(quán)衡

儀表之間的響應(yīng)時(shí)間可能會(huì)有很大差異，而改進(jìn)它的代價(jià)也可能很高，根據(jù)尺寸，處理器和固件的不同，科里奧利儀表的響應(yīng)時(shí)間從1 ms到500 ms不等。較大的流量管通常以較低的頻率振蕩，并具有較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間。

層流流量計(jì)在中等流速范圍內(nèi)具有響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于極低的流量，由于流量體的尺寸較大，層流計(jì)需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)檢測(cè)壓差的微小變化。對(duì)于較大的流量，層流計(jì)軟件會(huì)求平均值以消除測(cè)量噪聲，這也會(huì)減慢響應(yīng)時(shí)間。

現(xiàn)在，想象一下在光纜制造工廠中工作的情況，那里通常要凈化多個(gè)預(yù)成型坯，并且一次要抽出多根光纖，而所有這些壓力都來(lái)自同一壓力源。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，其他運(yùn)行停止和啟動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致幾次壓力下降和峰值，這些壓力變化會(huì)導(dǎo)致延遲和批次浪費(fèi)。此處的快速響應(yīng)時(shí)間可以快速糾正壓力變化，從而限度地減少了浪費(fèi)的時(shí)間和資源。

價(jià)格與預(yù)熱時(shí)間

設(shè)備的預(yù)熱時(shí)間可能從幾秒鐘到幾分鐘不等。對(duì)于某些應(yīng)用，更長(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間可能僅是一個(gè)小麻煩。但是，想象一下在惡劣天氣下使用一種設(shè)備校準(zhǔn)室外空氣采樣器的情況。在這種情況下，快速的預(yù)熱時(shí)間至關(guān)重要，因?yàn)檫@意味著每個(gè)站點(diǎn)所需的時(shí)間更少。在這里，熱能MEMS和層流流量計(jì)是理想的選擇，因?yàn)樗鼈兊念A(yù)熱時(shí)間以秒為單位，而不是幾分鐘。此外，如圖5所示，MEMS較便宜，并且如果它滿足所有其他應(yīng)用需求，則是理想的選擇。

價(jià)格/調(diào)低權(quán)衡

調(diào)節(jié)器的確切含義在制造商之間可能會(huì)略有不同，但這實(shí)際上是電表的工作范圍。如圖6所示，該比率將根據(jù)設(shè)備和氣體選擇而有所不同。例如，某些制造商的儀表對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體的量程比為10,000：1，但是防腐型儀表的量程比僅為100：1。如果應(yīng)用程序在較大的流量范圍內(nèi)運(yùn)行或使用不常見(jiàn)的氣體，則可能需要具有大量程比的儀表，甚至需要兩個(gè)單獨(dú)的儀表，以成本的那個(gè)為準(zhǔn)。