無論是進(jìn)行工廠改造、工藝改進(jìn)還是項目擴(kuò)展，充分做好應(yīng)用和安裝方面的準(zhǔn)備工作都將節(jié)省您的時間和費用，并確保*次成功。

如何正確地選擇一臺熱式氣體質(zhì)量流量計呢？接下來的10個關(guān)鍵問題*先需要您了解、考慮，然后做出精確回答。準(zhǔn)備好這10個問題的答案，有利于您和工程師、生產(chǎn)廠家、或者當(dāng)?shù)氐拇砩谈行У臏贤ā?/p>

1、安裝精度需求是多少？

僅查閱制造商產(chǎn)品資料中的一般性說明是不夠的。安裝精度必須考慮到流量計本身的基本測量精度，加上標(biāo)定（實標(biāo)標(biāo)定還是等效標(biāo)定，參考下列描述）和氣流擾動，以及氣體和安裝溫度、流量計的溫度補償能力。

實際氣體標(biāo)定，還是等效氣體標(biāo)定？

任何情況下，熱式氣體質(zhì)量流量計在實際的過程溫度和過程壓力條件下進(jìn)行實際的氣體標(biāo)定，經(jīng)常會擁有*佳的測量精度。當(dāng)需要*佳的測量精度和重復(fù)性時，實際氣體標(biāo)定就是*好的解決方案。

然而，在某些情況下，實際氣體標(biāo)定可能并不實用、無法實現(xiàn)或者造價非常高，那么等效氣體標(biāo)定就成了**的選擇。這些情況包括，但不限于，復(fù)雜的混合氣體或者各種安全因素。

此外，在精度和重復(fù)性需求較差的應(yīng)用中，使用替代氣體（通常是空氣）進(jìn)行等效標(biāo)定可能是一種可接受的、成本較低的替代方法。等效標(biāo)定是基于理論計算，其精確性仍然存在很大的爭議。如果只是為了節(jié)省采購價格，應(yīng)當(dāng)心產(chǎn)品是不是等效氣體標(biāo)定。信譽良好的制造商會在您訂購之前，根據(jù)您指定的安裝條件和標(biāo)定過程，為您提供預(yù)期測量精度。

2、 被測量氣體的類型是什么？

氣體類型是空氣、惰性氣體，還是碳?xì)浠衔餁怏w（圖1）？是單一氣體還是混合氣體？如果是混合氣體，氣體組分比例是多少？氣體混合物會變化嗎，如果改變，以什么比例改變？是純凈氣體還是臟氣體，如果是臟氣體，是否可以確認(rèn)并量化？氣體是干燥的、霧狀、還是濕氣，是否能量化水分/濕氣的含量？介質(zhì)是否有腐蝕性？

圖1 – 指定熱式氣體質(zhì)量流量計時，需要清楚氣體類型

干燥、清潔的氣體，所有的測量技術(shù)可能都可以對其進(jìn)行測量。但是如果氣體是濕的，恒功率技術(shù)則已經(jīng)被證明具有更好的優(yōu)勢。如果氣體中存在液滴或者冷凝現(xiàn)象，目前有兩家制造商可以提供解決方案：一家是提供一個300℃過熱的傳感元件，當(dāng)液滴接觸到傳感元件之前或接觸時使其快速蒸發(fā)；另一家則提供了一個機(jī)械分流物理裝置，防止液滴或冷凝物接觸到傳感元件。

熱式氣體質(zhì)量流量計的測量原理涉及由氣體流動引起的熱傳遞。氣體中的任何水分或冷凝物接觸到被加熱傳感器時，都可能導(dǎo)致突然、快速的傳熱變化，從而導(dǎo)致讀數(shù)出現(xiàn)波動、跳變，造成不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定的流量測量。恒溫差（CT）測量原理的流量計對水滴特別敏感，而恒功率（CP）測量原理的流量計，由于其被加熱的傳感元件的溫度比空氣的露點稍微高一點，所以受濕氣影響較小。

3、量程范圍需求是多少？

熱式氣體質(zhì)量流量計*引人注目的一個特點就是它擁有較寬的量程比（圖2），多數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的量程比是100：1。不同的供應(yīng)商和設(shè)計技術(shù)，流量測量能力有很大的不同。由于傳感器加熱功率的限制，CP測量原理要比CT測量原理的量程范圍大的多。FCI擁有特殊的技術(shù)，*大量程比可以達(dá)到1000：1（300mps）。

4、需要的響應(yīng)時間是多長？

雖然“響應(yīng)速度越快越好”看起來是正確的選擇，但是在流量測量中這不一定是正確的。如果熱式氣體質(zhì)量流量計參與PID回路控制，響應(yīng)過快會產(chǎn)生過多的閥門響應(yīng)（顫振），從而導(dǎo)致無法實現(xiàn)穩(wěn)定的流量控制或閥門過早故障。相反，如果響應(yīng)太慢，控制閥的動作可能會延遲太多，從而無法達(dá)到預(yù)期的控制效果。此外，如果空氣/氣體中有任何夾帶的濕氣(例如，冷凝水滴)，當(dāng)水滴接觸到傳感元件時，快速響應(yīng)的熱式氣體質(zhì)量流量計將產(chǎn)生非常不穩(wěn)定的讀數(shù)。

5、安裝管道的類型和尺寸?

安裝管道是圓形還是矩形管道？管道的內(nèi)徑和外徑分別是多少？如果安裝方式是插入式流量計，安裝底座的尺寸是多少？是否需要加裝球閥？以上這些都是重要的考慮因素，原因有三：一、小管徑管道需要選擇在線式流量計，而不是插入式；二、如果是插入式流量計，有單點或者多點平均解決方案可以推薦；三、確認(rèn)傳感器插入長度正確，以確保插入到適當(dāng)?shù)纳疃取＃▎吸c式流量計應(yīng)用，傳感器建議安裝在管道的中心線上）（圖3）

圖3-1 小管徑安裝可能需要不同的過程連接

圖3-2 超大管徑安裝，*初就明確了高溫隔離、多塵、室外高空、Div.1/Zone 1Ex區(qū)域，以確保*次成功

6、合適的直管段長度是多少？

為了能使現(xiàn)場實際應(yīng)用達(dá)到在實驗室條件下標(biāo)定的性能規(guī)范，熱式氣體質(zhì)量流量計需要一個重復(fù)性高的流體剖面（圖4）。正常情況下，上游需要連續(xù)的15 ~ 20倍直管段，下游需要連續(xù)的5 ~ 10倍直管段，才能保證可重復(fù)的流體剖面。毋庸置疑，這是流體動力學(xué)物理定律。如果沒有足夠長的直管段，信譽良好的制造商將提供精度降低的量化信息。此外，所有知名的制造商都能提供一些流體調(diào)整技術(shù)，確保在直管段不足的情況仍能保證流量計的精確、重復(fù)測量。

圖4 – 考慮直管段長度要求和流體調(diào)整器

7、儀表安裝區(qū)域的環(huán)境和條件要求是什么？

儀表是安裝在室內(nèi)、室外的屋檐下，還是完全暴露在室外（圖5）？采用分體式結(jié)構(gòu)將電子電路部分遠(yuǎn)傳安裝是否會對安裝有利？遮陽板能遮蔽變送器和顯示板嗎？儀表封裝IP或者NEMA類型是否滿足或高于安裝條件要求？

圖5 – 室外強光直射，需要了解安裝位置的環(huán)境條件

儀器是否會暴露在腐蝕性環(huán)境中（例如海水，高壓或蒸汽沖擊）？塑料外殼可以完好的存在嗎？封裝表面油漆會脫落嗎，或者油漆脫落后鋁制封裝會鈍化嗎？碳鋼封裝是否會生銹？不銹鋼封裝是否值得改進(jìn)投資？

儀表是否可能會暴露在工藝本身輻射熱量的高溫條件下運行，或者安裝管道是否具有保溫層？電子線路部分是否應(yīng)該遠(yuǎn)離傳感器元件，以避免暴露在工藝產(chǎn)生的過熱輻射中？如果管道具有保溫層，在計算傳感器的插入深度時請將這段厚度和過程連接的高度一并考慮進(jìn)去。

安裝是否受到爆炸性氣體的影響，是否獲得Ex等級/區(qū)域的認(rèn)證？如果是，需要什么認(rèn)證等級，例如Div.1/Zone 1，Class I，Div.2/Zone 2等？如果是，需要提供哪個**批準(zhǔn)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（例如FM、ATEX）？儀表的完整性認(rèn)證是否獲得批準(zhǔn)？

8、需要什么類型的信號輸出，有幾種？

僅一路流量輸出（4-20Ma）是否可以滿足需求？如果期望同時具有溫度輸出，很多制造商會提供*二路溫度輸出信號。此外，一些制造商還會提供脈沖或頻率輸出。

或者，過程控制是否是基于總線通訊，例如HART，Modbus，F(xiàn)oundationFieldbus，PROFIBUS，BACnet，EtherNetIP或者其他協(xié)議？是否需要這些總線通訊的認(rèn)證、注冊信息，以確保成功集成？

將來，輸出信號模式是否會改變？例如，將來是否會把流量計當(dāng)前的4-20mA模擬量輸出信號改變?yōu)榭偩€通訊？如果是，請咨詢流量計是否能夠升級，如果可以升級，如何實現(xiàn)？輸出模式改變方式大有不同：一些制造商可能會要求將流量計發(fā)回到工廠，一些可能具有現(xiàn)場升級工具包，或者，還有一些同時嵌入模擬輸出和總線通訊，用戶可以在現(xiàn)場自由選擇。

9、需要用什么類型的過程連接？

流量計如何安裝在管道內(nèi)并被固定（圖6）？儀表是否安裝在或曾在帶壓狀態(tài)下被縮回拔出，如果是，縮回長度是多少？一些制造商只提供有限的選擇，而另一些制造商則能提供廣泛的選擇。

固定方式是什么：螺紋，法蘭，卡套式，NPT或公制螺紋？等級要求是什么？是否需要填料密封或者在線帶壓安裝？安裝球閥是否對維護(hù)有幫助？還要考慮到非標(biāo)準(zhǔn)或特殊過程連接將增加成本并延長交貨時間。

圖6 – 過程連接方式是什么

10、是否需要特殊定制、認(rèn)證或者文件？

在*初的考慮和應(yīng)用適用性過程中，經(jīng)常被忽視的是認(rèn)證和資格要求，這往往超出了基本的流量計性能。這些文件可能包括壓力測試、材質(zhì)證明、溯源報告、PMI和焊接**。如果熱式氣體質(zhì)量流量計被應(yīng)用于安全儀表系統(tǒng)，是否具有SIL認(rèn)證就是*好的驗證（圖7）。如果流量計被應(yīng)用于排放檢測（CEMS），是否需要增加特殊的性能（如校準(zhǔn)檢查例行程序）以符合當(dāng)?shù)氐囊?guī)定（如：US EPA,、歐洲QAL1等）。

總結(jié)

任何流量計的正確選擇都需要您考慮一些變量和要素，熱式氣體質(zhì)量流量計也不例外。由于技術(shù)、成本效益和*佳實踐方面的不斷改進(jìn)，熱式質(zhì)量氣體流量計已經(jīng)是一種日益流行的主流技術(shù)。充分準(zhǔn)備好這里列出的10個要素的答案，將花費您更少的時間來確定*適合的產(chǎn)品，并確保*次正確安裝成功。