無(wú)論是進(jìn)行工廠改造、工藝改進(jìn)還是項(xiàng)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(shí)間和費(fèi)用，并確保*次成功。

如何正確地選擇一臺(tái)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)呢？接下來(lái)的10個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題*先需要您了解、考慮，然后做出精確回答。準(zhǔn)備好這10個(gè)問(wèn)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(shuō)明是不夠的。安裝精度必須考慮到流量計(jì)本身的基本測(cè)量精度，加上標(biāo)定（實(shí)標(biāo)標(biāo)定還是等效標(biāo)定，參考下列描述）和氣流擾動(dòng)，以及氣體和安裝溫度、流量計(jì)的溫度補(bǔ)償能力。

實(shí)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(jì)在實(shí)際的過(guò)程溫度和過(guò)程壓力條件下進(jìn)行實(shí)際的氣體標(biāo)定，經(jīng)常會(huì)擁有*佳的測(cè)量精度。當(dāng)需要*佳的測(cè)量精度和重復(fù)性時(shí)，實(shí)際氣體標(biāo)定就是*好的解決方案。

然而，在某些情況下，實(shí)際氣體標(biāo)定可能并不實(shí)用、無(wú)法實(shí)現(xiàn)或者造價(jià)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(jì)算，其精確性仍然存在很大的爭(zhēng)議。如果只是為了節(jié)省采購(gòu)價(jià)格，應(yīng)當(dāng)心產(chǎn)品是不是等效氣體標(biāo)定。信譽(yù)良好的制造商會(huì)在您訂購(gòu)之前，根據(jù)您指定的安裝條件和標(biāo)定過(guò)程，為您提供預(yù)期測(cè)量精度。

2、 被測(cè)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(huì)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(jì)時(shí)，需要清楚氣體類型

干燥、清潔的氣體，所有的測(cè)量技術(shù)可能都可以對(duì)其進(jìn)行測(cè)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(shì)。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(gè)300℃過(guò)熱的傳感元件，當(dāng)液滴接觸到傳感元件之前或接觸時(shí)使其快速蒸發(fā)；另一家則提供了一個(gè)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(jì)的測(cè)量原理涉及由氣體流動(dòng)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(shí)，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(dòng)、跳變，造成不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定的流量測(cè)量。恒溫差（CT）測(cè)量原理的流量計(jì)對(duì)水滴特別敏感，而恒功率（CP）測(cè)量原理的流量計(jì)，由于其被加熱的傳感元件的溫度比空氣的露點(diǎn)稍微高一點(diǎn)，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(jì)*引人注目的一個(gè)特點(diǎn)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(jì)技術(shù)，流量測(cè)量能力有很大的不同。由于傳感器加熱功率的限制，CP測(cè)量原理要比CT測(cè)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(shí)間是多長(zhǎng)？

雖然“響應(yīng)速度越快越好”看起來(lái)是正確的選擇，但是在流量測(cè)量中這不一定是正確的。如果熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)參與PID回路控制，響應(yīng)過(guò)快會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的閥門響應(yīng)（顫振），從而導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的流量控制或閥門過(guò)早故障。相反，如果響應(yīng)太慢，控制閥的動(dòng)作可能會(huì)延遲太多，從而無(wú)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(shí)，快速響應(yīng)的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)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(jì)，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(jì)，而不是插入式；二、如果是插入式流量計(jì)，有單點(diǎn)或者多點(diǎn)平均解決方案可以推薦；三、確認(rèn)傳感器插入長(zhǎng)度正確，以確保插入到適當(dāng)?shù)纳疃取＃▎吸c(diǎn)式流量計(jì)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(guò)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(zhǎng)度是多少？

為了能使現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用達(dá)到在實(shí)驗(yàn)室條件下標(biāo)定的性能規(guī)范，熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)需要一個(gè)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(dòng)力學(xué)物理定律。如果沒(méi)有足夠長(zhǎng)的直管段，信譽(yù)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(jì)的精確、重復(fù)測(cè)量。

圖4 – 考慮直管段長(zhǎng)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(huì)對(duì)安裝有利？遮陽(yáng)板能遮蔽變送器和顯示板嗎？?jī)x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(qiáng)光直射，需要了解安裝位置的環(huán)境條件

儀器是否會(huì)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(huì)脫落嗎，或者油漆脫落后鋁制封裝會(huì)鈍化嗎？碳鋼封裝是否會(huì)生銹？不銹鋼封裝是否值得改進(jìn)投資？

儀表是否可能會(huì)暴露在工藝本身輻射熱量的高溫條件下運(yùn)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(guò)熱輻射中？如果管道具有保溫層，在計(jì)算傳感器的插入深度時(shí)請(qǐng)將這段厚度和過(guò)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(jí)/區(qū)域的認(rèn)證？如果是，需要什么認(rèn)證等級(jí)，例如Div.1/Zone 1，Class I，Div.2/Zone 2等？如果是，需要提供哪個(gè)**批準(zhǔn)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（例如FM、ATEX）？?jī)x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(hào)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(shí)具有溫度輸出，很多制造商會(huì)提供*二路溫度輸出信號(hào)。此外，一些制造商還會(huì)提供脈沖或頻率輸出。

或者，過(guò)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(cè)信息，以確保成功集成？

將來(lái)，輸出信號(hào)模式是否會(huì)改變？例如，將來(lái)是否會(huì)把流量計(jì)當(dāng)前的4-20mA模擬量輸出信號(hào)改變?yōu)榭偩€通訊？如果是，請(qǐng)咨詢流量計(jì)是否能夠升級(jí)，如果可以升級(jí)，如何實(shí)現(xiàn)？輸出模式改變方式大有不同：一些制造商可能會(huì)要求將流量計(jì)發(fā)回到工廠，一些可能具有現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)工具包，或者，還有一些同時(shí)嵌入模擬輸出和總線通訊，用戶可以在現(xiàn)場(chǎng)自由選擇。

9、需要用什么類型的過(guò)程連接？

流量計(jì)如何安裝在管道內(nèi)并被固定（圖6）？?jī)x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(zhǎng)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(jí)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(duì)維護(hù)有幫助？還要考慮到非標(biāo)準(zhǔn)或特殊過(guò)程連接將增加成本并延長(zhǎng)交貨時(shí)間。

圖6 – 過(guò)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(guò)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(jì)性能。這些文件可能包括壓力測(cè)試、材質(zhì)證明、溯源報(bào)告、PMI和焊接**。如果熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)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(yàn)證（圖7）。如果流量計(jì)被應(yīng)用于排放檢測(cè)（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(jì)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(jì)也不例外。由于技術(shù)、成本效益和*佳實(shí)踐方面的不斷改進(jìn)，熱式質(zhì)量氣體流量計(jì)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(gè)要素的答案，將花費(fèi)您更少的時(shí)間來(lái)確定*適合的產(chǎn)品，并確保*次正確安裝成功。