1 概述
在工业测量中流量测量是一个很重要的参数，它不仅作为过程控制仪表，更重要的是它要作为计量仪表，为企业的成本核算和市场运营提供可靠的数据。而流量测量又是工业测量的难点。在实际应用中，由于工艺条件和测量介质的千差万别，根据设计所选仪表往往不能满足实际要求。笔者在生产一线从事自控仪表工作多年，对流量测量的一些经验总结如下。
某厂的煤气是发生炉煤气，它的特点是：煤焦油和水分含量相对比较高，对仪表的长周期运行提出了很高要求。原设计煤气测量用阿牛巴和涡轮流量计，在实际应用中可以满足过程控制的需要。但由于生产运行的长周期需要，作为计量仪表不能满足要求，主要原因是仪表的选型与实际测量介质不符，经过多年的探索，选用了超声波流量计作为计量仪表，通过一段时间的考核，完全能满足计量的需要，解决了生产中的实际问题，现将三种流量测量方法介绍如下。
2 测量方法比较
2.1 阿牛巴流量计
阿牛巴流量计属于差压流量计，是按力平衡原理工作的。通过测量取样管正对流体流向的前后差压，来反应流体流量。
阿牛巴流量计主要参与控制回路的调节，小流量时比较灵敏，正常流量时仪表也很稳定，基本满足控制回路的要求。原设计阿牛巴流量计又作为计量仪表计量煤气，由于煤气的特点是煤焦油和水分含量高，流量计运行时间较长时取压孔容易堵，使测量数据不准，而生产又不允许频繁清理流量计。这样就造成煤气计量长期不准确。
2.2 涡轮流量计
涡轮流量计属于测量流速的流量仪表，它是基于动量矩守恒原理，流体推动涡轮旋转产生的脉冲信号与流体流速成正比。因而通过测量脉冲频率，就可知道流体的流速，测出流体的流量。另外，涡轮流量计与被测介质的密度、粘度有关。
涡轮流量计在燃烧站中参与控制回路的调节，灵敏度高，运行稳定， 由于煤气的特点，也容易使流量计的叶轮与轴承粘住，造成测量不准。同时由于煤气含水量大，对叶轮和轴承有一定的腐蚀，容易造成流量计的损坏，增加了仪表的运行成本。
2.3 超声波流量计
2.3.1 工作原理
WZ系列超声波流量计是利用超声波在管道中传播时间原理而实现的。气体流量则通过流速、管道截面积以及雷诺数等得到。
超声波流量计的基本原理如下图1表示。
管道中斜装一对超声波传感器，两个传感器之间的距离为超声波的传播声程。超声波在两个传感器之间的距离为超声波的传播声程。超声波在两个传感器之间的顺流传播时间和逆流传播时间分别为：
ts=L/（C+Vcosθ）
式中：C 为超声波在静止气体中的传播速度，随气体性质变化而变化；
V 为气体的流速；
θ 为超声波声程L与管道轴线之间的夹角。
tn=L/（C-Vcosθ）
依据ts和tn表达式，求得沿声程上的线平均流速：
V=[L/（2cosθ）]＊（1/ts-1/tn）
可以看出，因采用直接的动力学原理进行测量，无任何假定条件，气体流速仅与测量参数（1/ts-1/tn）有关，与气体本身性质无关，即不受气体成份、密度、温度等影响。
2.3.2 超声波流量计的特点
（1）微型、高能超声波换能器（传感器）与国际同类产品同步。超声波测量信号灵敏度优于100μμs，目前已达到国际先进水平。
（2）高温型超声波换能器，最高温度可达420℃
（3）数码式信号转换器，可获得精确的解析度，并获得长久的稳定性。
（4）测量口径范围宽，最小口径25mm，最大口径可达5m以上。
（5）量程比大1：350。
（6）测量介质范围广，即可测量脏、污、腐蚀气体，也可测量饱和，多组份等气体。
（7）无阻力，无压力损失，无可动部件，无磨损，无堵塞隐患，现场实践证明；在以下条件：
◆ 管道内部管壁上粘结近10公分的脏污杂质。
◆ 管道内部冷凝积水。
◆ 换能器表面覆盖1公分的粘性油品，系统仍然工作正常， 日常维护工作量基本为零。
（8）积水、脏污管道截面积修正，保证对气体真实流量的精密性，国内首创。
（9）安装位置任意，直管段要求低，可在水平、垂直位置或倾斜管道上安装。
（10）可以不断流拆装、维护，在线修改极为方便。
（11）适合各种工作环境，可在脏污、腐蚀、粘性、高温、寒冷、振动等环境下长期稳定地工作，一次安装，长久使用，维护极少。
（12）能用于有爆炸危险的环境中，防尘、抗雷击设计，适应复杂多变的气候影响。
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