近来，我国政府提出了以科学发展观建设“资源节约型、环境 型”社会的国民经济指导方针后，由于流量测量涉及物流的计量，以生产中它是重要的信息源头;在管理上它是效益 核、节能、环保科学评价的依据。无可置疑，它都起着举足轻重的地位，日益倍受关注。

流量是一个推导量，因影响它的因素太多，如：流体的物性、流体流动的特性、现场环境、工艺的要求、安装、维护、经济性……等。企图用一种仪表满足上述一切要求是不可能的。所以相应的仪表原理即十多种，类型近200多，每一种仪表都有其优缺点，只可能在某个特定领域中发挥作用，仪表各尽所能，用户各取所需，尚没有一种仪表可以独占鳌头，取代其他一切仪表。

本人就流量仪表的发展趋势、热点发表一些看法，浮光掠影，供大家参考。

一 发展趋势

据“Flow Research”网评估在2002~2007五年内，尽管国际经济不景气，流量仪表年增长率仍达2.6%，即自2002年的31亿美元到2007年的35亿美元。其中传统仪表(节流、容积、涡轮、转子……)为负增长-2.2%，自2002年的16.43亿占53%，到2007年的15.05亿，占有43%，而新型仪表(电磁、超声、科氏……)年增长率约6.2%，自2002年的14.57亿占47%。到2007年增为20.19亿占57%。其中

上述评估认为传统仪表的发展呈下降趋势。但也并非“一声令下，烟消云散”，以孔板为例，以其可干标及承受恶劣工况等其他仪表无法取代的优势，数十年以来，已装机容量十分庞大，再加上人们的习惯性。Flow Research总裁Jesse Yoder认为：市场趋势虽向新技术流量计转变，但传统仪表已安装基数太大，这将是一个很长的过程。

锐德集团(Reed、Group)调查，流量仪表2003年世界市场排序为：电磁、质量、节流、涡轮、孔板、科氏、容积、涡街、超声、均速管、皮托管、文丘利、喷嘴、热式、环孔、堰、弯管、激光……，但这个分类不合理，许多仪表均应算为节流，如果这样分类，节流从数量上应占市场第一位。由于节流装置一般较少笨重，技术含量不高，国外厂商未涉足中国市场，我国工程中所用节流装置仍多选用国内产品，据中国仪器仪表协会估计传统节流装置年销售量为20万台以上，约6亿人民币。

涡轮流量计在国外多用于测气体及粘度较小的液体，据“Flow Research”网评估最近五年(2002~2007)CAGR为-3.2%，由于2002年销售额的4.1亿美元降至2007年的3.48亿，Jesse Yoder认为：超声的增长势头虽然咄咄逼人，涡轮也较准确，与超声相比，价格便宜得多，而量程比为10:1，大于差压式三倍多，在商业计量、贸易结算上仍有独特优势。我国年销售量估计约2万台。容积式流量计非速度型仪表无直管段要求，准确度可达+/-0.5%以上，但较笨重，口径一般在200毫米以下，据“Flow Research”评估，近五年CAGR为-2.7%，由2002年销售量的5.2亿美元降至2007年的4.52亿美元。我国油 计量多采用这种仪表，如各加油站用的加油机，国内年销售量估计为5万台。

二 热点

1. 电磁

根据法拉弟电磁感应定律，即当导体在磁场中切割磁力线时，将在二端感应电动势，其大小与流速成正比，据此可测流量值。最大优点是管道中无任何阻力件，可测液固二相流、纸浆、矿浆、煤浆……几乎没有压损，对直管段要求较小(上10D，下3D)，精确度可达+/-0.5%。测量范围可达50:1，口径可大至3米……。从市场销售台数虽未必超过差压式，但其销售额居流量仪表市场魁首已是公认的事实。

世界各国著名自动化仪表公司都生产，如：ABB、西门子、Krohne、横河……，我国的几家大仪表厂，如开封、威尔泰、光华、川仪都将它做为主导产品，可惜均引进国外ABB技术，基本上没有自己创新的品牌。而名声不大的浙江大河都开发了自主产权的PMF-CF型电容式电磁流量计，其特点可测电导率低至0.01us/cm的液体(通用仪表需大于5us/cm)。

电磁流量计虽有许多优点，但在国外市场已近饱合，CAGR已低至1.92%，而国内市场据美国ARC咨询公司评估由于中国近年来加大在水处理、矿业、造纸、制药……等行业的投资力度。电磁流量计国内的CAGR将达到10.7%，自2003年销售0.46亿美元到2008年的0.77亿美元。但愿不仅是产值的增长，还是质量的提高、品牌的创新!

2. 超声

根据超声波在管道中传播时，顺流向声波速度增大、逆向减小原理，测得时差大小即可知流体流速推算流量。由于气体的声阻大于液体，气体超声波注量难度大于液体，据美国GE公司介绍接受反射回来的信息能量仅为发射的万分之一，而时差仅10-9~10-12秒。近年来由于在能源泉结构中，天然气的比重日益加大!由于超声波气体流量计的准确度可达+/-0.5%以上，量程比几十比一，口径可大至2米以上，是天然气商务计量、贸易结算很理想的流量计，我国西气东输工程较重要的贸易结算采用了几十台。

目前国外的公司有Instromet(荷)、GE、Emerson、Controlotrom(美)、Krohne(德)、昌民(韩)均有产品;我国在1985年即开始研制曾有样机进行了试验，上海宝音、维思、唐山美伦、天津亿环、北京昌民(合资)，均称已有产品，但据了解在现场应用中仍有不足之处，有待改进。

外夹式流量计因便于装卸维护颇受用户青睐，GE资深流量专家Matson表示，过去因超声波穿过管壁能量损失及折射角等问题，使其难以问世，现美国Controlotron采用了宽束技术(Wide Beam)TM，使难题得以解决并已可提供1010GC、1010GCS系列外夹式产品，但管道内气体压力不得小于60Psig(约4.22kg/cm2)。而GE公司采用了关联标记法(Correlation Method)突破了这一限制推出的CTF878外夹式，可以测大气、压液气体等任何气体(图1)。这使它可无需在管道开孔可应用于有腐蚀性、有毒、高纯、无菌……等气体的流量测量。

3. 科氏

原理是当m以速度v在一个旋转体系中运动时，在质量m上将作用有向心力及切向的哥氏力，其大小取决质量m及流速v，如测得哥氏力即可知质量流量。为测哥氏力，必需激励管道产生振动，体积十分庞大。口径0.2米，高度即达2米，因而口径难以超过0.25米，而精确度可高达+/-0.5%以上，且可以直接测量质量流量及密度，使用户不仅可获知流体的容积而且可了解其组成。这是化学工业应用的一个重要特点，其次，维护成本极低，使用多年可无需重新校验，对直管段长度没要求。这些优点令其成为颇其发展 力的流量仪表。生产厂家国外有美国的MicroMotion(Emerson)、德国的Krohne我国有山西太行、浙江乐清。

由于技术的发展，科氏流量计的应用领域已从测油品、液体矿浆扩展到气体。美国燃气协会(AGA)，认为科氏很适于测天然气，特别是压缩天然气加气站的商务计量，由于天然气在能源泉中的比重加大，为科氏在发展提供了很大的发展空间。据美国ARC咨询公司评估，近几年国际市场科氏会大幅增长，2007年销售额将达6.27亿美元，CAFR达7.6%，仅次于超声。

在计量上，科氏与超声有较大的互补性，科氏常用口径为2寸左右，占90%，通常最大口径到6寸(150毫米);而超声不适用于太小的管径。由于科氏的价格较贵，(在相同口径下为电磁的10倍)。我国多用容积式或涡轮代替，但维修、定期校验量较大，只要科氏价格适当，在我国的市场活力还是较大的。

4. 二相流

为提高效率，降低成本，采取管道输送口顺现代工业运输中得到广泛地应用，二相流的流量测量已日益迫切有待解决。

a液固二相

电磁流量计已可解决含有纤维、固体的液体流量，如矿浆、煤浆、货浆、泥浆、污水……等等。

b气固二相

由于气流中固体的冲刷、磨削，只能采取非接触式，我国兰州同位素研究所，曾用同位素解决这一课题，但涉及环保等问题已很少采用。目前德国SWR公司推出了一系列微波气固二相流量计，较成功用于各种现场。

其原理(图3)为安装在管道上的传感器、发射的微波束，穿过管道中的气固二相流，固体物流将削弱部分微波，通过测反射回来的微波能量可知固体流量。据SWR公司称可测固体颗粒自1纳米至1厘米，流量可大 每小时数百吨，精确度+/-2~5%，安装简便，仅在管道上钻约20毫米圆孔，焊上接头即可。

c气液二相

我国早于20多年前已从事此课题研究，天大、浙大、西安交大均有试验室研制，但至今仍未有产品推向市场，由于天然气开采特别是海上平台，难以采用分离器，迫切期待提供气液二相流量计，目前普遍采用的是用二台不同型号的差压流量计，串联测量，从二个读数来解流体中气液的容积比，我国杰拉气田购买了一台14"英国 公司提供的MK1型湿气二相流量计，报价14.4万英磅，约230万人民币， 国内厂商估计生产成本不过数万元。

拥有自主知识产权，振兴民族仪表工业迫不及待啊!

5. 热式

基于传热正比于流速的原理，通过测热源泉温度的变化测量流量的仪表主要有二种型式：(1)热分布式，热源处于管道外壁，管径较小，外径4~25毫米最小流量可0.3升/小时、多用于测微小流量。(2)浸入式(插入式)热源泉管道内，与流体直接接触，多用大管道气体流量测量，近几年倍受关注，从MICONEX参展来看，2001年仅3家，2005年已达19家。这种仪表的优点是直接可测质量流量，灵敏度高于测气体流速低至1m/s，弥补了差压式无法测低速的不是，且不易堵塞。它是应用领域广阔，如取暖、环保、流程工业中低速常温气体流量测量。不足是准确度受流体组分影响，流体温度不宜超过200℃;热源会影响周围温度场，反映速度达1秒，不适用于工控系统。而最近了解到美国矽翔科技公司(Siaqo .Ltd)推出的一种以MEMS芯片做热敏元件的插入式热式流量计，改善了它的性能，这种MEMS芯片仅4×2毫米，上刻有微热源、上下游温度检测件。通过测气体流过芯片的温度场变化来了解流速大小以推算流量，由于热源极小不致影响管道中的温度场，也将影响应时间提高到了0.1秒，改善了调节易质也可用于工控系统。

6. 新型节流装置

经典节流装置工作可靠，可承受恶劣的工况，孔板可干标等优点，长期以来取得用户的信任、占流量仪表市场份额60~70%。但不适用于二相流，而且要求直管段过长，现场难以保证，出现了一系列环形通道节流装置。

(1)环形孔板，美国上世纪60年代推出它不仅适用于二相流，而且对直管段长度要求较短，但压损太大。

(2)上世纪八十年代中期，美国推出了内锥式流量计(V-cone)，可以解决上述二个问题，但内锥并非完美无缺，仍存在以下问题：

(a)力学结构为悬臂，易产生振动。

(b)取压点不合理，P1未必可反映整个截面的压力，P2处于锥体后漩涡区，压力有波动，且传压管易堵塞。

(c)直管段要求0~3D未必可行，7~10D较合理。

(d)尾锥后为漩涡，能量转换是不可逆的，动能不可能无损恢复为位能，不是节能仪表。

(3)梭式，针对以上问题改进的专利产品

(a) 采用三支杆固定流件----梭体。

(b) 充分考虑直管段不足时流速分布不均匀性，在环形通道中，采取测多点(9~12)总压。

(c) 尾锥不会产生漩涡，动能可平稳转换为位能，压损小，可节能。

7. 二次表智能化

(1)影响流量测量的因素很多，计算繁琐，由于微电子、计算机技术的飞速发展，这一切就变得简单，可适应用户的各种要求。

例如，占流量仪表一半市场以上的差压式流量计量程比只能为3：1，采用智能式差压变送器后，就可将量程比扩大到几十比1。

(2)根据用户的要求，二次表可通过智能化具有许多功能，如同时显示瞬时、累计流量;快速进行运算;工况实时补偿;系数实时修正;下限计费功能;分时计费;停电记录;定时抄表;自诊断;模拟数字兼容通讯……

(3)近期德国Krohne公司推出的Optiflux电磁流量计，就具有十多种自诊断智能功能，使其工作更为可靠，性能提高，据称精确度可达+/-0.2%。

可以预计，二次表的智能化、多功能化是流量仪表研发中一个具有很大发展潜力的课题!

8. 大管道气体流量的检测与校验

三 见言絮语

1. 发展趋势

(1) 结构日趋简洁，从当前发展最快的三种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看，机械结构都十分简洁，管道内既无转动件，又无节流件。(2)功能力求完善，随着微电子、计算机、通讯技术的飞速发展，流量仪表多功能日益完善、多样，不少机械部分难以解决的问题，依靠电子软件则迎刃而解，如Krohne的智能电磁流量计，不少超声流量计不仅可测流量，还可测流体密度、组分、热能……等等。(3)安装日益简便，工业自动化程度越高，用户越欢迎采用安装维护简便的产品，这也是插入式，外夹式仪表日益畅销的原因。

2. 国产化刻不容缓

据了解我国近年来进口仪器仪表约130亿美元，出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表)，国内大型工程选用国外仪表占2/3，而其价格为国产5~10倍，我国大型流量仪表工业主要依靠国外技术，缺乏拥有自主知识产权意识，创新乏力;自动化仪表国产化刻不容缓!

3. 品种多，选用要实事求是

流量仪表品种、类型较多，正确选用并非易事，建议：(1)不要轻信厂商宣传，厂商为利所图，往往对仪表的技术指标夸大其词，选用时要理性分析这些参数的依据，有无检验证明。(2)按需选取，勿追求高指标，如不是用于商务计量，贸易核算，准确度要求可以降低如工控系统的检测，监仪表，重复性好就可以了。(3)全面考虑经济指标，仪表的经济性并非限于一次购买费用，还要考虑安装维修(停产损失)，是否节能(长期运行费)等因素。