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

在流體兼容性，工作范圍，測量規(guī)格和價格方面，儀表之間也存在很大差異。本文介紹了為應(yīng)用選擇流量計時要考慮的四種常見儀表技術(shù)的基本操作原理和10個參數(shù)。

常見質(zhì)量流量技術(shù)的操作原理

科里奧利流量計

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

層流壓差流量計

層流質(zhì)量流量計通過差壓間接測量質(zhì)量流量。這些流量計包含將湍流轉(zhuǎn)換為層流的流量元件。傳感器測量這些流動元件上的壓降，然后儀表使用此數(shù)據(jù)和Poiseuille（泊肅葉）方程計算體積流量。然后，儀表會在預(yù)裝的氣體特性表（考慮溫度和壓力）的幫助下，將該體積測量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。盡管涉及多個變量，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)量流量計算不同，因此選擇正確的氣體非常重要。

熱式流量計

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

種技術(shù)是熱旁通流量計，其工作原理是引導(dǎo)一小部分流體流過包裹在加熱元件中的毛細管，該毛細管在兩側(cè)帶有溫度傳感器。沒有流量時，傳感器之間沒有溫差。但是進入的冷流通過個傳感器，溫度下降。然后，氣流在通過加熱元件時被加熱，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（微機電系統(tǒng)）或CMOS（互補式金屬氧化物半導(dǎo)體）流量計，它通過保持加熱的傳感器和流量溫度傳感器之間的溫差來工作。沒有流量時，傳感器之間的溫差恒定。流動導(dǎo)致流動溫度傳感器冷卻，并增加了加熱電流以補償該變化。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)量流量計的10個參數(shù)

·流量
·使用的氣體
·溫度
·運行壓力
·壓力下降
·價格
·準(zhǔn)確性
·響應(yīng)時間
·預(yù)熱時間
·穩(wěn)定的測量范圍（調(diào)低）

流量，氣體選擇和溫度

首先，確保流量計與應(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)運行，對于某些高流量，高溫應(yīng)用而言，它是一個可行的選擇。對于流量極低的應(yīng)用，層流和熱旁路流量計是更好的選擇。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，而科里奧利儀表實際上在低壓降應(yīng)用中變得不兼容。

價格/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型和流速，即使稍微提高精度也可能會很昂貴，如圖3所示。例如，在流速較低時，層流流量計的成本約為1,000美元，而更高的儀表精度科里奧利流量計的成本約為5,000美元。但是流速高的儀表價格都較高。

對于某些應(yīng)用，高精度是*的。例如，某人在小型生物制藥實驗室中工作的應(yīng)用程序，該實驗室計劃擴大規(guī)模以進行批量生產(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。

價格/響應(yīng)時間的權(quán)衡

儀表之間的響應(yīng)時間可能會有很大差異，而改進它的代價也可能很高，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，并具有較長的響應(yīng)時間。

層流流量計在中等流速范圍內(nèi)具有響應(yīng)時間。對于極低的流量，由于流量體的尺寸較大，層流計需要更長的時間來檢測壓差的微小變化。對于較大的流量，層流計軟件會求平均值以消除測量噪聲，這也會減慢響應(yīng)時間。

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自同一壓力源。在長期運行中，其他運行停止和啟動可能會導(dǎo)致幾次壓力下降和峰值，這些壓力變化會導(dǎo)致延遲和批次浪費。此處的快速響應(yīng)時間可以快速糾正壓力變化，從而限度地減少了浪費的時間和資源。

價格與預(yù)熱時間

設(shè)備的預(yù)熱時間可能從幾秒鐘到幾分鐘不等。對于某些應(yīng)用，更長的預(yù)熱時間可能僅是一個小麻煩。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)熱時間至關(guān)重要，因為這意味著每個站點所需的時間更少。在這里，熱能MEMS和層流流量計是理想的選擇，因為它們的預(yù)熱時間以秒為單位，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略有不同，但這實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)運行或使用不常見的氣體，則可能需要具有大量程比的儀表，甚至需要兩個單獨的儀表，以成本的那個為準(zhǔn)。