超声波流量计和孔板流量计的技术比较

一、技术性能的比较
　　1.量程比低
　　由于结构特点，孔板流量计是通过节流件来完成测量的，所以其量程比通常只有1：3，最高可达1：10，而超声波流量计没有任何阻流件，其量程比可达 1：200。这两个数据表明：如果实现一种测量方案，假定其流量范围是从1m3/h~40m3/h,使用超声波流量计只需要一路工艺计量回路就可以实现，如果采用孔板流量计，需要多路才能实现。

　　2、压损
　　由于孔板流量计的结构有阻流件，超声波流量计没有阻流件，那么显而易见：孔板流量计的压损很大，超声波流量计压损实际可以忽略不计。

　　3、精度
　　孔板流量计的计量精度理论上可以达到1%，但是通过大量的实践证明，由于孔板流量计抗干扰能力较差，现场精度最高能达到2%，一般情况下在3%左右。超声波流量计的精度则可以达到0.5% 甚至更高。由此可见选择两种不同的计量仪表，对于测量的影响会有多大。

　　4、测脉动流
　　由于孔板流量计是靠孔板前后的差压信号来实现流量测量的，脉动流会使孔板前后的差压不准，所以孔板流量计不适合测脉动流，而超声波流量计可以测量脉动流的强度并消除其干扰，所以它适合测脉动流。

　　5、测双向流
　　孔板流量计依据一个节流元件来实现测量目的，这个节流元件具有严格的方向性，因此孔板流量计无法测双向流。超声波流量计只与超声信号在流体中的传播时间有关，因此可以测双向流。

　　6、测湿气体
　　孔板流量计不适合测量湿气体;若被测气体为湿气体，那么在孔板流量计的前端容易积液，使得上下游差压产生变化，而孔板流量计正是根据上下游的压差来测量流量的，如果差压产生变化，则孔板流量计不可能准确测量气体的流量。超声波流量计具有自检测功能，如果所测量气体为湿气体，对超声波流量计产生影响时，仪表本身可以修正，因此超声波流量计适用于湿气体的测量(湿气体体积组分含量低于5%)。

　　7、清洗计量管路
　　孔板流量计本身有阻流件，清洗球无法通过，因此孔板流量计安装在管线上时无法在线清洗计量管路，只有拆除孔板流量计才能清洗管路。而对超声波流量计来说，不存在这样的问题。

　　8、涡流影响
　　孔板流量计采用差压法测量气体的流量，涡流直接影响孔板两端的差压，因此孔板流量计对涡流很敏感，要求有很长的直管段才能满足测量精度的要求。新的国际标准ISO5167已经对孔板流量计上游直管段的长度作了更高的规定：孔板流量计上游直管段至少要有44D，若孔板流量计上游有汇管存在，则上游直管段的长度至少要有145D。

　　9、流速分布的影响
　　孔板流量计由于结构原理的限制，要求测量时流速分布均匀，但是由于现场计量管路的复杂性，气体在管路的流速分布是不可能均匀对称的，因此孔板流量计对流速分布不对称非常敏感。超声波流量计可以修正流速分布不对称的现象。

　　10、重复性
　　对于孔板流量计而言，随着使用过程中孔板边缘的磨损，孔板流量计的精度和重复性都会下降，而超声波流量计无压损、无示值漂移现象，重复性高。

　　11、工艺管路复杂性比较
　　对于孔板流量计，由于量程比窄，计量管路多，而且上、下游直管段长，现场工艺管路复杂。超声波流量计量程比宽，上、下游直管段短，工艺管路简单。

　　12、维修维护率比较
　　孔板流量计有阻流件，上游易积液、对高含硫的天然气，其孔板磨损快，维修维护率高。超声波流量计无可动部件，特殊材料的超声探头可以抗H2S 的腐蚀，维护简单。

　　13、一次性投资比较
　　孔板流量计由于量程比窄，对于相同的流量计量要求，其计量管路多，虽然直接的计量仪表投资少，但是相关的阀门、温度变送器、压力变送器、直管段、汇管等一次性投资多。超声波流量计单表价格高于孔板流量计，但是由于量程比宽，整个计量回路少，实际站场一次性投资少。3.现场安装比较

　　(1) 直管段的长度
　　孔板流量计上有直管段至少要有44D，若孔板流量计上游有汇管存在，则上游直管段的长度至少要有145D。(详见《国际流量计量学术动态及发展趋势》(《中国计量》2002年)或ISO 5167-2)。

　　超声波流量计上、下游直管段要求为10D、5D(《用气体超声波流量计测量天然气的流量》— 国标GB/T 18604-2001)。

　　(2) 安装的影响
　　对于孔板流量计，安装条件直接影响其计量精度，对现场安装的同心度要求很高。

　　(3) 使用条件
　　由于孔板流量计的原理决定其现场使用条件必须与设计条件相符，压力、流量的适应性差。超声波流量计对现场的适应性极强，对压力、流量的波动不敏感，有较强的过载能力。

　　二、长期使用的比较
　　1、精度变化
　　孔板流量计由于长期使用，孔板入口边缘磨损，孔板弯曲变形，都会使精度丧失。超声波流量计由于无磨损、无示值漂移现象，可以长期保持较高的精度。

　　2、脏污的影响
　　由于孔板流量计由节流件，长期使用时，脏污物将堆积在孔板的上游，造成差压信号不准，直接影响计量精度。脏污和孔板钝化可造成计量偏差 2～10% 以上。超声波流量计为中空管段，探头在仪表上部，脏污不易影响探头工作，不会影响计量精度，而且流量计可以检测脏污情况并修正和报警提示、及时进行清洗。

　　3、故障排除
　　由于孔板流量计的仪表特性取决于节流件的几何形状和尺寸，需要经常检查节流件，一旦节流件发生变化就必须更换，节流件的寿命取决于气体的组分、流量及压力。超声波流量计本身具有很强的自诊断功能，一旦不在正常状况就会报警，并自动记录报警期间的数据，超声探头的使

　　用寿命至少为 8 年，并可在线更换。

　　4、备品备件
　　孔板流量计由于节流件经常磨损、变形，因此需要备多套节流件;超声波流量计只需要备一套探头，可替换使用。

　　5、日常维护
　　孔板流量计需要经常维护，并检查节流件的几何尺寸等参数。在线更换孔板后很难保证不泄漏，使压差不准，难以保证计量精度。

　　超声波流量计则可免维护，自检功能强大。

　　6、强检周期
　　孔板流量计一年一检，一般采用几何检定法。超声波流量计3 年一检，可以实现在线标定。

　　三、结论
　　根据上面的结果看出，使用气体超声波流量计比使用孔板流量计无论从安全性能、技术性能还是从一次性投资以及长期运行费用上都有很大的优势。