近來，我國政府提出了以科學發展觀建設“資源節約型、環境友好型”社會的國民經濟指導方針后，由于流量測量涉及物流的計量，在生產中它是重要的信息源頭；在管理上它是效益考核、節能、環保科學評價的依據。無可置疑，在以上方面它都起著舉足輕重的地位，倍受關注。

流量是一個推導量，影響它的因素較多，如：流體的物性、流體流動的特性、現場環境、工藝的要求、安裝、維護、經濟性……等。企圖用一種儀表滿足上述一切要求是不可能的。所以相應的儀表原理達十多種，類型近200多，每一種儀表都有其優缺點，只可能在某個特定領域中發揮作用，儀表各盡所能，用戶各取所需，尚沒有一種儀表可以獨占鰲頭，取代其他一切儀表。

本人就流量儀表的發展趨勢、熱點發表一些看法。浮光掠影，供大家參考。

一    發展趨勢

據專業網評估報告顯示，流量儀表的銷售額從2002年的31億美元增長到2007年的35億美元，年增長率仍達2.6%。其中傳統儀表(節流、容積、渦輪、轉子等)為負增長-2.2%，2002年16.43億，占總流量儀表的53%；2007年15.05億，占43%，而新型儀表(電磁、超聲、科氏等)年增長率約6.2%，2002年14.57億，占47%；2007年增為20.19億，占57%。其中：

年增長率       2002年          2007年

電磁       1.92%          5.9億           6.49億

超聲       10.4%         3.73億           6.12億

科氏       6.9%          3.72億            5.19億

上述評估認為傳統儀表總的發展呈下降趨勢，但也并非“一聲令下，煙消云散”。以孔板為例，它具有可干標及承受惡劣工況等優勢，數十年來其他儀表無法取代，已裝機容量十分龐大。也有專業人士認為，市場趨勢雖向新型流量計轉變，但傳統儀表的安裝基數很大，取代將是一個很長的過程。

據某市場評估集團調查顯示，流量儀表2017年 市場排序為：電磁、質量、節流、渦輪、孔板、科氏、容積、渦街、超聲、均速管、皮托管、文丘利、噴嘴、熱式、環孔、堰、彎管、激光等，但這個分類不合理，許多儀表（劃下橫線）均應算為節流，這樣來看，節流從數量上應占市場 位。由于節流裝置一般較為笨重，技術含量不高，國外廠商基本未涉足中國市場，我國工程中所用節流裝置仍主要選用國內產品，據中國儀器儀表協會估計，傳統節流裝置年銷售量為20萬臺以上，約6億元人民幣。

渦輪流量計在國外多用于測氣體及粘度較小的液體，評估顯示，從2002~2007年CAGR為-3.2%，由2012年銷售額的4.1億美元降至2017年的3.48億，專家認為：超聲的增長勢頭雖然咄咄逼人，而渦輪也較準確，與超聲相比，價格便宜得多，而量程比為10:1，大于差壓式3倍多，在商業計量、貿易結算上仍有獨特優勢。我國年銷售量估計約2萬臺。容積式流量計非速度型儀表，無直管段要求是其特點，準確度可達  /-0.5%以上，但較笨重，口徑一般在200毫米以下，近五年CAGR為-2.7%，由2002年銷售量的5.2億美元降至2007年的4.52億美元。我國油品計量多采用這種儀表，如各加油站用的加油機，國內年銷售量估計為5萬臺。

二    熱點

1. 電磁流量計

根據法拉弟電磁感應定律，即當導體在磁場中切割磁力線時，將在兩端產生感應電動勢，其大小與流速成正比，據此可測流量值。電磁流量計 的優點是管道中無任何阻力件，可測液固兩相流、紙漿、礦漿、煤漿等，幾乎沒有壓損，對直管段要求較小(上10D，下3D)， 度可達  /-0.5%。測量范圍可達50:1，口徑可大至3米。市場銷售臺數雖未必超過差壓式，但其銷售額居流量儀表市場魁首已是公認的事實。

各國 自動化儀表公司，如ABB、西門子、Krohne、橫河等，我國的幾家大儀表廠，如開封、威爾泰、光華、川儀都將它做為主導產品，可惜均引進國外ABB技術，基本上沒有自己創新的品牌。而名聲不大的浙江大河開發了自主產權的PMF-CF型電容式電磁流量計，其特點可測電導率低至0.01us/cm的液體(通用儀表需大于5us/cm)。

電磁流量計雖有許多優點，但在國外市場已近飽和，CAGR已低至1.92%。而據ARC公司評估，由于中國近年來加大在水處理、礦業、造紙、制藥等行業的投資力度，電磁流量計國內的CAGR將達到10.7%，預計2008年為0.77億美元。

2. 超聲流量計

根據超聲波在管道中傳播時，順流向聲波速度增大、逆向減小原理，測得時差大小即可知流體流速推算流量。由于氣體的聲阻大于液體，氣體超聲波流量計難度大于液體，據美國GE公司介紹接受反射回來的信息能量僅為發射的萬分之一，而時差僅10^-9~10^-12s。近年來由于在能源結構中，天然氣的比重日益加大、超聲氣體流量計準確度可達 /-0.5%以上，量程比為幾十比一，口徑可大至2m以上，是天然氣商務計量、貿易結算很理想的流量計，我國西氣東輸工程較重要的貿易結算采用了幾十臺。

目前國外公司Instromet(荷)、GE、Emerson、Controlotron(美)、Krohne(德)、昌民(韓)均有產品；我國在1985年即開始研制曾有樣機進行了試驗，目前上海寶音、維思、唐山美倫、天津億環、北京昌民(合資)，均稱已有產品，但據了解在現場應用中仍有不足之處，有待改進。

外夾式流量計因便于裝卸、維護，頗受用戶青睞，GE 流量專家表示，過去因超聲波穿過管壁能量損失及折射角等問題，使其難以問世，現美國Controlotron采用了寬束技術(Wide Beam ^TM)，使難題得以解決并已可提供1010GC、1010GCS系列外夾式產品，但管道內氣體壓力不得小于60Psig(約4.22kg/cm²)。而GE公司采用了關聯標記法(Correlation Method)突破了這一限制推出的CTF878外夾式氣體超聲波流量計（圖1），可以測大氣、壓縮氣體等。它可無需在管道開孔就可應用于有腐蝕性、有毒、高純、無菌等氣體的流量測量。

3. 科氏流量計

原理是當質量m以速度v在一個旋轉體系中運動時，在質量m上將作用有向心力及切向的哥氏力，其大小取決質量m及流速v，如測得科氏力即可知質量流量。為測科氏力，需激勵管道產生振動，體積十分龐大。口徑僅0.2米，高度即達2米，因而口徑難以超過0.25米，而 度可高達   /-0.5%以上，且可以直接測量質量流量及密度，使用戶不僅可獲知流體的容積而且可了解其組成，特別適用于化學流程工業。其次，維護成本極低，使用多年可無需重新校驗，無直管段長度要求。這些優點令其成為頗具發展潛力的流量儀表。國外廠家有美國的MicroMotion(Emerson)、德國Krohne，我國有山西太行、浙江樂清-----等（圖2）。

由于技術的發展，科氏流量計的應用領域已從測油品、液體礦漿擴展到氣體。美國燃氣協會(AGA)認為科氏很適合測天然氣，特別是壓縮天然氣加氣站的商務計量，由于天然氣在能源中的比重加大，為科氏在發展提供了很大的發展空間。據ARC公司評估，近幾年國際市場科氏會大幅增長，2007年銷售額將達6.27億美元，CAGR達7.6%，僅次于超聲。

在計量上，科氏與超聲在口徑上有較大的互補性，科氏常用口徑為2寸左右，占90%，通常 口徑到6寸(150mm)；而超聲不適用于較小的管徑。由于科氏價格較貴(在相同口徑下為電磁的10倍)。我國多用容積式或渦輪代替，但維修、定期校驗量較大，只要價格適當，在我國的市場潛力還是較大的。

4. 兩相流量計

為提高效率，降低成本，采取管道輸送口在現代工業運輸中得到廣泛應用，兩相流的流量測量日益迫切有待解決。

（1）液固兩相

電磁流量計已成功解決含有纖維、固體的液體流量，如礦漿、煤漿、貨漿、泥漿、污水等等，無須絮述。

（2）氣固兩相

由于氣流中固體的沖刷、磨削，只能采取非接觸式，我國蘭州同位素研究所曾用同位素解決這一課題，但涉及環保等問題已很少采用。目前德國SWR公司推出了一系列微波氣固兩相流量計，較成功用于各種現場，可惜價格較貴。

圖3

其原理(圖3)當安裝在管道上的傳感器發射的微波束，穿過管道中的氣固兩相流，固體物流將吸收部分微波能量，通過測反射回來所削弱的微波能量可知固體流量。據SWR公司稱可測固體顆粒自1ns至1cm，流量可大至每小時數百噸， 度 /-2~5%，安裝簡便，僅在管道上鉆約20mm圓孔，焊上接頭即可。

（3）氣液兩相

我國早于20多年前已從事此課題研究，天大、浙大、西安交大均有試驗室研制，但至今仍未有產品推向市場，由于天然氣開采特別是海上平臺，難以采用笨重、龐大的分離器，迫切期待提供氣液兩相流量計，目前普遍采用的是用2臺不同型號的差壓流量計，串聯測量，從2個讀數來解流體中氣液的容積比。我國克拉氣田購買了一臺14"英國Solartron公司提供的MK1型濕氣兩相流量計，報價14.4萬英磅，約230萬元人民幣，國內廠商估計生產成本不過數萬元。

基于傳熱正比于流速的原理，通過測熱源溫度變化測量流量的儀表主要有2種型式：(1)熱分布式，熱源處于管道外壁，管徑較小，外徑4~25毫米，最小流量可測0.3升/小時、多用于測微小流量；(2)浸入式(插入式)。熱源處于管道內，與流體直接接觸，多用大管道氣體流量測量，近幾年倍受關注。從多國儀器儀表展覽會參展來看，2001年僅3家，2005年已達19家。這種儀表的優點是直接可測質量流量，靈敏度高，測氣體流速可低至1m/s，彌補了差壓式無法測低速的不足，且不易堵塞。它的應用領域廣闊，如取暖、環保、流程工業中低速、常溫氣體流量測量。不足是準確度受流體組分影響，流體溫度不宜超過200℃；熱源會影響周圍溫度場，響應速度達1s，不適用于工控系統。而最近了解到美國矽翔科技公司(Siago .Ltd)推出的一種以MEMS芯片做熱敏元件的插入式熱式流量計，改善了它的性能，這種MEMS芯片僅4×2mm，上刻有微熱源、上下游溫度檢測件。通過測氣體流過芯片的溫度場變化來了解流速大小以推算流量，由于熱源極小不致影響管道中的溫度場，也將響應時間提高到了0.1s，改善了調節品質也可用于工控系統。