流量檢測儀表是化工廠常見的儀表類型，而流量儀表的種類繁多，沒有一種類型可以適合任何場合。由于涉及的介質、工況復雜，做好流量儀表的選型，需要設計人員熟悉流量儀表的原理，并進行周密的分析比較，選擇合適的流量儀表來達到測量目的。
歸納起來需要做好安全性、性能要求、工藝流體特性、經濟特性的幾方面的綜合考慮，一般先從性能要求開始，再考慮其它因素。幾個因素交替考慮，形成一個的選型方案。下面結合規范和工作中的設計經驗，分別闡述，為工程設計提供參考。
安全性是選型首要注意環節，流量的測量儀表無論在正常生產或故障情況都不應導致影響生產系統的安全，這分為幾個方面：
1、流量儀表的結構形式在工況中能可靠運行。高速流中不適合采用管道內構件比較大的流量計，如 V 錐流量計在高壓蒸汽的測量中，受高壓蒸汽沖刷而掉錐，錐體沖入下游，管道堵塞，嚴重超壓爆炸，這類事故案例并不鮮見。
2、流量儀表的防爆。爆炸危險區域劃分圖由電氣專業設計，流量計的防爆等級需滿足爆炸危險區域劃分圖中的防爆等級要求。
3、流量儀表的防腐。流量儀表的材質需要滿足被測介質的腐蝕性要求，對于一些毒害性較強的腐蝕性介質，更需要妥善選擇儀表觸液材質，避免泄漏的安全風險。在某裝置上，流量計的觸液材質受腐蝕穿孔，內漏進儀表內部，并泄漏到環境中，危害操作人員的健康，同時流量計的電路元件也因腐蝕而損壞。
4、被測流體的特殊要求。一些介質易因壓縮自聚、放熱，甚至有爆炸風險，因此選擇相關的流量儀表，不能采用內部結構縮徑的流量形式，比如測量乙炔，如果用節流元件，就有乙炔壓縮爆炸的安全風險，這時需采用內部壓損少的儀表。這些是需要在設計中考慮的特殊性。還有強氧化性的流體，流量計內件需要做好禁油脫脂，避免因接觸而氧化自燃。
流量儀表需要在性能要求上考慮的內容有：
瞬時流量和累積流量測量
精確度
重復性、線性度
流量范圍的上下限
壓力損失
針對不同的測量目的，在儀表性能方面有其不同側重點，可以歸納為表 1，當然在具體設計中要具體考量。
| 用途 | 儀表性能要求 |
|---|---|
| 貿易交接 | 精確度 |
| 流量控制 | 線性度、重復性 |
| 累積流量測量 | 高量程比 |
| 批量控制 | 精確度、響應時間 |
使用對象測量的目的有兩類，即測量瞬時流量和累積流量。
瞬時流量主要用于以下場合：配比控制；連續進料；塔的采出、回流。
累積流量主要用于以下場合：灌裝；貿易交接、儲運物料分配還有能源計量。
不同的功能側重對流量計的選型有關。比如渦輪式流量計，測量原理就是渦輪每轉一圈就輸出幾個脈沖，遠程終端就能簡單通過脈沖計數得到總量，精度也很高，而電磁流量計和速度式儀表的測量原理就是通過傳感器直接測出流體的瞬時流速得出流量，在瞬時流量測量上有不錯的精度和快速的響應時間。在瞬時流量和累積流量儀表的選擇上應根據儀表的原理找出匹配的儀表類型。
流量測量的精度要求和測量場合和量程范圍都有關。
根據經驗，化工項目的流量測量精度要求可以參考表 2。
| 測量目的 | 精度要求 |
|---|---|
| 用于車間班組、工藝過程的技術經濟分析的計量 | ±0.5％～2％ |
| 用于工業及民用水的計量 | ±2.5％ |
| 用于包括過熱蒸汽和飽和蒸汽的蒸汽計量 | ±2.5％ |
| 用于天然氣、瓦斯及家用煤氣的計量 | ±2.0％ |
| 用于重點用能設備及工藝過程控制的物料的計量 | ±1.5％ |
| 貿易交接 | ±0.2％ |
| 用于天然氣貿易結算 | ±0.3％ |
流量的測量精度是一個系統的綜合精度，因為流量的檢測信號經過信號傳輸，控制系統的卡件轉換，有的時候還要進行流量回路的調節控制。整個系統要考慮的影響因素涉及流量變送器的誤差，信號傳輸、控制調節、操作執行等環節的誤差影。因此，流量計精度比測量場合要求更高。
在表 3，列舉了常用的一些種類流量計的精度范圍。
| 流量計類型 | 精度 |
|---|---|
| 孔板 | 1.5-5% |
| 渦街 | 0.5-1.5/2.5% （插入式） |
| 渦輪 | 0.2~1.0/1.5%（插入式） |
| 阿牛巴 | 2.5% |
| 電磁 | 0.35~0.5/2.5%（插入式） |
| 超聲波 | 1.5% |
| 質量 | 0.1~0.5% |
| 轉子 | 1.6-2.5% |
對于流量控制回路，由于調節閥有 2％ 左右的回差，是整體精度的短板，也不需要對流量計提太高的精確度要求。
就地指示流量計，主要用于需要現場觀測的場合，流量計的精度在 2~5% 右，對于小口徑選擇轉子流量計，對于大口徑常用擋板流量計，對于一些只是觀察是否有流體流動的場合，常規做法是采取視鏡，由管道專業配備。
制造廠產品說明書上的儀表精度，往往是指引用誤差（常用 ％F.S 表示)，代表滿量程的百分比精度，當測量值達不到滿量程時，誤差會增加。
速度類流量計，量程范圍中的低流速段對流量精度也會有較多影響，某品牌流量計表 4 所示，分界流速為 1m/s，可見分界的精度可以相差 1 倍。
| 口徑 | 流速 m/s | 精度 |
|---|---|---|
| 15~400 | 0.3~1 | 量程的 0.5% |
| 15~400 | 1~10 | 量程的 0.25%；指示值<50%量程 |
| 15~400 | 1~10 | 指示值的 0.5%；指示值大于等于 50%量程 |
因此對于一些高精度的計量場合，比如貿易結算，需要考慮能保證高精度測量的穩定性，批量裝車、灌裝，由于開始和結束階段流速較低，采用容積式 / 質量式等測量精度不受流速影響的流量計類型更加合適。
還需要補充說明的是：制造廠產品說明書所定精確度是指產品基本誤差，是在實驗室測試出來的。現場振動、干擾，還有流體狀態都會產生附加誤差。因此流量計的穩定、可靠的運行，需要現場做好完善的防護措施，滿足制造廠的安裝要求。對于一些溫度壓力波動大的流體，還需要采取溫度壓力補償的措施如貿易計量，蒸汽管網流量測量。
重復性、和線性度是傳感器的兩個重要指標。
1、重復性：定義為傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。簡而言之，重復性，就是重復測量同一個大小的參數，多次測量數據之間的誤差。它是與精確度相關的，一般說來，精度高的，重復性也相對較好，反之則差。
2、線性度：定義為傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。流量傳感器的原始輸出信號并不是線性的，都是通過調理電路整定為線性的，流量儀表的非線性誤差已經是包含在基本誤差內。因此，從本質上來說，考慮傳感器的精度時，已經是考慮了線性度因素。但是對于如能源計量，需要流量和溫度差相乘計算，或涉及到一些流量穩壓補償計算時，為了提高動態計算精度，采取線性誤差更低的流量計，對減少計算誤差更有利。
上限流量也稱滿度流量。選擇流量儀表的口徑應按被測管道使用的流量范圍和被選儀表的上限流量來選擇，為了安裝簡單，減少管件，盡量不異徑。通常工藝專業設計管道時，流體的上限流速按經濟流速來確定，而大部分流量儀表的上限流量的流速是能滿足要求的（低粘度液體 1.5~3m/s，高粘度流體 0.2~1m/s）。
部分的流量計上限流速較低，在選擇時需要注意量程范圍選擇，確定口徑，見表 5。
| 流量計類型 | 上限流速 |
|---|---|
| 玻璃轉子流量計 | 1m/s |
| 金屬管轉子流量計 | 1.5m/s |
| 容積式流量計 | 2.5m/s |
下限流量需要適應測量要求。如 2.2.2 節所述。
速度類流量計，量程范圍中的低流速段對流量精度也會有較多影響，其中旋渦流量計的速度閥值高，達 2.5m/s, 測量的流量不適合小于 1 m3/h 或者 20 Nm3/h（氣體）。而渦輪 / 轉子流量計 / 質量流量計能較好得用于低速流體（如重力流場合）。
量程比是上限流量和下限流量的比值，一般工藝管道內的流體量程比要求不會超過 5:1，大部分的流量儀表都能滿足測量要求，常規流量計的量程比見表 6。
| 流量計類型 | 量程比 |
|---|---|
| 差壓式 | 3:1 |
| 轉子流量計 | 10:1 |
| 電磁/旋渦流量計 | 30:1 |
| 科氏質量流量計 | 100:1 |
對于一些企業總管計量，由于設計到的用能設備量有時候差很大，比如給儀表閥門供氣的壓縮空氣總管計量，要求比較高的量程比，如果采用差壓式流量計，需要通過兩臺不同量程的差壓變送器并聯來實現量程比擴展。
管道系統的流體在流動時遇到阻力而造成其壓力下降，通常將之簡稱為壓降或壓損。少數類型的流量計，如電磁流量計，外貼式超聲波式流量計，是沒有管道內深件的，也不會要求管道縮徑，帶來的壓力損失微乎其微。而大部分的流量計是需要考慮壓力損失的影響。一些場合如風機出口、重力流，允許壓損可能低至幾個 kPa，流量儀表的壓力損失過高，會影響流體流動。
當管徑大時，壓損對能耗有顯著影響，這時候根據情況選擇大口徑測量時壓損低的儀表，如阿牛巴、插入式渦街、插入式渦輪、電磁流量計、文丘里管、超聲波流量計。
質量流量計由于價格昂貴，可調比寬，選型時縮徑比較多，需要工藝專業提出管道系統允許的壓力損失條件，作為口徑選擇的限制條件。
對于高精度計量，信號采用脈沖輸出比較合適，很多時候設計中喜歡將信號定義統一為標準模擬信號（4~20mA），在流量測量中，當使用累計流量時，其誤差就會顯現出來，一般我們 DCS 側的轉換進度為 0.1%，若還有信號隔離器，轉換精度也是 0.1%，但對于高精度（特別是貿易計量級）的流量計來說就顯得比較大，因此對于只需要考慮高精度累計量的場合推薦采用脈沖信號或者通訊傳輸來避免轉換進度。對于過程控制，采用標準模擬信號（4~20mA）比較合適，系統卡件也統一。
各類流量儀表會受到一些工藝參數的影響，所選擇測量儀表經過流體類型初選后，要針對更多的條件進一步核對所選流量計類型是否合適，這些條件包括粘度、結晶、耐溫、耐壓等。
在化工生產過程中，一些在常溫時粘度高且易結晶的介質，會因其高粘度容易出現掛壁，導致部分儀表測量管堵塞等特殊工況，進而導致無法準確測量其流量，比如：
旋渦流量計：振動探桿容易粘結，影響漩渦的產生，導致流量計無法測量。
電磁流量計：結晶物質因為會覆蓋在電極表面，影響流量計測量，流量計可以選配除污器。
轉子流量計：結晶物質粘附浮子，也會影響金屬管浮子流量計的穩定運行。
容積式流量計受測量介質的黏度等物理性質、流動狀態的影響最小，特別適用于高黏度液體計量，對低黏度流體也適用。對于高粘度的液體（> 10000cp），可考慮采用刮板式容積流量計，對于低粘度的液體以及水的測量，可考慮采用橢圓齒輪式、腰輪式流量計。
在測量因凝固點低而粘稠、結晶的介質時，常常是在管道采用加熱、保溫的基礎上，將流量計制成夾套型，讓介質保持恒溫在流量計中流過，減小介質結晶的機會，這種情況下可以選擇能帶夾套的轉子流量計。
對于一些容易析晶的飽和溶液，或者不穩定容易分解出固體的流體，如氟硅酸，采用保溫夾套不能避免結晶的產生，因此流量儀表的選擇就需要能防堵，防磨損的流量元件，使用的楔形節流件。為了防止因冷卻而堵塞引壓管線，常采用隔離膜片的法蘭式差壓變送器直接裝在取壓口上。
容易結晶的流量計在安裝位置上，需要考慮傳感器的拆裝方便，在一旦結晶時能方便地拆下維護。
管道安裝時沒有吹掃干凈時，在管道內會殘留一些鐵銹鐵渣等雜質顆粒，而容積式流量計和轉子流量計只適用潔凈單相流體，含有固體顆粒時上游需裝過濾器，否則會導致活動部件卡死。
對于一些潔凈要求高的流體，比如注射用水，流量計的內構件不能有死角，不然會滋生細菌。流量計的衛生型符合能力見表 7，衛生型的儀表可以配卡子連接方式。
| 流量計類型 | 衛生型要求 |
|---|---|
| 孔板 | 做不到 |
| 渦街 | 能做 |
| 渦輪 | 能做 |
| 阿牛巴 | 做不到 |
| 電磁 | 能做 |
| 超聲波 | 外貼式 |
| 質量 | 能做 |
| 轉子 | 能做 |
流量計的耐溫和耐壓的選擇，是決定儀表壽命和穩定性的重要條件，流量計的耐溫和耐壓能力應該相對管道設計溫度、壓力留有裕量，常規流量計的耐溫性和耐壓性分別參見表 8 和表 9。
| 流量計類型 | 耐溫能力 |
|---|---|
| 耐高溫 | |
| 電磁流量計 | 襯里的耐溫<60℃ |
| 轉子 | <70℃（PTFE）<200(金屬） |
| 玻璃轉子 | <100℃ |
| 超聲波 | <60 ℃ 常溫型/ <400℃高溫型 |
| 渦街流量計 | <260℃常溫型/ ~450℃高溫型 |
| 熱式質量流量計 | <450℃ |
| 耐低溫 | |
| 電磁流量計 | 襯里的耐溫> -40℃ |
| 轉子 | > -196℃ |
| 渦街流量計 | > -196℃ |
| 流量計類型 | 耐壓能力 |
|---|---|
| 耐真空 | |
| 電磁流量計 | 襯里不能負壓 |
| 轉子流量計 | 四氟襯里不能負壓 |
| 耐正壓（不同系列，耐壓不同） | |
| 電旋式流量計 | 42MPa |
| 質量流量計 | 25MPa |
| 熱式質量流量計 | 4MPa |
| 電磁流量計 | 4MPa |
| 渦街流量計 | 10MPa |
電磁流量計需要流量電導率不低于 5μ/cm。
往復式壓縮機，容積式泵可產生脈動流，還會導致管道的振動。
測量脈動流流量的方法有四種：
用響應快的流量計。
采用容積式流量計。
在管線中裝用緩沖器（用于液體）或阻尼器（用于氣體）以降低脈動幅度，然后用普通流量計進行測量。
對在脈動流狀態下測得的流量值進行誤差校正。
對第 3 種方法需要進行評估，用阻尼方法，衰減后的脈動幅值若未能進入穩定流范圍，還是要通過第 4 種辦法補償。關于第 1 種方案，可以采用較高激勵頻率的電磁流量計或超聲波流量計。
渦街式、科氏質量式易受振動干擾，盡量遠離振動位置安裝，因此不適合用于脈動流體測量。
總之，沒有一種測量方式能適合任何場合，每種型式都有它的優缺點。因此，應在對各種測量方式和儀表特性作全面比較的基礎上選擇適合于生產要求的配置。能源化工自控流量儀表應用改造替換選型，針對孔板流量計、渦輪流量計、渦街流量計、阿牛巴流量計、電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計、轉子流量計等選型問題，結合規范和工作中的設計經驗，對流量儀表選型思路和需要考慮的因素做了歸納總結，為流量儀表應用改造替換選型提供參考。
