超聲波流量計與孔板流量計的比較1
超聲波流量計與孔板流量計的比較
在我國長輸和集輸管道的工程實踐中，孔板流量計特別是高級孔板閥長期占據統治地位。而隨著我國石油天然氣事業的大規模發展，在高壓、大流量計量方面，孔板流量計越來越受到自身結構的限制而顯示出其局限性。近年來一些新型的流量計在國外取得理論和實踐成功的基礎上，也積極投身國內市場，取得一系列成功經驗。特別是超聲波流量計在高壓、大流量場合具有明顯優勢，大有取代高級孔板閥之勢。由于認識的誤區很多人認為超聲波流量計性能好但價格昂貴，事實是不是如此呢？我們通過一系列比較可以得到更正確的結論。..
1孔板流量計的使用要求
孔板流量計（流量與差壓的平方成正比）的使用條件、使用范圍和對管道的要求：..
(1)流體：應是單相、均質的牛頓流體，在通過節流裝置時不發生相變和析出雜質，在節流裝置中不得有任何形式的物質黏附或聚集。..
(2)管道：僅適用于圓管，管徑大小有一定限制，上下游有很長的直管段，而且節流件上游.. 10D、下游.. 4D直管段的內表面粗糙度、圓度要嚴格符合具體規定。
(3)流態：流動應是連續、穩定的，不是脈動流；在受到節流件影響前已形成典型的、充分發展的流速分布（紊流速度分布），流線與管軸線平行，不得為旋轉流。..
2技術性能的比較.
2.1量程比低
由于結構特點，孔板流量計是通過節流件來完成測量的，所以其量程比通常只有1：3，可達.. 1：10，而超聲波流量計沒有任何阻流件，其量程比可達.. 1：200。這兩個數據表明：如果實現一種測量方案，假定其流量范圍是從1m3/h ~ 40m3/h,使用超聲波流量計只需要一路工藝計量回路就可以實現，如果采用孔板流量計，需要多路才能實現。..
2.2壓損
由于孔板流量計的結構有阻流件，超聲波流量計沒有阻流件，那么顯而易見：孔板流量計的壓損很大，超聲波流量計壓損實際可以忽略不計。
2.3精度
孔板流量計的計量精度理論上可以達到 1%，但是通過大量的實踐證明，由于孔板流量計抗力較差，現場精度能達到 2%，一般情況下在 3%左右。超聲波流量計的精度則可以達到 0.5%甚至更高。由此可見選擇兩種不同的計量儀表，對于測量的影響會有多大。
2.4測脈動流
由于孔板流量計是靠孔板前后的差壓信號來實現流量測量的，脈動流會使孔板前后的差壓不準，所以孔板流量計不適合測脈動流，而超聲波流量計可以測量脈動流的強度并消除其干擾，所以它適合測脈動流。
2.5測雙向流
孔板流量計依據一個節流元件來實現測量目的，這個節流元件具有嚴格的方向性，因此孔板流量計無法測雙向流。超聲波流量計只與超聲信號在流體中的傳播時間有關，因此可以測雙向流。
2.6測濕氣體
孔板流量計不適合測量濕氣體；若被測氣體為濕氣體，那么在孔板流量計的前端容易積液，使得上下游差壓產生變化，而孔板流量計正是根據上下游的壓差來測量流量的，如果差壓產生變化，則孔板流量計不可能準確測量氣體的流量。超聲波流量計具有自檢測功能，如果所測量氣體為濕氣體，對超聲波流量計產生影響時，儀表本身可以修正，因此超聲波流量計適用于濕氣體的測量（濕氣體體積組分含量低于 5%）。
2.7清洗計量管路
孔板流量計本身有阻流件，清洗球無法通過，因此孔板流量計安裝在管線上時無法在線清洗計量管路，只有拆除孔板流量計才能清洗管路。而對超聲波流量計來說，不存在這樣的問題。
2.8渦流影響
孔板流量計采用差壓法測量氣體的流量，渦流直接影響孔板兩端的差壓，因此孔板流量計對渦流很敏感，要求有很長的直管段才能滿足測量精度的要求。新的國際標準ISO5167已經對孔板流量計上游直管段的長度作了更高的規定：孔板流量計上游直管段至少要有 44D，若孔板流量計上游有匯管存在，則上游直管段的長度至少要有 145D。（詳見《國際流量計量學術動態及發展趨勢》（《中國計量》2002年）或 ISO 5167-2）。英國烴源公司下屬的南莫克姆天然氣計量站改造時，請英國國家工程實驗室（NEL）做了詳細的流體動力學分析， NEL經過大量試驗得出結論：原 ISO5167規定的上游18D直管段確實無法滿足對計量精度的要求，修改后的 ISO5167-2對直管段的長度規定是必須的。而大多多聲道的超聲波流量計本身具有對渦流強度的分析能力，可以消除渦流對流量測量的影響，對渦流不敏感。
2.9流速分布的影響
孔板流量計由于結構原理的限制，要求測量時流速分布均勻，但是由于現場計量管路的復雜性，氣體在管路的流速分布是不可能均勻對稱的，因此孔板流量計對流速分布不對稱非常敏感。超聲波流量計可以修正流速分布不對稱的現象。
2.10重復性
對于孔板流量計而言，隨著使用過程中孔板邊緣的磨損，孔板流量計的精度和重復性都會下降，而超聲波流量計無壓損、無示值漂移現象，重復性高。
2.11工藝管路復雜性比較
對于孔板流量計，由于量程比窄，計量管路多，而且上、下游直管段長，現場工藝管路復雜。超聲波流量計量程比寬，上、下游直管段短，工藝管路簡單。
2.12維修維護率比較
孔板流量計有阻流件，上游易積液、對高含硫的天然氣，其孔板磨損快，維修維護率高。超聲波流量計無可動部件，特殊材料的超聲探頭可以抗 H 2S的腐蝕，維護簡單。
2.13一次性投資比較
孔板流量計由于量程比窄，對于相同的流量計量要求，其計量管路多，雖然直接的計量儀表投資少，但是相關的閥門、溫度變送器、壓力變送器、直管段、匯管等一次性投資多。超聲波流量計單表價格高于孔板流量計，但是由于量程比寬，整個計量回路少，實際站場一次性投資少。
