由于市场上的质量流量计种类繁多，比较这些选项似乎很困难。这里有 10 个参数，可以更好地了解比较仪表时要注意什么。
首先，流量计在测量流量的方式上有所不同。仪表直接或间接测量流量，这种测量可能取决于也可能不取决于流体特性。例如，一个仪表使用压差测量和已知气体特性间接计算质量流量，而另一个仪表则直接计算质量流量，并且独立于气体特性。
在流体兼容性、工作范围、测量规格和价格方面，仪表之间也存在相当大的差异。本文介绍了四种常见仪表技术的基本工作原理，以及为应用选择最佳流量计时需要考虑的 10 个参数。
常见质量流量技术的工作原理
科里奥利流量计
科里奥利质量流量计利用科里奥利原理直接测量质量流量，独立于流体特性。这些仪表包含一个或两个管子，这些管子在管子的谐振频率下进行电磁振荡。这种振荡由沿管长度不同点的传感器测量。当没有流动时，管子对称振荡，点之间没有相位差。 当流动通过时，管子会扭曲，在点之间引起与流体质量流量成正比的相移。这种测量没有压力依赖性，唯一的温度影响是机械或电子的，导致零位移，比其他技术小一个数量级。
层流差压流量计
层流质量流量计通过压差间接测量质量流量。这些仪表包含将湍流转换为层流的流动元件。传感器测量这些流量元件的压降，仪表使用该数据和泊静叶方程来计算体积流量。 然后，仪表借助考虑温度和压力的预载气体特性表将该体积测量值转换为标准化质量流量。尽管涉及多个变量，但高精度传感器可确保准确的读数。由于每种气体的质量流量计算都不同，因此选择正确的气体非常重要。
热式流量计
热流量计有两种主要技术，每种技术都直接使用温度传感器测量流量。此外，热表测量取决于气体特性，气体特性随温度变化，因此它们装有气体表。 第一种技术是热旁路流量计。它的工作原理是引导一小部分流体流过包裹在加热元件中的毛细管，两侧都有温度传感器。当没有流量时，传感器之间没有温差。但是进入的冷流通过第一个传感器，温度下降。然后，当流经加热元件时被加热，并升高第二个传感器的温度。传感器之间的温差与流量成正比。第二种技术是热 MEMS 或 CMOS 流量计。它通过保持加热传感器和流量温度传感器之间的温差来工作。当没有流动时，传感器之间的温差是恒定的。流量导致流量温度传感器冷却，并添加加热电流以补偿变化。该电流与质量流量成正比。与热旁路仪表相比，MEMS 仪表的最大优势是响应速度和封装尺寸小。
选择质量流量计的10个参数
- 流量
- 使用的气体或气体
- 温度
- 工作压力
- 压降
- 价格
- 准确性
- 响应时间
- 预热时间
- 稳定的测量范围（量程）
流量、气体选择和温度
图 1.每种技术的可用流速和温度范围。注意 x 轴上的对数刻度。
首先确保流量计与应用的流量、气体选择和温度兼容非常重要，各种技术的这些范围如图 1 所示。
科里奥利流量计可在最大的流量和温度范围内运行，是某些极端高流量、高温应用的可行选择。对于极低流量应用，层流和热旁路测量仪是更好的选择。在气体兼容性方面，所有仪表都使用普通气体。但科里奥利是唯一与一些更困难的气体（如 NO）兼容的仪表2，与 N 以未知比例的平衡存在2O4.
工作压力和压降
图 2.每种技术的静态和差压均可提供最大压力额定值。注意 x 轴上的对数刻度。
接下来要考虑的参数是工作压力和压降。由于压力调节器和泵通常价格低廉，因此在大多数应用中可以轻松调节压力控制。尽管如此，有些应用需要严格调节工作压力（例如化学反应）或最小压降（例如体积计校准）。
图2显示，热旁路和科里奥利流量计在高压应用中具有优势，而科里奥利流量计在低压降应用中实际上变得不兼容。
价格/准确性权衡
图 3.更高的精度（更低的百分比）伴随着更高的技术成本。
精度越高的仪表成本更高，并且根据仪表类型和流量，即使稍微提高精度也可能成本高昂，如图 3 所示。例如，在低端流量下，层流流量计的成本约为 1,000 美元，而更高精度的科里奥利流量计的成本约为 5,000 美元。然而，在流量的高端，仪表的价格相当。
对于某些应用，高精度是不容谈判的。以一个应用程序为例，有人在一家小型生物制药实验室工作，该实验室计划扩大规模以进行大规模生产，并希望尽量减少不准确的规模。但在其他应用中，精度较低的仪表就足够了，这可以节省很多钱。
价格/响应时间权衡
图 4.对流量和作条件变化的响应时间较短，通常成本更高。注意 y 轴上的对数刻度。
不同仪表的响应时间可能有很大差异，改进响应时间也可能成本高昂，如图 4 所示。科里奥利仪表的响应时间从 1 毫秒到 500 毫秒不等，具体取决于尺寸、处理器和固件。较大的流量管通常以较低的频率振荡，并且具有更长的响应时间。
层流流量计在中等流量范围内具有最佳响应时间。对于极低流量，由于流体尺寸较大，层流流量计需要更长的时间来检测压差的微小变化。对于较大的流量，层流计软件会执行平均以消除测量噪声，这也会减慢响应时间。
现在，想象一下在光缆制造厂工作，通常有多个瓶坯被纯化，并且一次有多根光纤被拉出，所有这些都来自同一个压力源。在长期运行过程中，由于其他运行的停止和启动，可能会出现几次压力下降和峰值，这些压力变化可能会导致延误和批次浪费。这里的快速响应时间可以快速纠正压力变化，从而最大限度地减少时间和资源的浪费。
价格与预热时间
图 5.不同技术的预热时间存在明显差异，同时为快速和慢速预热时间提供低成本和高成本选项。注意 y 轴上的对数刻度。
设备的预热时间可以从几秒钟到几分钟不等。对于某些应用来说，较长的预热时间可能只不过是一种小小的不便。但想象一下，一个设备用于在经历恶劣天气的地方校准室外空气采样器。在这种情况下，快速的预热时间可能至关重要，因为这意味着在每个站点的时间更少。
在这里，热 MEMS 和层流流量计是不错的选择，因为它们的预热时间只需几秒钟而不是几分钟。此外，如图 5 所示，MEMS 成本较低，如果满足所有其他应用需求，则是理想的选择。
价格/夜床权衡
图6.市场上最佳调节比与各种技术价格的范围。
量程的确切含义可能因制造商而异，但本质上是仪表的工作范围。如图 6 所示，该比率会因设备和气体选择而异。例如，一些制造商可能有一个标准气体调节比为 10,000：1 的仪表，但防腐版本可能只有 100：1 的调节比。如果应用在大范围的流量下运行或使用不常见的气体，则可能需要具有大调节比的仪表，甚至两个单独的仪表，以最便宜的为准。
结论
选择最适合应用的质量流量计似乎很复杂，但了解哪些参数需要考虑以及顺序会使决策变得更加简单。
通过首先确保满足对流量、温度和气体的要求，可以显着缩小选择范围。然后，考虑合理可调的参数，如工作压力和压降。之后，考虑预算和特定于应用的参数，例如精度、响应时间、预热时间和调节比。
有了这些指南，根据给定应用的独特要求选择正确的质量流量解决方案应该会简单得多。