十分鐘搞懂10種流量計如何選

Bobby Brown

更新 2019-09-09

本文目錄

一、流量計流體介質
二、流量計管道壓力等級以及溫度範圍
三、流量計流量範圍
四、流量計精度要求
- 1. 重複精度與量測精度
- 2. 流量計滿量程（FS）與讀數（Rd）
五、流量計安裝環境
六、流量計購置成本、特殊認證
七、流量計信號傳輸
八、各種流量計特色統整

流量計百百種，購買時不知如何挑選？本文專為使用者購買流量計時遇到的困難解惑，介紹選購流量計時的注意事項，並以表格統整不同流量計的使用條件，幫助讀者選購最適合自己需求的流量計！如果您想進一步理解流量計的運作原理，請參考5分鐘了解不同流量計運作原理。

目前市面上有許多知名的流量計品牌，如 Emerson、Endress+Hauser、Doweston、LORRIC、KEYENCE 等。本文旨在幫助使用者直觀地了解不同流量計的差異，提供初步選型參考。文中所提供的表格和圖示內容，主要參考各品牌官網上的基本款規格資料，其中超音波、蹼輪、面積式流量計的資料以 LORRIC 自家產品為主，其他類型則參考其他品牌基本款規格，本文不代表對任何廠牌之推薦或評價。由於流量計種類繁多，同類型產品的性能也可能因特殊設計（如耐腐蝕、耐高溫高壓、高潔淨度等）而有所不同，因此，購買前仍建議洽詢各廠商，以獲取詳細的產品資訊。

一、流量計流體介質

選購流量計時，首先要知道需求是測量什麼介質，要購買的是液體流量計還是氣體流量計？由於各種流量計量測原理不同，所以不是均可用於量測液體跟氣體。
此外，會建議購買前和廠商提供液體或管路資訊，譬如液體酸鹼、滿管與否、有無氣泡、液體黏度等，以利您找到最合適的流量計。

➤ 流量計流體介質參照表：

流量計種類	液體	氣體
1 超音波流量計	✔	✔
2 蹼輪式流量計	✔	✘
3 面積式流量計(浮子流量計)	✔	✔
4 科氏力流量計	✔	✔
5 容積式流量計(齒輪流量計)	✔	✘
6 渦流式流量計	✔	✔
7 渦輪式流量計	✔	✘
8 差壓式流量計	✔	✔
9 電磁式流量計	✔	✘
10 熱質式流量計	✔	✔

二、流量計管道壓力等級以及溫度範圍

此外，管道壓力和溫度也很重要，各種流量計對於壓力和溫度承受度不同，即便是同一種流量計，也可能因為材質不同或特殊需求設計，而有不一樣的壓力和溫度耐受度。
一般在工程設計上，建議安全範圍超過10個單位，如管內液體為溫度50度，且管壓為20公斤時，在這種情況下，水流量計耐受溫度應至少達到 60 度（50 + 10），而壓力耐受度則需達到 30 公斤（20 + 10），是比較保險的。

➤流量計壓力範圍、工作溫度參照表：
壓力以Mpa為標準：

低壓：≤ 1.0 MPa

中壓：1.0 MPa 到 10 MPa

高壓：> 10 MPa

管內流體溫度以攝氏°C為標準：

低溫：-40°C 到 0°C

中溫：0°C 到 100°C

高溫：> 100°C

各種流量計耐溫耐壓表<br/> 橫軸：從左到右表示低壓到高壓，僅顯示大致的適用範圍，並不完全對應特定的壓力數值。<br/> 縱軸：從下到上表示低溫到高溫。若某流量計穿越低至高溫，譬如超音波流量計，表示其通常可測量低於0°C至超過100°C範圍的溫度。

| 各種流量計耐溫耐壓表
橫軸：從左到右表示低壓到高壓，僅顯示大致的適用範圍，並不完全對應特定的壓力數值。
縱軸：從下到上表示低溫到高溫。若某流量計穿越低至高溫，譬如超音波流量計，表示其通常可測量低於0°C至超過100°C範圍的溫度。

流量計種類	壓力範圍	管內流體溫度
1 超音波流量計	高（管外安裝，沒有壓力限制）	低～高
2 蹼輪式流量計	低	中
3 面積式流量計(浮子流量計)	低	中
4 科氏力流量計	中	低～高
5 容積式流量計(齒輪流量計)	中	中低
6 渦流式流量計	中	低～高
7 渦輪式流量計	中	中低
8 差壓式流量計	高	低～高
9 電磁式流量計	中	中
10 熱質式流量計	中低	低～高

三、流量計流量範圍

流量計可量測範圍應該大於設備管道液體流量的變動範圍：

| 流量計流量範圍

我們可以參考量程選擇符合需求的流量計，如果設備量測的範圍在20-100lpm之間，100除以20為 5，建議選擇量程大於 1:5 的流量計，另外，建議流量計所能量測的最低流量要小於20 lpm，最大流量要大於100 lpm，譬如說可以選擇量測範圍15~150 lpm的流量計，或是10~200 lpm的流量計。

| 水流量計量測範圍選擇示意圖

量程範圍最小值（下限範圍）會影響到零點（邊界值）；而上限值會影響到流量計精度，因為通常用上限值（滿量程）百分比計算誤差，所以如果量測範圍的最小值和最大值區間很大，在小流量時精度會較差。

➤各種流量計量程參照表：
以量程比為標準：

高量程比：> 1:50，適合需要同時測量非常小和非常大流量的場合
中量程比：1:20 到 1:50 之間，適合多數工業應用
低量程比：< 1:20，適合流量範圍區間小、流量較固定的應用

各流量計量程比<br/> 量程越高，可量測的範圍越大，圖片顯示各流量計量程比相對關係，並不完全對應特定的量程數值。

| 各流量計量程比
量程越高，可量測的範圍越大，圖片顯示各流量計量程比相對關係，並不完全對應特定的量程數值。

流量計種類	量程比
1 超音波流量計	高
2 蹼輪式流量計	中
3 面積式流量計(浮子流量計)	低
4 科氏力流量計	低
5 容積式流量計 (齒輪流量計)	低
6 渦流式流量計	中
7 渦輪式流量計	低
8 差壓式流量計	中
9 電磁式流量計	中
10 熱質式流量計	低～高

四、流量計精度要求

流量計精度雖很重要，然而通常精度越高的流量計，價格就越貴，建議可以依據需求在精度和價格間取捨，像是如果只是想瞭解管道中有多少自來水，則不須對水流量計精度有很高的要求；如果應用在精密製程的化學藥劑監測，對於液體流量計精度要求就會比較高。以下讓我們來了解flow meter流量計精度的相關名詞：

1. 重複精度與量測精度

重複精度
定義：在相同的條件下，針對相同量進行多次測量時，測量結果的一致性或接近程度。重複性反映的是測量設備或系統在短時間內多次測量的穩定性。
假設想使用水流量計測量相同的流量（例如每秒10公升），並在相同條件下重複進行10次測量。若流量計的重精度高，那麼10次測量的結果會非常接近，例如結果可能都是9.98、9.99、10.01升等。重複性越高，數據的離散性越小。

量測精度
定義：測量值與真實值（或參考標準值）之間的接近程度。量測精度反映了測量設備的正確性。
如果想要測量流量為10公升/秒的液體流量，理想情況下，流量計應該會顯示10.0公升/秒。若流量計顯示的值為9.8公升/秒，表示測量精度較低。流量計的量測精度越高，測量值越接近10.0公升/秒這個真實值。

2. 流量計滿量程（FS）與讀數（Rd）

當您看到流量計的規格標準上的精度時，需要留意是滿量程百分比（Full Scale, FS）還是讀數百分比（Reading, Rd或RD）。

| 滿量程（FS）與讀數（Rd）

1 ）什麼是滿量程（FS）？
使用滿量程FS表示誤差時，是基於量程最大範圍計算誤差，絕對誤差保持不變，但相對於實際流量的百分比的相對誤差會隨流量變化而改變。

譬如說：假設流量計的量程為3-300LPM，精度為滿量程的 3.0%FS
則絕對誤差=300 LPM×3.0%=9 LPM

如果顯示流量為250LPM時，實際流量可能在250 LPM±9 LPM，也就是 241 LPM 至 259 LPM之間。此時相對誤差為9 LPM/250 LPM ±3.6%

如果顯示流量為100LPM時，實際流量可能在100 LPM±9 LPM，也就是 91 LPM 至 109 LPM之間。相對誤差為 9 LPM/100 LPM±9%。

滿量程（FS）表示誤差的優點是簡單易計算，因為絕對誤差是基於滿量程的計算，絕對誤差不會變；然而當流量減少時，絕對誤差占流量的比例（相對誤差）會變得很大，導致測量精度變差。

2）什麼是讀數（Rd或RD）？
讀數（Reading，簡稱Rd或RD）表示誤差時，是根據實際的測量值來計算誤差，無論流量在流量範圍內的哪個位置，百分比始終基於當前讀數。

譬如說：假設一個流量計的準確度為讀數的0.3%RD，

當實際測量值是100 LPM時，絕對誤差為 100 LPM × 0.3% = 0.3 LPM。

當實際測量值是50 LPM時，絕對誤差為 50 LPM × 0.3% = 0.15 LPM。

讀數（RD）表示誤差的優點是誤差隨測量值變化，低流量測量更精確且相對誤差穩定，適合變動流量的應用，能在多種範圍內保持精度。缺點是計算較複雜，需要動態計算每個讀數，高流量時誤差可能增大，影響高流量測量精度。

➤流量計精度參照表：
以下為參考Emerosn, Endress+Hauser, Doweston 等流量計廠商官網告示的流量計產品資料，所整理之數據，以滿量程精度（FS）誤差為標準：

高精度：FS ≤ ±0.5%，適合如實驗室測量或高精密工業應用
中精度：FS在±0.5% 到 ±2%之間，適合大多數工業應用，適用於日常測量需求
低精度：FS > ±2%，適用於流量變動較大或對精度要求較低的應用

各流量計精度<br/> 精度越高，誤差數值越小，圖片顯示各流量計精度相對關係，並不完全對應特定的誤差數值。

| 各流量計精度
精度越高，誤差數值越小，圖片顯示各流量計精度相對關係，並不完全對應特定的誤差數值。

流量計種類	精度範圍
1 超音波流量計	高
2 蹼輪式流量計	低
3 面積式流量計(浮子流量計)	低
4 科氏力流量計	高
5 容積式流量計 (齒輪流量計)	中高
6 渦流式流量計	中
7 渦輪式流量計	中
8 差壓式流量計	高
9 電磁式流量計	高
10 熱質式流量計	高

五、流量計安裝環境

設備能不能、要不要切管，以及安裝位置，在選購流量計時也必須列入考量：

判斷設備是否能停機和切管進行流量計安裝：當管道無法停機或切割時，建議選用非侵入式的流量計，如超音波流量計，不過通常免切斷管道的安裝需要更高的預算。
依據材質的管路選擇接管方式：選擇適合的接管方式能提高流量計密封性，金屬管道（如不鏽鋼、銅）通常需要焊接或法蘭連接，而塑膠管道（如PVC、PPH）則多採用膠粘或螺紋接合。
注意設備耐腐蝕需求：當流體具有腐蝕性時，需要選用工程塑膠管路（PVC、PPH、PVDF、PFA）等耐化性較好的流量計材質。
請留意安裝位置是水平或垂直？

水平或垂直測量在安裝上也有學問，購買流量計時請根據場地條件挑選。若安裝在水平管，最好是安裝在低位處、U字管的凹處，因為上位處壓力不足，液體不滿管的情況會導致流量測量不準確。

若安裝在垂直管，建議將流量計安裝在液體由下往上流動的管道上，因為如果液體由上往下流動會呈現段落式的垂墜流動，導致流速不穩定，所以請將流量計安裝在液體由下往上流動的管段上。

|流量計安裝在垂直管

六、流量計購置成本、特殊認證

購買流量計時，除了流量計本身的價錢，也需要考量安裝、維護、運行成本，像是電子流量計使用壽命長，但會有定期校正需求。
另外，是否對流量計有特殊認證要求，特別是在安全性和防爆等要求較高的工業場所，特殊認證如：
CE：歐盟的安全、健康、環保標準，所有在歐盟銷售的設備需符合此規範。
UL：美國安全認證，主要針對電氣安全和火災防護，北美市場應用廣泛。
ATEX：歐洲針對爆炸性環境的防爆認證，適用於化工和石油等高風險場所。
度量衡認證：針對流量計精度和測量合規性的認證，確保商業計量的準確性。

➤流量計成本參照表：
以下參考購物平台通路Amazon和Alibaba可搜尋到的流量計價格範圍，以DN25(1 inch)為標準：

高成本：15000TWD以上
中成本：5000~15000TWD
低成本：5000TWD以下

各流量計成本<br/>流量計實際價格會依各廠牌、各通路、性能及尺寸等多種因素而有所不同，圖片僅顯示各流量計成本大致上的相對關係，實際價格請洽詢各商家。

| 各流量計成本
流量計實際價格會依各廠牌、各通路、性能及尺寸等多種因素而有所不同，圖片僅顯示各流量計成本大致上的相對關係，實際價格請洽詢各商家。

流量計種類	購置成本
1 超音波流量計	中高
2 蹼輪式流量計	中
3 面積式流量計(浮子流量計)	低
4 科氏力流量計	中
5 容積式流量計 (齒輪流量計)	中
6 渦流式流量計	高
7 渦輪式流量計	中
8 差壓式流量計	低
9 電磁式流量計	高
10 熱質式流量計	高

七、流量計信號傳輸

有些場合有流量數據儲存與傳輸需求，此時應注意電子流量計信號傳輸方式是否與其他設備兼容，例如Pulse、4-20mA、RS485、I/O LINK等。
像是近年來《能源管理法》規定大樓、工作場所等區域的設備要進行年度能源申報，這時就會需要有數據搜集功能的流量計，那麼購買流量計時，就要注意通訊接口、通訊協議有沒有兼容。
了解更多：
• 超音波流量計幫助能源申報更簡便
• 什麼是類比電流輸出
• 什麼是RS485
• 什麼是開關訊號

八、各種流量計特色統整

分類標準	壓力（MPa）	溫度（°C）	量程比	精度（FS）	成本（TWD）
高	> 10 MPa	> 100°C	> 1:50	≤ ±0.5%	> 15000 TWD
中	1.0 MPa 到 10 MPa	0°C 到 100°C	1:20 到 1:50	±0.5% 到 ±2%	5000 ~ 15000 TWD
低	≤ 1.0 MPa	-40°C 到 0°C	< 1:20	> ±2%	< 5000 TWD

流量計種類	壓力範圍	流體溫度	量程比	精度範圍	購置成本
1 超音波流量計	高	低～高	高	高	中高
2 蹼輪式流量計	低	中	中	低	中
3 面積式流量計	低	中	低	低	低
4 科氏力流量計	中	低～高	低	高	中
5 容積式流量計	中	中低	低	中高	中
6 渦流式流量計	中	低～高	中	中	高
7 渦輪式流量計	中	中	低	中	中
8 差壓式流量計	高	低～高	中	高	低
9 電磁式流量計	中	中	中	高	高
10 熱質式流量計	中低	低～高	高	高	高