一 節能的形勢與要求
在過去的5年中，我國能耗一直走高，原計劃"十五"期間能源消費總量平均增長3.26%，單位產值能耗5年下降15～17%，結果卻是能源消費總量平均增長10%，單位產值能耗5年上升了7%。這些數字充分說明中國傳統的粗放型經濟增長方式再也不能繼續下去了，必須從根本上轉變經濟增長方式。"十一五"時期，我國經濟社會發展的兩個主要目標之就是："資源利用效率顯著提高，單位國內生產總值能源消耗比"十五"期末降低20%左右。在國家質檢總局計量司2006年工作要點中也強調要加強能源計量工作，要制定冶金、有色金屬、石油石化、化工、電力、建材等企業能源計量器具配備和管理要求，進一步滿足重點耗能行業生產經營和節能降耗的需要；圍繞建設節約型社會，加強能源計量器具管理，修訂不能滿足需要的國家計量檢定規程，淘汰不符合國家規定的落后產品。
二 在連續生產過程中實現節約能源
實現節能降耗現已成為各大企業必須高度重視的極其重要和緊迫的任務。因此，節能降耗也是擺在每一位計量工作者面前的重大課題。為了貫徹、執行這些要求，實現節能降耗的目標，應采用節能降耗的新技術。對于計量工作者來說，就要掌握計算耗能費的方法，要在設計中選用壓損小的流量計，并有計劃地逐步將高能耗的流量計淘汰下來。國際流量測量專家米勒先生在《流量測量工程手冊》中論及按節能降耗要求進行流量計選型時，指出："對于連續的工業生產過程，由壓損所引起的額外耗能費，是在流量計選型時必須要考慮的一個重要因素。特別是對于較大口徑、較大流量的管道，由泵或壓縮機輸送流體所需的耗能費是很大的。在此情況下，應選用一個壓損小的流量計。這個流量計雖然可能貴些，但可以證明選用它是合算的。"
在進行流量計選型時必須要遵守的這一重要原則是早在1983年米勒先生就已提醒我們的，對于一個稍有化工原理基礎知識的設計人員來說也是顯而易見的。
三 表征各種流量計壓損值的方法
為便于計量工作者對流量計進行合理的選型，國外曾有人對10種不同類型的流量計作過如下的實流實驗測試：即在相同管徑(80毫米)的管道中，讓相同的流體(水)流過，在相同的流量(流量等于68.13米3/時)下，測量出每一種流量計的壓損值(千帕)，其壓損值如表1所示。
從表1中可以看出：在管內徑為80mm的管道中，當水流量為68.13m3/h(流速為3.765m/s)時，科氏力質量流量計的壓損都較大，孔板的壓損也很大，只有文丘里管、文丘里噴嘴和V形內錐流量計的壓損較小，屬于低壓損的流量計。應該指出：除科氏力質量流量計和孔板流量計外，表1中尚未示出的旋進旋渦流量計、測量液體的容積式流量計和臨界流流量計壓損較大。
從表1中還可以看出：在相同的流量下，V形內錐(VNZ)流量計的壓損值約為孔板壓損值的五分之一，約為科氏力質量流量計壓損值的九分之一。
四 目前我國主要高耗能行業中流量計選型概況
在我國電力、鋼鐵、石化、化工、有色、建材、輕工、紡織和石油等高耗能行業中，仍大量使用著孔板流量計，約占流量計總數的70～80%。
由于流量計選型不當，在一些石化和化工產品的貿易輸送場合(如汽油、煤油、柴油及化工產品的出廠裝船或裝車點)，在150mm～300mm的大口徑管道上，目前仍相當多地安裝和使用著大口徑的科氏力質量流量計。由于壓損較大，耗能費經常超標。除壓損較大以外，科氏力質量流量計在150～300mm大口徑管道上的零點漂移嚴重，經常造成計量誤差。
目前，在日本也已發現同樣類似的問題。現在日本也正在推廣采用天然氣作燃料的汽車。在日本有1萬多輛用壓縮天然氣(CNG)作燃料的汽車正在使用，全日本共有200多個CNG的加氣站。目前，大多數的CNG配售機都采用科氏力質量流量計來測量CNG的流量，CNG的壓力高達25MPa(即250kgf/ cm2表壓)。
各汽車制造廠目前都正在開發氫燃料的汽車，而作為基礎設施同時也要求開發氫氣的自動配售機。為了在單位時間內能更加有效地添加氫燃料，有必要把氫氣進一步壓縮得比目前的CNG具有更高的壓縮程度。因此要求流量計能測量高達70MPa的氫氣流量，而同時該氣體的密度卻要比CNG小得多。雖然許多汽車制造廠目前仍在使用科氏力質量流量計測量氫氣的流量，但是日本國家計量科學研究院(NMIJ)已經開始研發使用音速噴嘴和超聲流量傳感器的新課題。他們的想法是：燃氣自動配售機是一個貿易結算的計量儀器，要求由計量部門檢定，打鉛封后，它應有長期的穩定性，而目前使用的科氏力質量流量計較難達到所要求的長期穩定性。
五 正確理解V形
內錐(VNZ) 流量計的壓損值較小
可以從以下兩方面來理解：
(1)在V形錐體的下游會形成一個高速、高紊流和含有軸對稱小旋渦的低壓區。如圖1所示。
這些小旋渦在取壓孔處會形成高頻低幅的壓力脈動信號，此低幅的壓力脈動信號會形成差壓輸出信號中的低噪聲的背景噪聲。由于差壓輸出信號中的背景噪聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測出來，所以，在設計V形內錐流量計時，容許設計者選用較低的差壓上限值。差壓值小，壓損值也小，耗能費會小得多。
這與孔板下游的大旋渦和在孔板的測壓點處由于這種大旋渦所形成的高噪聲的背景噪聲正好形成顯明的對照。孔板前、后的大旋渦如圖2所示。
在VNZ節流裝置的上游測壓點處，無旋渦；在VNZ節流裝置的下游測壓點處的壓力信號為低幅、高頻的脈動壓力信號(見圖3)。
(2)VNZ節流裝置的節流作用要比孔板小些，流通能力要比孔板大些。流出系數C的典型值：V形內錐流量計為0.85，而孔板為0.60。由于VNZ節流裝置實現了逐漸收縮、逐漸擴散的邊壁節流方式，在相同的流量和相同的β值條件下，V形內錐流量計的差壓值約為孔板差壓值的二分之一。由于差壓小，壓力損失自然小。當設計合理時，V形內錐流量計的壓損約為孔板流量計壓損的四分之一(或更小)，所以耗能費會小得多。
六 國內外利用V形內錐流量計低壓損特點的兩個實例
1. 國內實例
重要參數：錐體直徑528.28mm；管道內徑612mm。
鑒定結果：儀表流出系數0.8355；線性度±0.24%；重復性0.06%；流量范圍425.892～1525.067m3/h；鑒定單位：上海儀器儀表自控系統檢驗測試所；委托單位：寧夏銀河儀表有限公司；計量器具名稱：內錐流量計；使用單位：云南曲靖協聯電力有限公司。
工藝參數：介質為焦爐煤氣；介質溫度25℃；介質表壓4～5kPa(400～500mm水柱)；常用雷諾數2.015×105；管道內徑612mm；流量9722.22～13888.89Nm3/h；標況密度0.45kg／m3；差壓2.5kPa；壓損0.78kPa(約80mm水柱)；地區大氣壓80.5kPa。
2. 國外實例
在瑞典，SSAB的V錐流量計一直在繼續正常工作，它不受氣體中污染成分的影響，從而能提供焦爐煤氣精確的流量數據。
這是一個成功的應用范例。此應用實例的標定參數及被測流體參數為：標稱管道口徑150mm，管壁厚系列號Sch=40；管道實際內徑154.380mm；被測流體為：焦爐煤氣(SSAB公司)；比重4.40×10-1(在60°F)；錐形體直徑138.329mm；黏度1.20×10-2cP(厘泊)；β值0.444；等熵指數KE：1.360；滿刻度時的差壓值11.112cm水柱流體溫度tmin=35℃；t工況45℃；tmax= 60℃；流出系數0.865；管道中的壓力Pmin=0.08bar(表壓)；P工況=0.1bar(表壓)；Pmax=0.105bar(表壓)；氣體流量：Qmin=80Nm3/h；Qcom=300Nm3/h，Qmax= 742.996Nm3/h。
實際應用：測量范圍(量程比)9∶1；線性流速：1.1908～1.1059(±0.1)m/s；雷諾數范圍：8.1189×103至7.5404×104
七 V形內錐流量計的其他特點
(1)V形內錐流量計的量程比較大：由于V形內錐節流裝置的差壓輸出信號中的背景噪聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測出來，因此較小的流量也可以測量出來。又由于當雷諾數大于8000時，V形內錐流量計流出系數的重復性和線性度都較好。
(2)V形內錐流量計所要求的上、下游的直管段都很短，即有相當強的流動調整能力：已由標準化公開測試所證實；
(3)V形內錐節流裝置有自清掃能力，可以測量臟污流：在V形內錐節流裝置內無流動死角。在本文圖1中的箭頭示出了這種能力；
(4)V形內錐節流裝置有自保護能力：V形內錐節流裝置的關鍵尺寸已被推移到V形錐體的尾部，該關鍵尺寸受流體邊界層的保護，不會被磨蝕，如圖1所示。
八 討論和建議
(1)在大管徑、大流量的使用場合，科氏力質量流量計(CMF)和孔板流量計能耗、物耗較高，不選用。對使用中的CMF和孔板，在檢修時用新型低壓損的流量計逐步取代。在這種大管徑、大流量的場合下，CMF和孔板的壓損都較大；CMF的零點漂移較大；孔板所要求的直管段太長，現場經常無法滿足，如使用流動調整器，則壓損更大。
(2)建議在我國國標委和國家質檢總局的直接監督下，對新型流量計開展標準化公開測試，在總結經驗的基礎上，制定出我國關于新型差壓式流量計的相應國家標準和檢定規程，在我國的各大工業部門中逐步、穩健地推廣采用節能降耗的流量測量新技術；在環保工程中，采用流量測量新技術來連續監測污染物的排放總量。
(3)文丘里管、文丘里噴嘴雖屬于低壓損的標準化節流裝置，但由于它們的下限雷諾數過高(大于2×105)；由于無自整流能力而要求更長的直管段，重量和體積較大、耐臟污性能差等缺點，不值得大力推廣應用。
(4)為了能更好地確保實現"十一五"規劃綱要中與流量計量有密切關系的那3條約束指標(單位GDP能耗；單位工業增加值用水量；主要污染物排放總量；)，就要從計量的源頭抓起，建議與時俱進地提出以下10條新的流量計選型的基本要求，供各設計部門參考：
(1)重復性要好(小于0.1%)；
(2)系統精確度要較高(優于±0.5%)(對于非貿易輸送的計量系統，可適當降低1和2的指標)；
(3)有相當強的流動調整能力，要求較短的直管段，無需流動調整器；
(4)壓力損失要小、耗能費要少(對于大口徑、大流量的流量計，尤其要求壓損小)；
(5)流量測量的量程比要較寬(至少10∶1)；
(6)有自清掃能力，可測量臟污流體，無需過濾器；
(7)耐受流體磨蝕能力要強，性能要長期穩定，可靠耐用；
(8)無可動部件，檢定周期長，使用壽命長；
(9)故障率要小，維護與修理費用要少；
(10)流量計的購置費與校準費要適中，安裝與運行花費要少。
