在生产过程和经营管理中，人们为了提高生产效率和控制精度，很多年以前就已开始使用定量控制的方法。例如用柱塞定量筒向包装瓶中定量装入规定容量的液态产品；用计量槽作为液态原料计量手段，然后加入反应器等。所定的量有的是以容积为单位，有的则以质量为单位。定量控制所完成的任务是对液体进行计量和不太复杂的逻辑控制。随着仪表测量技术的发展和计算机技术进入流量积算仪，人们对定量控制技术先后多次作了改进，从而使流量定量控制仪控制精度显著提高，逻辑保护更加完善，操作使用趋于灵活方便。下面重点讨论以流量定量控制仪的主要功能和应用中的一些技巧。
流量定量控制系统的组成
现代的流量定量控制系统一般以流量计为基础，以电磁切断阀或气动电动切断阀为终端执行元件，以流量定量控制仪或计算机完成流量演算、累积、显示和逻辑控制。流量计的型号有很大的选择空间，近几年来有的单位选用科里奥利质量流量计，这当然有利于提高计量精度，但投资较高 。目前大多数用户仍使用涡轮流量计，这主要是因为：
1、涡轮流量计有较高的测量精度，例如0.2级仪表能满足绝大多数使用需要。
2、价格便宜。大约只需相同口径科里奥利质量流量计的1/20。
3、安装、使用和维修都简单、方便。
4、涡轮流量计的最大不足之处是轴承容易磨损。这一点对于流量定量控制来说问题并不严重，因为这种控制是间歇操作，多数定量控制系统一天只运行数小时，所以，轴承的寿命可比24小时连续运行工况长若干倍。图1所示为以涡轮流量计为流量测量单元，以软密封电磁阀为终端控制元件，同流量定量控制仪一起组成的典型流量定量控制系统。
流量定量控制简单的动作过程如下：操作人员在流量定量控制仪输入本次发料量设定值QS或保持上一次设定值)后就可按启动按钮，继电器闭合，电磁阀励磁打开，以预期的瞬时流量qv开始发料。流量定量控制仪指示瞬时流量并累积发料量Q(或一边累积一边做ΔQ=QS-Q的运算)并显示此累积值,当累积发料量Q等于设定值QS时，流量定量控制仪发出关阀信号，将继电器接点断开，完成本次发料。待按一下复位(RESET)按钮，即准备下一次发料。
如何提高定量控制精度
1、执行器动作滞后引起的误差及其补偿从上面的动作过程可知，执行器动作滞后必然引起控制误差，误差值约为滞后时间τ与瞬时流量qv的乘积τ×qv，其中滞后时间为从CPU发出关阀指令到切断阀关死之间的全部时间，即包括继电器的动作滞后到切断阀的动作滞后，其性质属纯滞后。动作滞后引起的误差可从流量定量控制仪的累积值显示中准确地读出。纠正这一误差最简单的方法是在流量定量控制仪“提前量”窗口设置一个提前量Qf，即在Q=QS-Qf时CPU就发出指令，关闭调节阀。
2、表前压力对定量精度的影响
流量定量控制系统运行时，流量计前的流体压力经常发生变化，该变化主要是由储罐中液位高度变化引起的。比如满罐时储罐中的液位可能有10m高度，罐中料液即将发完时，可能只剩1m高度，由此引起的流量计前的压力变化也很显著，此压力变化引起发料瞬时流量的变化。发料瞬时流量的变化对定量控制精度带来两个影响。
①瞬时流量不同，要求提前量为不同值
从前面的阐述可知，执行器动作滞后引起的误差为τ×qv，合理的提前量Qf应与此误差值相等，即Qf=τ×qv，公式中：Qf为关阀提前量，l；τ为纯滞后时间，s；qv为瞬时流量，l/s。 因此，提前量设置为一个常数是不合理的，它应与qv成正比。但是，在实际操作中经常修改提前量又是一件很麻烦的事，但是如果我们舍弃提前量这个概念，而采用提前时间这个方法，就可以完全不受表前压力的影响了。这个方法是简单的，但提前关断切断阀的时间间隔Δt需在实际的装置上具体测定，测定方法如下：
先在流量定量控制仪的对应窗口设定一个数值很小的 “本次发料量”，而“提前时间”设定为0。定量控制系统“启动”后，正常发料，读出瞬时流量，当本次发料结束后，总是会发现实发量比设定值多一些。则可按下面的公式计算滞后时间。
公式中：τ为滞后时间，s；Qe为最终实际发料量，l；qv为瞬时流量，l/s。反复测定数次，得到滞后时间平均值τ，取Δt=τ，就可长时期使用。
②瞬时流量不同流量传感器流量系数也可能
不同表前压力变化引起瞬时流量的变化对定量控制精度的影响的另一个原因是流量传感器的非线性。
在经流量定量控制系统发出的料液属贸易实物时，往往此料液要连同装载运输工具一同称重，作为贸易结算依据。以不同的瞬时流量值所发的料 、装的车，往往会发现误差值存在千分之几的差异，这主要是流量传感器的非线性引起的，比如0.2级的涡轮流量传感器，其各点流量系数允许偏离平均流量系数±0.2%，而0.5级传感器则允许偏离±0.5%。表1 所示为一台DN40涡轮流量传感器试验报告中的各个试验点流量系数，以及与平均流量系数相比较的相对误差。
显然，在以8.84m3/h瞬时流量发料时，偏高0.38%属必然之事，而若以4.55m3/h瞬时流量发料时，偏低0.08%也属理所当然。
对流量传感器的非线性进行恰到好处的校正，最简单的方法是将该传感器的标定数据制作成校正折线，然后写到流量定量控制仪中。流量定量控制运行后，用查表和线性内插相结合的方法得到流量系数校正系数，进而精确地计算瞬时流量，从而完成对传感器非线性的校正。CPU求取流量系数校正系数的程序框图如图2所示。
图2 求取流量系数校正系数的程序框图
流量传感器的非线性经校正后，从简单的逻辑 关系分析，似乎传感器的误差就不存在了，其实不然，因为流量传感器除了非线性误差之外，还有重复性误差、时间漂移等，但是经过上述校正后，精度等级可以提高一档是肯定的。
③对液体热胀冷缩引起的误差进行补偿
绝大多数液体在常温条件下都有热胀冷缩的特性，这对于以体积流量传感器为测量元件的系统产生明显误差，即流体在工作温度条件下的总量尽 管控制得很准，但换算到标准状态的总量却与预定值偏离很多。纠正此项误差的方法是对流体温度影响进行自动补偿。最简单的补偿模型是下面公式所示的一次函数式。
K=1+μ1(tf–td)
公式中：K为温度补偿系数；μ1为一次温度系数，℃-1；tf为流体工作状态温度，℃；td为流体设计状态或参比状态温度，℃。
具体实施时，重要的是求取实际流体使用温度范围之内的密度随温度变化系数平均值μ1。下面以常见流体酒精为例，说明μ1求取方法。
表2所示是酒精、水混合物在不同酒精浓度条件下，密度与温度的关系。
如果常用浓度为96%，温度变化范围为15~25℃，则两个点温度对应的密度分别为811.73kg/m3和803.08kg/m3。先在酒精密度-温度座标系中将这两个点找出来，然后在其间用直线连接，按解析几何的方法，则直线的斜率即为密度随温度变化的系数μ1。
取td=15℃，td所对应的密度(参比密度)ρd=811.73kg/m3，连同μ1数值一同经流量定量控制仪面板上的操作键写入仪表，则流量定量控制仪运行后就会自动进行温度补偿。
