什么是差壓式流量計？差壓式流量計是目前比較廣泛的差壓式流量計種類之一，它具有結構簡單，應用范圍廣，便于維修，且標準件便于生產等特點，

 

一、差壓式流量計結構

 

1. 節(jié)流裝置

 

節(jié)流裝置由節(jié)流和取壓裝置構成。標準節(jié)流件有三種類型，即:孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過孔板所產生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡單、適用性廣、使用壽命長等特點，工業(yè)生產中廣泛采用標準孔板，精度可達±0.5-±1%，公稱為50-1200mm.

 

取壓裝置有兩個取壓口，一個是上游取壓口，一個是下流取壓口，上流取壓口引出流體的正壓力，下游取壓口引出流體的負壓力。

 

2. 差壓變送器

 

差壓變送器是差壓式流量計中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號轉變成電流信號，以便于二次儀表處理和運算。早期使用的差壓式流量中DDZ-II(輸出0-10mA)和DDZ-IIDDZ-III(輸出4-20mA)型，其準確度均為±0.5%，基本能滿足工業(yè)計量的要求。

 

3. 顯示儀表

 

顯示儀表將差壓變送器產生的標準電流信號及其它裝置產生的補償信號進行開方并積算，顯示瞬間流量、累計流量及其它流量。對于壓力、溫度波動范圍較大的測量介質，如過熱蒸汽等，必須進行溫度、壓力補償，對于飽和蒸汽，應進行壓力(或溫度)補償。

 

常用的顯示儀表有電磁計數(shù)式的開方積算器和智能數(shù)顯式的流量積算儀。智能流量積算儀是采用單片為處理機組成快速修正系統(tǒng)，能與差壓、壓力、溫度變送器或與熱電偶、熱電阻配合，對被測介質由于壓力、溫度偏離設計引起的流量測量誤差及累計積算等，通過軟件實現(xiàn)自動補償和積算，從而提高測量精度及可靠性。

 

二、差壓式流量計測量原理

 

流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流裝置包括節(jié)流元件和取壓裝置。節(jié)流元件是使管道中的流體產生局部收縮的元件，常用的節(jié)流元件有孔板、噴嘴和文丘利管等，下面以孔板為例說明節(jié)流現(xiàn)象。

 

在管道中流動的流體具有動能和位能，在一定條件下這兩種能量可以相互轉換。而根據(jù)能量守恒定律，流體所具有的靜壓能和動能，再加上克服流動阻力的能量損失，在沒有外加能量的情況下，其總和是不變的。圖示在孔板前后流體的速度與壓力的分布情況。流體在管道截面I 前，以一定的流速v流動。此時的靜壓力為P；。

 

在接近節(jié)流裝置時，由于遇到節(jié)流裝置的阻擋，使靠近管壁處的流體受到節(jié)流裝置的阻擋作用最大，因而使一部分動能轉換為靜壓能，出現(xiàn)了節(jié)流裝置人口端面靠近管壁處的流體靜壓力升高，并且比管道中心處的壓力要大，即在節(jié)流裝置人口端面處產生一徑向壓差，這一徑向壓差使流體產生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質點的流向與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運動。由于慣性作用，流束收縮最小的地方不在孔板的開孔處，而是在開孔處的截面11 處。根據(jù)流體流動的連續(xù)性方程，截面II處的流體的流動速度最大，達到v2。隨后流束又逐漸擴大，至截面III后則完全恢復平穩(wěn)狀態(tài)，流速便降低到原來的數(shù)值，即v1＝v3。

 

由于節(jié)流裝置造成流束的局部收縮，使流體的流速發(fā)生變化，即動能發(fā)生變化。與此同時，表征流體靜壓能的靜壓力也在變化。在截面I 處，流體具有靜壓力P1。到達截面II時，流速增加到最大值，靜壓力則降低到最小值P2，而后又隨著流束的恢復而逐漸恢復，由于在孔板端面處，流通截面突然縮小和擴張，使流體形成局部渦流，要消耗一部分能量，同時流體流經(jīng)孔板時，要克服摩擦力，所以流體的靜壓力不能恢復到原來的數(shù)值P；，而產生了壓力損失￡＝P1-P2。節(jié)流裝置前流體的壓力較高，稱為正壓，常以“+ ' ，標志；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負壓（不同于真空度的概念），常以“一”標志。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關。管道中流動的流體流量越大，在節(jié)流裝置前后產生的壓差也越大，只要測出孔板前后壓差的大小，即可反映出流量的大小，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。

 

值得注意的是：要準確地測量出截面I 與截面II處的壓力P1和P2是有困難的，這是因為產生最低靜壓力P2的截面II的位置隨著流速的不同會改變，事先根本無法確定。因此，實際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測得的壓差與流量之間的關系，與測壓點和測壓方式的選擇是緊密相關的。

 

三、幾種常見差壓式流量計的原理和優(yōu)缺點

 

一、均速管型流量測量裝置（如威力巴，阿牛巴，德爾塔巴，威爾巴，超力巴等）

 

1、原理;基于皮托管測速原理，以測管道中直線上幾點流速來推算流量。

 

2、優(yōu)點：結構簡單，價格低廉，裝、拆方便，壓損小等特點?？蓪崿F(xiàn)多點布置測量大風道平均流速。

 

3、缺點：采用取壓孔取壓，取壓口易堵塞，要求流體潔凈度較高，運行維護量大，不適宜含粉介質風量測量；因為是多點測量，反吹也只能吹通個別點，很難把全部取壓孔吹通。

 

二、文丘里型流量測量裝置（如單喉徑，雙喉徑，多喉徑文丘里流量計）

 

1、其原理是利用外文丘管喉部加速產生低壓，而將內文丘利管的尾部置于的喉部低壓區(qū)，促使內文丘利管的喉部產生更低的低壓，因而在同樣的流量下可獲得更大的輸出差壓。

 

2、優(yōu)點：較適用于大管道的低流速氣體流量測量，插入式，安裝方便；反應速度快。

 

3、缺點;由于它僅測一點流速，管道中流速分布對其影響很大，因而準確度較低。目前市場上還有一種三文丘利管，它在雙文丘利管內再安裝一個文丘管，企圖獲得更大的差壓，當尺寸較小時，附面層的作用將呈現(xiàn)出來，制約了這種加速降壓效果，且?guī)砹私Y構復雜，系數(shù)不穩(wěn)定負面影響，不宜倡導。對含塵氣流的測量時，灰塵只進不出，造成感壓管路堵塞，取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質。當風道橫截面積較大，而直管段不夠長時，輸出差壓不線性，重復性差。如果單點布置，不適宜大風道的風量測量。

 

三、機翼型流量測量裝置

 

1、其測量的理論基礎是：在充滿流體的管道中，固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件，則管道內流體在通過該節(jié)流件時就會造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件、一定的測壓位置和前后直管段、一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓△P與流量Q之間關系符合伯努利方程。

 

2、優(yōu)點：反應速度快；多點測量大風道平均流速。

 

3、缺點：較笨重，體積大，安裝不方便；風道阻力大，不節(jié)能；取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質。機翼型流量計不可避免地會在管道中產生*壓損，其流體壓力損失的主要原因是機翼前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機械能的一部分不可逆轉地變成了熱能，消失在流體內。

 

四、差壓式流量計常見故障及排除方法

 

(1) 顯示流量偏高：現(xiàn)象為流量值明顯高于實際值；可能出現(xiàn)的故障有：

 

① 差壓變送器負壓導壓管被油水所堵，造成壓力傳遞不暢，使差壓高于正常值。因而使氣量偏高。排除方法：應及時的防油水。

 

② 節(jié)流孔板被冰塊和水化物所堵，造成孔徑變小，其此時的 差壓值明顯高于正常值，從而使氣量偏高。排除方法：把孔板搖至上閥室，讓氣流把冰塊和水化物沖走或用蒸汽加溫使之溶化。

 

③ 鉑熱電阻部分短路或受潮，使電阻值變小，使溫度明顯低 于正常值，造成氣量偏高。排除方法：更換鉑熱電阻。

 

④ 儀表線性變差造成計量偏高。排除方法：更換相應的儀表。

 

(2)顯示流量偏低：現(xiàn)象為流量值明顯低于實際值；

 

可能出現(xiàn)的故障有：

 

① 差壓變送器正壓導壓管被油水所堵，造成壓力傳遞不暢，使差壓低于正常值。因而使氣量偏低。排除方法：應及時的防油水。

 

② 節(jié)流孔板的倒角被固體顆粒和其它雜質嚴重劃傷，造成孔徑變大，其此時的差壓值低于正常值，從而使氣量偏低。排除方法：更換一塊新孔板。