摘要：主要(yao)介紹差壓式(shì)流量計 的工(gong)作原理和在(zài)實際應用中(zhong)常見的幾種(zhong)安裝方🥵式，針(zhen)對流量計不(bu)同安裝方式(shì)和壓力引出(chū)類型産🌈生零(ling)點誤🌈差的主(zhǔ)要原因🔅進行(hang)分析，得出相(xiang)應的零點修(xiū)正計算公式(shi)提高差壓式(shì)流量計的數(shù)據正确性。
0引(yǐn)言
　　差壓式流(liú)量計是一種(zhǒng)在工業領域(yu)被廣泛應用(yòng)的流量計量(liàng)🙇🏻器具，在面對(duì)不同測量對(dui)象和測量工(gong)況時需㊙️要進(jin)行安裝方式(shi)的🔞适應性選(xuan)擇,适當的安(an)裝💰方式可确(que)保使用者獲(huò)得真實的流(liú)量值。在實際(jì)工作中,差壓(yā)式流量計會(hui)遇到檢修及(ji)部件更換等(děng)情況，原流量(liang)計的零點修(xiū)正方法無法(fǎ)适用于新流(liú)量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計,需要進(jin)行有針對性(xìng)的零點修正(zhèng)，消除因維🌈修(xiū)和更換帶來(lai)的零點誤差(chà)。
1差壓式流量(liàng)計的工作原(yuán)理
　　差壓式流(liú)量計是一種(zhong)測定流量的(de)儀器，其工作(zuo)原.理都🏒是基(jī)于封閉管道(dào)中流體質量(liang)守恒(連續性(xìng)方程)和能量(liang)守恒(伯努🥵利(li)方程)定律。它(tā)是利用流體(ti)流經節流裝(zhuang)置時所産生(sheng)的壓力差與(yǔ)流量之間存(cún)在💯一定關系(xì)的原理,通過(guo)測量壓差來(lai)實現流量測(cè)定。
充滿管道(dào)的流體流經(jing)管道内的節(jiē)流元件時造(zao)成✉️流束局部(bù)收縮,使管中(zhong)心流體流速(su)發生變化，其(qí)靜🈲壓力也随(sui)之變化。流量(liang)Q的計算公式(shi)如下。
 
　　式中:Qʋ體(tǐ)積流量;C爲流(liú)出系數;Ɛ爲可(kě)膨脹系數;A爲(wei)節流件開孔(kǒng)截面積;△P爲節(jie)流裝置輸出(chū)的壓差;β爲直(zhi)徑比🧑🏾‍🤝‍🧑🏼;ρ1爲被測(cè)流🚩體的密度(dù)。
2差壓式流量(liang)計的壓力引(yin)出方式及優(yōu)缺點
　　差壓式(shì)流量計的壓(ya)力引出方式(shì)主要由差壓(ya)傳感器要求(qiú)、被測介質物(wu)化性質決定(ding),主要包含毛(mao)細管導壓和(he)管線導壓2種(zhǒng)方式,2種導壓(yā)方式在工業(yè)應用上各有(yǒu)優勢。
2.1毛細管(guǎn)導壓
　　毛細管(guǎn)導壓是一種(zhong)無接觸的壓(ya)力引出方式(shi)，須在取☔壓點(dian)安♻️裝💔導壓法(fa)蘭，導壓法蘭(lán)與毛細管的(de)膜盒法蘭通(tong)過螺栓相連(lian),膜片外側與(yǔ)被測介質直(zhí)接接觸，膜片(pian)内側與毛細(xì)管🔱内部充滿(mǎn)矽油🙇🏻,矽油被(bèi)密封在由膜(mó)片、毛細管和(he)差壓傳感器(qi)壓力腔室所(suo)形成㊙️的空間(jian)内,利用液體(tǐ)的可壓縮性(xing)小的特點進(jin)行壓👄力的無(wú)損傳遞。
　　這種(zhǒng)壓力引出方(fang)式被測介質(zhì)與差壓傳感(gǎn)器無需直接(jie)🙇‍♀️接觸🔞，可對傳(chuan)感器起到有(yǒu)效保護。使用(yòng)者可根據被(bei)🔞測介質的毒(dú)性、腐蝕性、易(yì)凝固性、易結(jie)晶性和酸堿(jiǎn)度進行膜🛀片(pian)選擇來滿足(zú)使用要求。但(dàn)使用的變送(sòng)器價格昂貴(gui),膜片使用過(guò)程中維護要(yào)求高，在設備(bèi)轉運過程中(zhōng)需要加強對(duì)膜片的保護(hù),膜片在受到(dào)尖銳物體觸(chù)碰.或受力不(bú)均時極易損(sǔn)壞，導緻壓差(chà)值測量失真(zhēn)。
2.2管線導壓
　　管(guǎn)線導壓是一(yi)種接觸式的(de)壓力引出方(fang)式，該方式下(xià)使用的變送(song)器無特定附(fù)屬管線,要求(qiu)管線直徑在(zai)8~12mm,管線長度在(zài)45m以内。變送🔞器(qi)高低壓腔室(shi)位置預留接(jie)口，使💋用時通(tōng)過儀表管等(deng)管線将被測(ce)介質引入⚽傳(chuán)感器的高低(di)壓腔内,差壓(ya)傳感器再檢(jian)測2個腔室💘所(suo)産生的壓差(cha)。該種方式🏃🏻被(bei)測介質與差(chà)壓傳感器直(zhí)接接觸,在👨‍❤️‍👨使(shǐ)用時需要根(gēn)據🔞被測介質(zhì)的物理、化🧑🏽‍🤝‍🧑🏻學(xue)性質對差壓(ya)變送器和壓(ya)力引出管線(xian)的材質進行(hang)選擇,避免使(shǐ)用過程中因(yīn)腐蝕、介質結(jie)晶和介質凝(níng)固等原因導(dao)緻流量計無(wú)法⛹🏻‍♀️測量或 差(cha)壓變送器 損(sun)壞，該類型的(de)差壓變送器(qì)價格相對便(bian)宜，且導壓管(guan)線敷⛷️設距離(li)長,相比毛細(xi)管導壓來說(shuo)靈活性強，适(shì)用範圍廣。
3差(chà)壓式流量計(ji)的安裝方式(shì)
3.1水平安裝上(shàng)部引壓
　　節流(liu)裝置水平安(an)裝,節流元件(jiàn)與管道的同(tong)軸度控制在(zai)🏃‍♀️1°誤㊙️差内，節流(liu)元件前至少(shao)要保證有大(dà)于10倍管🙇🏻徑的(de)直管📧段，節流(liú)元件後至少(shao)有大于5倍管(guǎn)徑的直管段(duan),節流元件兩(liang)端壓力從兩(liǎng)💃端管線上部(bù)引出,差壓變(bian)送器安裝位(wei)置要高于節(jiē)流元件的位(wèi)置高度🈲,導壓(ya)管線盡可能(néng)短(見圖1)。主要(yào)适用于所測(cè)介質爲🚶‍♀️氣體(ti)和純液體2種(zhong)介質,被測介(jie)質沿水平方(fāng)向流過節流(liú)元件🔞後形成(chéng)🌏壓差，節流元(yuán)件兩端壓差(chà)從管線上部(bù)取壓點傳輸(shu)至🏃🏻差壓變送(sòng)器的壓🧡力🈲腔(qiang)室被測量。
 
3.2水(shui)平安裝底部(bù)引壓
　　節流裝(zhuāng)置水平安裝(zhuang),節流元件兩(liang)端壓力從兩(liang)端管🤟線底部(bu)引出,差壓變(biàn)送器安裝位(wei)置要低于節(jiē)流元件的💛位(wèi)置🔴高度,同時(shí)👣也要求導壓(yā)管線盡可能(néng)短。主要适用(yong)于各類液體(ti)介質,被測介(jiè)質沿水平方(fang)向流🌈過節流(liu)元件後形成(cheng)壓差,介質壓(yā)差從管線底(di)部取♈壓點傳(chuán)輸至差壓變(biàn)送器的壓力(lì)腔室✂️後被變(biàn)送器☂️測量。此(cǐ)種方式下的(de)液體介質可(ke)夾雜氣體,在(zài)流動😘過程中(zhōng)導壓管線内(nei)的氣體會逐(zhú)步析出，高低(dī)壓兩段管線(xian)内介質趨于(yú)☁️穩定後不産(chǎn)生液柱🔞差,對(duì)流體壓差測(cè)量不産生影(ying)響。
3.3水平安裝(zhuāng)斜上0°~45°引壓
　　節(jiē)流裝置水平(píng)安裝,節流元(yuán)件兩端壓力(li)從兩端管線(xiàn)上部0°~45°夾角範(fàn)圍内的位置(zhi)引出,導壓管(guan)線要求轉角(jiao)位置爲圓角(jiǎo),主要适用于(yú)蒸汽類介質(zhi)的流量測量(liang)。高溫蒸汽進(jin)🈲入導壓管後(hòu)遇到環境低(di)溫時會有冷(leng)凝液體産生(sheng),冷凝液體會(huì)沿斜管線回(huí)流到主管🈲流(liu)程中。因此💞,水(shui)平安裝狀态(tai)下從斜上0°~45°夾(jiá)角範圍内引(yin)出壓力,對蒸(zheng)♻️汽類流體流(liu)量測量最合(hé)适。
3.4垂直安裝(zhuāng)側面引壓
　　節(jie)流裝置垂直(zhí)安裝,流體從(cóng)下往上流經(jīng)節流元件後(hòu)産生壓差，安(ān)裝時要求差(chà)壓變送器位(wèi)置要低于下(xia)端取壓點高(gao)度。主要适用(yong)于流體介質(zhì)爲多相流，多(duo)相混合且比(bǐ)🔅例不固定的(de)場😍景時垂直(zhi)流動不會在(zai)測量位置産(chǎn)生分層。例如(ru)，原油生産平(ping)台的油井産(chan)出中包含🏃有(you)油、氣、水三相(xiàng)，在水平安裝(zhuang)方式下因分(fen)層的原因導(dǎo)緻水平流動(dòng)介質分離的(de)情況下無⛹🏻‍♀️法(fa)準确測量,在(zài)垂直安裝過(guo)程中能夠保(bǎo)證多相流體(ti)始終處于混(hùn)合紊流狀态(tai)，所産生的壓(ya)差能更真實(shí)反映實際流(liu)量。
4差壓式流(liú)量計零點誤(wu)差産生原因(yīn)及修正方法(fa)
　　差壓式流量(liang)計在不同的(de)安裝方式和(he)引壓類型組(zǔ)合下适用✊于(yu)不同流體介(jiè)質,針對不同(tong)情形下産生(shēng)的誤差需要(yào)用不同方法(fa)⚽進行修正。
4.1水(shuǐ)平安裝時
　　差(chà)壓式流量計(ji)采用水平安(an)裝方式時,根(gen)據流體介質(zhi)🈲特性選擇合(hé)适的導壓方(fang)式可合理避(bi)免零點誤差(chà)的出現。尤其(qi)🎯在選❤️用毛☁️細(xì)管作爲導壓(ya)方式時,因不(bú)存在管線液(ye)柱壓力,所以(yǐ)無需進行修(xiu)正。而采用管(guǎn)線作爲導壓(yā)管時，兩側導(dǎo)壓管處于等(deng)高位，穩定運(yùn)行後兩側管(guǎn)線介質趨于(yú)一緻而無零(ling)點壓差存在(zài)。水平安裝時(shí)🔆須在管線完(wan)全🔴排空的前(qián)提下将變送(song)器進行零點(diǎn)标定，同時在(zai)導壓管底部(bù)設置排放閥(fá)門,定期排出(chū)導壓管線内(nei)的積液、雜💁質(zhi)等，避免管🚶‍♀️線(xian)堵塞。
4.2垂直安(an)裝且使用毛(máo)細管導壓時(shi)
　　差壓式流量(liàng)計采用垂直(zhi)安裝且使用(yong)毛細管進行(háng)導壓時，需⛷️要(yao)進行零點修(xiu)正。如圖2所示(shi)，節流元件兩(liǎng)端壓力主要(yao)作用于H/L兩個(ge)導壓點的導(dao)壓法蘭膜片(piàn),毛細管🆚導壓(yā)特性使得H/L的(de)安裝🍉位置與(yǔ)變送器的安(an)裝位置均不(bu)影響在空管(guǎn)情況下的零(ling)點🔆變化。在使(shǐ)用過程中,管(guǎn)☀️線内會充滿(man)被測介質，此(ci)時H/L兩個導壓(ya)💞點會受到管(guǎn)線内液柱的(de)壓力影響。相(xiàng)對于L導壓點(diǎn)🌏來說,H導壓點(diǎn)在受管線内(nèi)部壓力外,還(hai)承受高度爲(wèi)h的被測介質(zhì)靜壓,因此在(zai)使用該變送(sòng)器壓差進行(háng)流量轉換🛀🏻時(shí)須将液柱靜(jing)壓切🏃🏻除,具體(tǐ)切除值爲:
 
　　式(shì)中:△P爲最終實(shi)際壓差值;△P'爲(wei)變送器測量(liang)差壓;ρ爲當前(qian)被測♋介質的(de)實際密度;g爲(wèi)重力加速度(du);h爲差壓變送(sòng)器導壓點高(gāo)度差。
　　通過上(shàng)述公式進行(háng)零點修正後(hòu)，準确切除了(le)零點誤差,流(liú)量計測量的(de)值真實可靠(kào)。
 
4.3垂直安裝且(qie)選用管線導(dǎo)壓時
　　差壓式(shì)流量計采用(yòng)垂直安裝且(qiě)選用管線導(dao)壓時，管道中(zhōng)的介🔴質會通(tong)過導壓點進(jìn)入H/L兩端的導(dao)壓管,此時要(yào)求差壓變送(sòng)器安裝位置(zhì)要低于H端或(huò)與H端同高,因(yīn)差壓變送器(qi)在安裝位置(zhi)介于H和L導壓(yā)點之🌐間或高(gāo)于L端位置時(shí)會出現兩🌏側(ce)導壓管内填(tián)充的介質形(xing)态不一緻,從(cong)而導緻安裝(zhuang)後無法使用(yong)公式進行有(you)效的零點修(xiū)正。
　　以變送器(qì)安裝位置與(yu)H端同高爲例(li)(見圖3)，在H端變(biàn)送器⁉️同高且(qie)排空總管的(de)情況下,H端不(bú)受導壓管内(nèi)部介質的液(yè)柱靜壓影響(xiang),在L端則因導(dao)壓管從高處(chu)引至低處,在(zai)介質流動過(guò)程中導壓管(guan)内🐆部被流體(tǐ)介質逐漸充(chong)滿，且相對主(zhu)管内流動的(de)介質來說，導(dao)壓管内部的(de)介質是處于(yú)相對靜置的(de)狀态，在多相(xiang)流情況下進(jin)行三相分離(lí)，直至管線内(nèi)介質物理性(xing)質趨于穩定(ding)💚。因此在💚使用(yong)管線導壓時(shí)，差壓變送器(qì)在排🌈空主管(guǎn)線内介質的(de)情況下,H端壓(ya)力爲0,L端則到(dào)受管内液柱(zhù)的壓力影響(xiang)🔅,産生ρ1gh的液柱(zhù)靜壓,因此在(zài)空管情況下(xià)差壓變送器(qì)的壓力爲:
 
　　式(shi)中:△P爲空管情(qing)況下變送器(qi)差壓;ρ1爲導壓(yā)管内穩定後(hou)密🥵度;g爲🐕重力(lì)加速度;h爲差(chà)壓變送器H/L導(dao)壓點的高度(dù)差🐅。
 
　　在将流體(tǐ)導入主管線(xiàn)時，介質在主(zhǔ)管線中自下(xià)而上流動,H導(dǎo)🔞壓點除受管(guan)線内部介質(zhì)攜帶的壓力(lì)外，還承受主(zhu)管線内高度(dù)爲h的被測液(yè)柱靜壓。此時(shi),在不考慮L端(duan)液柱靜壓時(shi),實際壓差值(zhí)爲👈測量壓差(chà)和㊙️主管線液(ye)柱靜壓之差(chà),與毛細管的(de)導壓方式相(xiàng)同🏃‍♀️。再将L端的(de)導壓管内液(ye)柱壓力考慮(lǜ)進🛀🏻計算公式(shì),實🤞際壓力爲(wei):
 
　　式中:△P爲最終(zhōng)實際壓差值(zhi);△P´爲變送器測(ce)量壓差;ρ爲當(dāng)前🌍被測✏️介質(zhì)的實際密度(dù);ρ1爲導壓管内(nei)穩定後密度(du);g爲重🔞力加速(su)度;h爲差壓變(biàn)送器導壓點(diǎn)高度差。由此(cǐ)可以得出，同(tóng)爲🐪垂直安裝(zhuang)的流量計在(zai)使用不同導(dǎo)🚶‍♀️壓類别時進(jìn)行的修正方(fāng)式存在區别(bie)。
5結束語
　　差壓(ya)式流量計的(de)關鍵參數就(jiu)是節流裝置(zhì)前後的👉壓⚽差(cha)值,差壓變送(song)器的零點修(xiu)正不正确，會(hui)導緻測量值(zhi)出現安裝誤(wù)差,無法通過(guo)多次測量來(lai)消除。可在安(ān)裝時根據節(jiē)流元件安裝(zhuāng)方式、現場導(dǎo)壓方式、變送(song)器安裝位置(zhì)進行修正，修(xiū)正後的壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻差(cha)值使用轉換(huan)公式計算得(de)到正确流量(liàng)值。

文章來源(yuán)于網絡,如有(you)侵權聯系即(ji)删除！