摘(zhai)要：主要(yao)介紹差(cha)壓式流(liu)量計 的(de)工作原(yuan)理和在(zai)實際應(ying)用中常(chang)見的幾(ji)種安裝(zhuang)方式，針(zhen)對🤞流量(liang)🈚計不同(tong)安裝方(fang)式和壓(ya)力引出(chu)類型産(chan)生零點(dian)誤差的(de)主要原(yuan)因進行(hang)分析，得(de)出相應(ying)的零點(dian)修正計(ji)算公式(shi)提高差(cha)壓式流(liu)量計的(de)數據正(zheng)确性。
0引(yin)言
　　差壓(ya)式流量(liang)計是一(yi)種在工(gong)業領域(yu)被廣泛(fan)應用的(de)流量計(ji)量器具(ju)，在面對(dui)不同測(ce)量對象(xiang)和測量(liang)工況時(shi)需要進(jin)行安裝(zhuang)方式的(de)🌈适應性(xing)選擇,适(shi)當的安(an)裝方式(shi)可确保(bao)使用者(zhe)獲得真(zhen)實的流(liu)量值。在(zai)實際工(gong)作中,差(cha)壓😍式流(liu)量計會(hui)遇到檢(jian)修及部(bu)件🏃更換(huan)等情況(kuang)，原流量(liang)計的零(ling)點修正(zheng)方法無(wu)法适用(yong)于新流(liu)量🌏計,需(xu)要進行(hang)有針對(dui)性的零(ling)點修正(zheng)，消除因(yin)維修和(he)💋更換帶(dai)來的零(ling)點誤差(cha)。
1差壓式(shi)流量計(ji)的工作(zuo)原理
　　差(cha)壓式流(liu)量計是(shi)一種測(ce)定流量(liang)的儀器(qi)，其工作(zuo)原.理都(dou)是基于(yu)封閉管(guan)道中流(liu)體質量(liang)守恒(連(lian)續性方(fang)程)和👣能(neng)量守恒(heng)(伯努利(li)方程)定(ding)律。它是(shi)利用流(liu)體流經(jing)節流裝(zhuang)置時所(suo)産生的(de)壓力差(cha)與流量(liang)之間存(cun)在一定(ding)關系🆚的(de)原理,通(tong)過測量(liang)壓差來(lai)實現🤩流(liu)量測定(ding)。
充滿管(guan)道的流(liu)體流經(jing)管道内(nei)的節流(liu)元件時(shi)造成流(liu)束局部(bu)收縮,使(shi)管中心(xin)流體流(liu)速發生(sheng)變化，其(qi)靜☎️壓力(li)也随之(zhi)變化。流(liu)量Q的計(ji)算公式(shi)如下。
 
　　式(shi)中:Qʋ體積(ji)流量;C爲(wei)流出系(xi)數;Ɛ爲可(ke)膨脹系(xi)數;A爲節(jie)流件開(kai)孔🔞截面(mian)積;△P爲節(jie)流裝置(zhi)輸出的(de)壓差;β爲(wei)直徑比(bi);ρ1爲被🌍測(ce)流💛體的(de)🈲密度。
2差(cha)壓式流(liu)量計的(de)壓力引(yin)出方式(shi)及優缺(que)點
　　差壓(ya)式流量(liang)計的壓(ya)力引出(chu)方式主(zhu)要由差(cha)壓傳感(gan)器要求(qiu)、被測介(jie)質物化(hua)性質決(jue)定,主要(yao)包含毛(mao)細管🐪導(dao)壓和管(guan)線導壓(ya)2種☂️方式(shi),2種導壓(ya)方式在(zai)工業應(ying)用💋上各(ge)有㊙️優勢(shi)。
2.1毛細管(guan)導壓
　　毛(mao)細管導(dao)壓是一(yi)種無接(jie)觸的壓(ya)力引出(chu)方式，須(xu)在取壓(ya)點安裝(zhuang)導壓法(fa)蘭，導壓(ya)法蘭與(yu)毛細管(guan)的膜盒(he)🐪法蘭通(tong)過螺栓(shuan)相連,膜(mo)片外側(ce)與被測(ce)介質直(zhi)接接觸(chu)，膜片🚶内(nei)側與毛(mao)細管⚽内(nei)部充滿(man)矽油,矽(xi)油被密(mi)封👌在由(you)膜片、毛(mao)細管和(he)差壓傳(chuan)感器壓(ya)力腔室(shi)所形成(cheng)的空間(jian)内,利用(yong)液體的(de)可壓縮(suo)性小的(de)特點進(jin)行壓力(li)的無損(sun)傳遞。
　　這(zhe)種壓力(li)引出方(fang)式被測(ce)介質與(yu)差壓傳(chuan)感器無(wu)需🍓直接(jie)接觸，可(ke)對傳感(gan)器起到(dao)有效保(bao)護。使用(yong)者可根(gen)據被測(ce)介質的(de)毒性💘、腐(fu)蝕性、易(yi)凝固性(xing)、易結晶(jing)性和🍓酸(suan)堿度進(jin)行膜⛱️片(pian)選擇來(lai)滿足使(shi)用要求(qiu)。但使用(yong)的變送(song)器價格(ge)昂貴,膜(mo)片使用(yong)過程中(zhong)維護🔞要(yao)求高，在(zai)設備轉(zhuan)運過程(cheng)中需要(yao)加強對(dui)膜片的(de)保護,膜(mo)片在受(shou)到尖銳(rui)物體觸(chu)碰.或受(shou)力不均(jun)時極易(yi)損壞，導(dao)緻壓差(cha)值測量(liang)失真。
2.2管(guan)線導壓(ya)
　　管線導(dao)壓是一(yi)種接觸(chu)式的壓(ya)力引出(chu)方式，該(gai)方式下(xia)使用的(de)變送器(qi)無特定(ding)附屬管(guan)線,要求(qiu)管線直(zhi)徑在8~12mm,管(guan)線長度(du)在45m以内(nei)。變送器(qi)高低壓(ya)腔室位(wei)置預留(liu)接口，使(shi)用時通(tong)過儀表(biao)管等管(guan)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻線将被(bei)測介質(zhi)引入傳(chuan)感器的(de)高低壓(ya)腔内,差(cha)壓傳感(gan)器再檢(jian)測2個腔(qiang)室所産(chan)生的壓(ya)差。該種(zhong)方式被(bei)測介質(zhi)與差壓(ya)傳感器(qi)直接接(jie)觸,在⭐使(shi)用時需(xu)要根據(ju)被測介(jie)質的物(wu)⁉️理、化學(xue)性質對(dui)差壓變(bian)送器和(he)😍壓力引(yin)出管線(xian)的材質(zhi)進行✂️選(xuan)擇,避免(mian)使用過(guo)程中因(yin)腐蝕、介(jie)質結晶(jing)和介質(zhi)凝固等(deng)原因導(dao)緻流量(liang)計無法(fa)🌂測量或(huo) 差壓變(bian)送器 損(sun)壞，該類(lei)型的差(cha)壓變送(song)器價格(ge)相對便(bian)宜，且導(dao)壓管㊙️線(xian)敷設距(ju)離長,相(xiang)比毛細(xi)管導壓(ya)來說靈(ling)活性強(qiang)，适用範(fan)圍廣。
3差(cha)壓式流(liu)量計的(de)安裝方(fang)式
3.1水平(ping)安裝上(shang)部引壓(ya)
　　節流裝(zhuang)置水平(ping)安裝,節(jie)流元件(jian)與管道(dao)的同軸(zhou)度控制(zhi)🔞在1°誤差(cha)内，節流(liu)元件前(qian)至少要(yao)保證有(you)大于10倍(bei)管徑的(de)🚩直管段(duan)，節流元(yuan)件後至(zhi)少有大(da)于5倍管(guan)徑的直(zhi)管段,節(jie)流元件(jian)兩端壓(ya)力從兩(liang)端管線(xian)上部引(yin)出,差🥰壓(ya)變送器(qi)🧡安裝位(wei)置要高(gao)于節流(liu)元件的(de)位置高(gao)度,導壓(ya)管線盡(jin)可能短(duan)(見圖1)。主(zhu)要适用(yong)于🧡所測(ce)介質爲(wei)氣體和(he)純液㊙️體(ti)2種介質(zhi),被測介(jie)質沿水(shui)平方向(xiang)流過節(jie)流元件(jian)後形成(cheng)壓差，節(jie)🌂流元件(jian)兩🈲端壓(ya)差從管(guan)線上🌐部(bu)取壓點(dian)傳輸至(zhi)🏃‍♂️差壓變(bian)送器的(de)壓力腔(qiang)室被測(ce)👨‍❤️‍👨量。
 
3.2水平(ping)安裝底(di)部引壓(ya)
　　節流裝(zhuang)置水平(ping)安裝,節(jie)流元件(jian)兩端壓(ya)力從兩(liang)端管線(xian)底部🔴引(yin)出,差壓(ya)變送器(qi)安裝位(wei)置要低(di)于節流(liu)元件的(de)位置高(gao)度,同時(shi)也要求(qiu)導壓管(guan)線盡可(ke)能短。主(zhu)要适用(yong)于各類(lei)液體介(jie)質,被測(ce)介質沿(yan)🙇🏻水平方(fang)向流過(guo)節流元(yuan)件後形(xing)成壓差(cha),介質壓(ya)差從管(guan)線底部(bu)取壓點(dian)傳輸至(zhi)差壓變(bian)送器的(de)壓力腔(qiang)室後被(bei)變送器(qi)測量。此(ci)種方式(shi)下的液(ye)體介質(zhi)可夾雜(za)氣體,在(zai)流動過(guo)程中導(dao)壓管線(xian)内的氣(qi)體會逐(zhu)步析出(chu)，高低壓(ya)兩段管(guan)線内介(jie)質趨于(yu)🏃🏻穩定後(hou)不産生(sheng)液柱差(cha),對流體(ti)壓差測(ce)量不産(chan)生影響(xiang)。
3.3水平安(an)裝斜上(shang)0°~45°引壓
　　節(jie)流裝置(zhi)水平安(an)裝,節流(liu)元件兩(liang)端壓力(li)從兩端(duan)管線上(shang)部☎️0°~45°夾角(jiao)📞範圍内(nei)的位置(zhi)引出,導(dao)壓管線(xian)要求轉(zhuan)角位置(zhi)爲圓角(jiao),主要💋适(shi)用于蒸(zheng)汽類介(jie)質的流(liu)量測量(liang)。高溫蒸(zheng)汽進⭐入(ru)導壓管(guan)後遇到(dao)環境低(di)溫時會(hui)有冷凝(ning)液體産(chan)生,冷凝(ning)液體會(hui)沿斜管(guan)線回流(liu)到主管(guan)流程中(zhong)。因此,水(shui)平安裝(zhuang)狀态下(xia)從斜上(shang)0°~45°夾角範(fan)圍内🎯引(yin)出壓力(li),對✔️蒸㊙️汽(qi)類流體(ti)流量測(ce)量最合(he)适。
3.4垂直(zhi)安裝側(ce)面引壓(ya)
　　節流裝(zhuang)置垂直(zhi)安裝,流(liu)體從下(xia)往上流(liu)經節流(liu)元件後(hou)産生壓(ya)🔴差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，安裝(zhuang)時要求(qiu)差壓變(bian)送器位(wei)置要低(di)于下端(duan)取壓點(dian)高度。主(zhu)🐇要适用(yong)于流體(ti)介質爲(wei)多相流(liu)，多相混(hun)合且比(bi)例不固(gu)定的場(chang)景時垂(chui)直流動(dong)不會在(zai)測量位(wei)置産生(sheng)分層。例(li)如，原油(you)生産平(ping)台的油(you)井産出(chu)中包含(han)有油、氣(qi)、水三相(xiang)，在水平(ping)安裝方(fang)式下因(yin)分層的(de)原因導(dao)緻水平(ping)流動介(jie)質分離(li)的情況(kuang)下無法(fa)準确測(ce)量,在垂(chui)直安裝(zhuang)過程中(zhong)能🔴夠保(bao)證多相(xiang)流體始(shi)終處于(yu)混合紊(wen)流狀态(tai)，所産生(sheng)的壓差(cha)能更真(zhen)實反映(ying)實際流(liu)量。
4差壓(ya)式流量(liang)計零點(dian)誤差産(chan)生原因(yin)及修正(zheng)方法
　　差(cha)壓式流(liu)量計在(zai)不同的(de)安裝方(fang)式和引(yin)壓類型(xing)組合下(xia)适用于(yu)不同流(liu)體介質(zhi),針對不(bu)同情形(xing)下産生(sheng)㊙️的誤差(cha)需要用(yong)不同🛀🏻方(fang)法進行(hang)修正。
4.1水(shui)平安裝(zhuang)時
　　差壓(ya)式流量(liang)計采用(yong)水平安(an)裝方式(shi)時,根據(ju)流體介(jie)質🍓特性(xing)選擇合(he)适的導(dao)壓方式(shi)可合理(li)避免零(ling)點誤💃差(cha)的出現(xian)。尤其🚶在(zai)選用毛(mao)細管作(zuo)爲導壓(ya)方式時(shi),因不存(cun)在管線(xian)液柱壓(ya)力,所以(yi)無需進(jin)行修正(zheng)。而采用(yong)管線作(zuo)爲導壓(ya)管時，兩(liang)側導壓(ya)管處于(yu)等✂️高位(wei)，穩定運(yun)行後兩(liang)側管線(xian)介質趨(qu)于一緻(zhi)而無零(ling)點壓差(cha)存在。水(shui)平安裝(zhuang)時須在(zai)管線完(wan)全🚩排空(kong)的前提(ti)下将變(bian)😘送器進(jin)行零點(dian)标定，同(tong)時在導(dao)壓管底(di)部設置(zhi)排放閥(fa)門,定期(qi)排出導(dao)壓管線(xian)内的積(ji)液、雜質(zhi)等，避免(mian)管線堵(du)塞。
4.2垂直(zhi)安裝且(qie)使用毛(mao)細管導(dao)壓時
　　差(cha)壓式流(liu)量計采(cai)用垂直(zhi)安裝且(qie)使用毛(mao)細管進(jin)行導壓(ya)時，需要(yao)進行零(ling)點修正(zheng)。如圖2所(suo)示，節流(liu)元件兩(liang)🏃‍♀️端壓力(li)主要作(zuo)㊙️用于H/L兩(liang)個導壓(ya)點的導(dao)壓法蘭(lan)膜片,毛(mao)細管🌂導(dao)壓特性(xing)使得H/L的(de)安裝🔆位(wei)置與變(bian)送器的(de)安裝位(wei)置均💛不(bu)影響在(zai)空管情(qing)況下的(de)零點變(bian)化。在使(shi)用過程(cheng)中,管線(xian)内會充(chong)滿被測(ce)介質，此(ci)✌️時H/L兩個(ge)導壓點(dian)會受到(dao)管線内(nei)液柱的(de)壓力影(ying)響。相對(dui)于L導壓(ya)點來說(shuo),H導壓點(dian)在受㊙️管(guan)線内💛部(bu)壓力外(wai)♉,還承受(shou)高度爲(wei)h的被測(ce)介質靜(jing)壓,因㊙️此(ci)在使用(yong)該變送(song)器壓差(cha)進行流(liu)量轉換(huan)時須将(jiang)液柱🔞靜(jing)壓切除(chu),具體切(qie)除值爲(wei):
 
　　式中:△P爲(wei)最終實(shi)際壓差(cha)值;△P'爲變(bian)送器測(ce)量差壓(ya);ρ爲當前(qian)被測介(jie)質的實(shi)際密度(du);g爲重力(li)加速度(du);h爲差壓(ya)變送器(qi)導壓點(dian)高度差(cha)。
　　通過上(shang)述公式(shi)進行零(ling)點修正(zheng)後，準确(que)切除了(le)零點誤(wu)差,流量(liang)計測量(liang)的值真(zhen)實可靠(kao)。
 
4.3垂直安(an)裝且選(xuan)用管線(xian)導壓時(shi)
　　差壓式(shi)流量計(ji)采用垂(chui)直安裝(zhuang)且選用(yong)管線導(dao)壓時，管(guan)道中的(de)介質會(hui)通過導(dao)壓點進(jin)入H/L兩端(duan)的導壓(ya)管,此時(shi)🍉要求🆚差(cha)壓變送(song)器安裝(zhuang)位置要(yao)低于H端(duan)或與H端(duan)同高,因(yin)差壓變(bian)送器在(zai)安裝位(wei)置介于(yu)H和L導壓(ya)點之間(jian)或高于(yu)L端位置(zhi)時💛會出(chu)現兩♻️側(ce)導壓管(guan)内填充(chong)的介質(zhi)形态不(bu)一緻,從(cong)而導緻(zhi)安裝後(hou)無法使(shi)用公式(shi)進行有(you)效的👈零(ling)點修正(zheng)。
　　以變送(song)器安裝(zhuang)位置與(yu)H端同高(gao)爲例(見(jian)圖3)，在H端(duan)變送器(qi)同高且(qie)排空總(zong)管的情(qing)況下,H端(duan)不受導(dao)壓管内(nei)部介質(zhi)的液柱(zhu)靜⚽壓影(ying)響,在L端(duan)則因導(dao)壓管從(cong)高處引(yin)至低處(chu)💚,在介質(zhi)流動過(guo)程中導(dao)壓管内(nei)部被流(liu)體介質(zhi)逐漸充(chong)滿，且相(xiang)對主管(guan)内流動(dong)的介質(zhi)來說，導(dao)壓🎯管内(nei)部的介(jie)質是處(chu)于相對(dui)靜置的(de)狀💰态，在(zai)多相流(liu)情況下(xia)進行三(san)🐉相分離(li)，直至管(guan)線内介(jie)質物理(li)性質趨(qu)于穩定(ding)。因此在(zai)使用管(guan)線導壓(ya)時，差壓(ya)變送器(qi)在排空(kong)主管線(xian)内介質(zhi)的情況(kuang)下,H端壓(ya)力爲0,L端(duan)則到受(shou)管内液(ye)柱👣的壓(ya)力影響(xiang),産生ρ1gh的(de)液柱靜(jing)壓,因此(ci)在空管(guan)情況下(xia)差壓變(bian)送器的(de)壓力爲(wei):
 
　　式中:△P爲(wei)空管情(qing)況下變(bian)送器差(cha)壓;ρ1爲導(dao)壓管内(nei)穩定後(hou)密度🌈;g爲(wei)💯重力加(jia)速度;h爲(wei)差壓變(bian)送器H/L導(dao)壓點的(de)高度差(cha)。
 
　　在将流(liu)體導入(ru)主管線(xian)時，介質(zhi)在主管(guan)線中自(zi)下而上(shang)流動,H導(dao)壓🤩點除(chu)受管線(xian)内部介(jie)質攜帶(dai)的壓力(li)外🎯，還承(cheng)受主管(guan)線内高(gao)度爲h的(de)被測液(ye)柱靜壓(ya)。此時,在(zai)不考慮(lü)L端液柱(zhu)靜壓時(shi),實際壓(ya)差值爲(wei)測量壓(ya)差和主(zhu)管線液(ye)柱靜壓(ya)之差,與(yu)毛細管(guan)的導壓(ya)方式相(xiang)同🔞。再将(jiang)L端的導(dao)壓管内(nei)液柱壓(ya)力考慮(lü)進計算(suan)公式,實(shi)際壓力(li)爲:
 
　　式中(zhong):△P爲最終(zhong)實際壓(ya)差值;△P´爲(wei)變送器(qi)測量壓(ya)差;ρ爲當(dang)前❌被測(ce)介質的(de)實際密(mi)度;ρ1爲導(dao)壓管内(nei)穩定後(hou)密度;g爲(wei)重力加(jia)速度;h爲(wei)差壓變(bian)送器導(dao)壓點高(gao)度差。由(you)此可以(yi)得🐅出，同(tong)爲🆚垂直(zhi)安❄️裝的(de)流量計(ji)在使用(yong)不同導(dao)壓類别(bie)時進行(hang)的修正(zheng)方式存(cun)在區别(bie)。
5結束語(yu)
　　差壓式(shi)流量計(ji)的關鍵(jian)參數就(jiu)是節流(liu)裝置前(qian)後的壓(ya)差值,差(cha)壓變送(song)器的零(ling)點修正(zheng)不正确(que)，會導緻(zhi)測量值(zhi)出現安(an)裝誤差(cha),無法通(tong)過多次(ci)測量來(lai)消除。可(ke)在安裝(zhuang)時根據(ju)節流元(yuan)🐕件安裝(zhuang)方式、現(xian)場導壓(ya)方式、變(bian)送器安(an)裝位置(zhi)進行修(xiu)正，修📐正(zheng)後的壓(ya)差值使(shi)用轉換(huan)公式計(ji)算得到(dao)正确流(liu)量值。

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