摘要(yao)：主要介紹(shào)差壓式流(liú)量計 的工(gong)作原理和(he)在實際應(ying)用中常見(jian)的幾種安(ān)裝方式，針(zhēn)對流🌍量計(ji)不同安裝(zhuang)方式和壓(ya)力引出類(lei)型産生零(líng)點誤差的(de)🐆主要😘原因(yīn)進行分析(xi)，得出相應(ying)的零點修(xiu)正計算公(gōng)式提高差(chà)壓式流量(liàng)計⭐的數據(ju)正确性。
0引(yǐn)言
　　差壓式(shi)流量計是(shì)一種在工(gōng)業領域被(bei)廣泛應用(yong)的流量計(ji)量器具，在(zài)面對不同(tong)測量對象(xiàng)和測量工(gong)況時需☔要(yao)進🔞行安裝(zhuāng)方式的适(shi)應性選擇(zé),适當的安(an)裝方式可(ke)确保使用(yong)者獲👣得真(zhen)實的流量(liang)值。在實際(ji)工作中,差(chà)壓式流量(liàng)計⭐會遇到(dao)檢修及部(bù)件更換等(děng)情♍況，原流(liu)量計的零(ling)點修正方(fang)法無法适(shi)用于新流(liú)量計,需要(yao)進行👨‍❤️‍👨有🔴針(zhen)對性的零(líng)點修正，消(xiao)除因維修(xiū)和更換帶(dài)來的零點(dian)誤差。
1差壓(ya)式流量計(ji)的工作原(yuán)理
　　差壓式(shì)流量計是(shì)一種測定(dìng)流量的儀(yi)器，其工作(zuò)原✨.理都❤️是(shì)基于🌈封閉(bì)管道中流(liú)體質量守(shou)恒(連續性(xìng)方程)和❌能(néng)量守恒(伯(bo)努利方程(chéng))定律。它是(shi)利用流體(tǐ)流♻️經節流(liú)裝置時所(suǒ)産生的壓(ya)力差與流(liú)量之間存(cun)在❗一定關(guan)系🌈的原理(li),通🐕過測量(liàng)壓差來實(shi)現流量測(ce)定。
充滿管(guǎn)道的流體(ti)流經管道(dào)内的節流(liú)元件時造(zào)成流束局(ju)部收縮,使(shǐ)管中心流(liu)體流速發(fā)生變化，其(qí)靜壓力也(yě)随之變化(hua)。流🍉量Q的💃🏻計(jì)算公式如(rú)下。
 
　　式中:Qʋ體(ti)積流量;C爲(wei)流出系數(shù);Ɛ爲可膨脹(zhang)系數;A爲節(jie)流件開🧡孔(kǒng)截面積;△P爲(wei)節流裝置(zhì)輸出的壓(ya)差;β爲直徑(jing)比;ρ1爲被☂️測(cè)流🔴體的密(mi)度。
2差壓式(shi)流量計的(de)壓力引出(chu)方式及優(yōu)缺點
　　差壓(ya)式流量計(ji)的壓力引(yin)出方式主(zhǔ)要由差壓(yā)傳感器要(yao)🌈求、被測💋介(jie)質物化性(xìng)質決定,主(zhǔ)要包含毛(mao)細管導壓(yā)🤩和管線導(dao)🈲壓2種方式(shì)✂️,2種導壓方(fang)式在工業(ye)應用上各(ge)有優勢。
2.1毛(mao)細管導壓(yā)
　　毛細管導(dao)壓是一種(zhǒng)無接觸的(de)壓力引出(chū)方式，須在(zài)取壓♈點安(ān)💯裝💰導壓法(fa)蘭，導壓法(fǎ)蘭與毛細(xi)管的膜盒(hé)法蘭通過(guò)螺栓💋相連(lián),膜片外側(cè)與被測介(jie)質直接接(jiē)觸，膜片内(nèi)側與毛細(xi)管内部充(chōng)滿矽油,矽(xī)油被密封(fēng)在由膜片(piàn)、毛細管和(hé)差壓傳感(gǎn)🈲器壓力腔(qiang)室所形成(chéng)的空間内(nèi),利用液體(tǐ)的可壓縮(suo)性小的特(tè)點進行壓(ya)力的無損(sun)傳遞。
　　這種(zhong)壓力引出(chu)方式被測(ce)介質與差(chà)壓傳感器(qì)無需直♈接(jie)接觸，可對(dui)傳感器起(qǐ)到有效保(bao)護。使用者(zhě)可根據被(bei)測介質的(de)毒性、腐蝕(shi)性、易凝固(gu)性、易結晶(jing)性和酸堿(jiǎn)度進行膜(mó)片選擇來(lái)滿足使用(yòng)要求。但使(shi)用的變送(song)器價格昂(ang)貴,膜片使(shi)用過程中(zhong)維護要求(qiú)高，在設備(bei)轉運過程(cheng)中需要加(jiā)強對膜片(piàn)的保護,膜(mo)片在受到(dào)尖銳物體(tǐ)😍觸碰.或受(shòu)力不均時(shi)極易損壞(huai)，導緻壓差(chà)值測✏️量失(shi)真。
2.2管線導(dǎo)壓
　　管線導(dao)壓是一種(zhǒng)接觸式的(de)壓力引出(chu)方式，該方(fāng)式下使用(yòng)的變送器(qi)無特定附(fù)屬管線,要(yào)求管線直(zhi)徑在8~12mm,管線(xiàn)長度在45m以(yi)内💃🏻。變送器(qì)高低壓腔(qiang)室位置預(yù)留接口，使(shi)用時通過(guo)儀表📞管等(děng)管線将被(bèi)測介質引(yǐn)入傳感器(qi)的高低壓(yā)腔内,差壓(yā)傳感器再(zài)檢測2個腔(qiang)室所産生(sheng)的壓差。該(gai)種方式被(bèi)測介質與(yǔ)差壓傳感(gan)器直接接(jiē)觸,在使用(yòng)時需要根(gen)據被測介(jie)質的物👌理(lǐ)、化💞學性質(zhì)對差壓變(biàn)送器和❓壓(ya)力引出管(guǎn)線的材質(zhì)進行選擇(zé),避免使用(yong)過程中因(yin)腐蝕、介質(zhi)結晶和介(jie)質凝固等(deng)原💯因導緻(zhi)流量計無(wú)法🔞測量或(huo) 差壓變送(sòng)器 損壞，該(gai)類型的差(cha)壓變送器(qi)價格相對(dui)便宜，且導(dao)壓管線敷(fū)💯設距離長(zhǎng),相比毛細(xì)管導壓來(lai)說靈活性(xìng)強💋，适用範(fàn)圍廣。
3差壓(ya)式流量計(ji)的安裝方(fang)式
3.1水平安(an)裝上部引(yin)壓
　　節流裝(zhuang)置水平安(an)裝,節流元(yuán)件與管道(dào)的同軸度(du)控制在1°誤(wu)差内🆚，節流(liú)元件前至(zhi)少要保證(zheng)有大于10倍(bèi)管徑的🔆直(zhi)管段，節流(liú)元件後至(zhi)少有大于(yú)5倍管徑的(de)直管段,節(jiē)流元件兩(liang)端壓力從(cong)兩端管線(xiàn)上部引出(chu),差壓變送(song)器安裝位(wèi)置要高于(yú)節流元件(jian)的位置高(gāo)度,導壓管(guan)線盡🈲可能(neng)短(見圖1)。主(zhǔ)要适用于(yú)所測介質(zhi)爲氣體和(he)純液體2種(zhǒng)介質,被測(ce)介質沿水(shuǐ)平方向流(liú)過🥰節流元(yuan)件後形成(cheng)壓差，節流(liú)元件兩端(duān)壓差從管(guǎn)線上部取(qǔ)壓點傳輸(shū)至差壓變(biàn)送器的壓(yā)力腔室被(bèi)測量。
 
3.2水平(píng)安裝底部(bu)引壓
　　節流(liú)裝置水平(ping)安裝,節流(liú)元件兩端(duan)壓力從兩(liǎng)端管線底(dǐ)✍️部引出,差(cha)壓變送器(qi)安裝位置(zhi)要低于節(jie)流元件的(de)🏃位置高度(du),同時也要(yào)求導壓管(guǎn)線盡可能(néng)短。主🤩要适(shì)用于各類(lèi)液體介質(zhi),被測介質(zhì)沿水平方(fang)向流過節(jiē)流元件後(hòu)形成壓差(chà),介質壓差(cha)從管線底(di)部取壓點(dian)傳輸至差(chà)壓變送器(qì)的壓力腔(qiāng)室🏒後被變(bian)送器❤️測量(liang)。此種方式(shì)下的液體(ti)介質可夾(jia)雜氣體,在(zai)流動過程(cheng)中導壓管(guan)線内的氣(qì)⛷️體會逐步(bù)析出，高低(dī)壓兩段管(guǎn)線内介質(zhi)趨于穩定(ding)後不産生(sheng)液柱差,對(dui)流體壓差(chà)測量不産(chǎn)生影響。
3.3水(shuǐ)平安裝斜(xié)上0°~45°引壓
　　節(jie)流裝置水(shui)平安裝,節(jiē)流元件兩(liǎng)端壓力從(cong)兩端管線(xiàn)上部0°~45°夾角(jiǎo)範圍内的(de)位置引出(chū),導壓管線(xian)要求轉角(jiao)位置爲圓(yuan)角,主要✏️适(shì)用于蒸汽(qì)類介質的(de)流量測量(liàng)。高溫蒸汽(qi)進🚶入導壓(yā)管後遇到(dao)環境低溫(wen)時會有冷(lěng)凝液體☎️産(chǎn)生,冷凝液(yè)體會沿♻️斜(xié)管線回流(liú)到主管‼️流(liú)程中。因此(ci),水平安裝(zhuāng)狀态下從(cong)斜上0°~45°夾角(jiao)範圍内💋引(yǐn)出壓力,對(dui)蒸汽類流(liu)體流量測(cè)量最合适(shi)。
3.4垂直安裝(zhuāng)側面引壓(yā)
　　節流裝置(zhi)垂直安裝(zhuāng),流體從下(xià)往上流經(jing)節流元件(jiàn)後産生壓(yā)🈲差，安裝時(shí)要求差壓(ya)變送器位(wei)置要低于(yu)🌈下端取壓(yā)點高度。主(zhǔ)要适用于(yú)流體介質(zhi)爲多相流(liu)，多相混合(hé)且比例不(bú)固定的場(chang)景時垂直(zhi)流動不會(huì)✌️在測量位(wèi)置産生分(fen)層。例如，原(yuán)✊油生産平(ping)台的油井(jing)📧産出中包(bāo)含有油、氣(qì)、水三相，在(zài)水平安裝(zhuāng)方式下因(yīn)🐆分層的原(yuán)因導緻水(shui)平流動介(jie)質分離的(de)情況下無(wu)法準确測(cè)量,在垂直(zhi)安裝過程(chéng)中能夠保(bao)證多相流(liú)❄️體始終處(chu)于混合紊(wen)流狀态，所(suo)産生的壓(yā)差能更真(zhen)實反映實(shi)際流量。
4差(cha)壓式流量(liang)計零點誤(wu)差産生原(yuan)因及修正(zhèng)方法
　　差壓(yā)式流量計(ji)在不同的(de)安裝方式(shi)和引壓類(lèi)型組合下(xià)适用于⚽不(bu)同流體介(jie)質,針對不(bú)同情形下(xià)産生的誤(wu)差需要用(yòng)💚不同🥵方法(fǎ)♻️進行修正(zheng)。
4.1水平安裝(zhuāng)時
　　差壓式(shì)流量計采(cǎi)用水平安(ān)裝方式時(shí),根據流體(tǐ)介質特性(xing)選擇合适(shi)的導壓方(fang)式可合理(li)避免零點(dian)誤💜差的出(chū)現。尤其在(zài)選用毛細(xi)管作爲導(dǎo)壓方式時(shi),因不存在(zai)管線液㊙️柱(zhu)壓力,所以(yǐ)無需進行(hang)修正。而采(cai)用管線作(zuò)爲導壓管(guan)時，兩側導(dǎo)壓管處于(yú)等高位，穩(wen)定運行後(hou)兩側管線(xiàn)介質趨于(yú)一緻而無(wú)零點壓差(chà)存在。水平(píng)安裝時須(xū)在管線完(wan)全排空的(de)前提下将(jiāng)變✊送器進(jìn)行零點标(biāo)定，同時在(zài)導壓管底(dǐ)部設置排(pái)放閥門,定(ding)期排出導(dao)壓管線内(nèi)的積液、雜(zá)質等，避免(miǎn)管線堵塞(sāi)。
4.2垂直安裝(zhuāng)且使用毛(mao)細管導壓(ya)時
　　差壓式(shì)流量計采(cai)用垂直安(an)裝且使用(yong)毛細管進(jìn)行導壓時(shí)，需要🍉進行(háng)零點修正(zhèng)。如圖2所示(shì)，節流元件(jian)兩端壓力(li)主要作💰用(yòng)于H/L兩個♉導(dǎo)壓點的導(dǎo)壓法蘭膜(mó)片,毛細管(guǎn)導壓特性(xing)使得H/L的安(ān)裝位置與(yu)變送器的(de)安裝位置(zhi)均不影響(xiǎng)在⛱️空管情(qing)況下的零(líng)點變化。在(zài)使用過程(cheng)中,管線内(nei)會充滿被(bèi)測介質，此(ci)時H/L兩個導(dǎo)壓點會受(shòu)到管線内(nei)液柱的壓(yā)力影響。相(xiang)對于L導壓(yā)點來說,H導(dao)壓點在受(shòu)管線内部(bu)壓力外,還(hái)承受高度(du)爲h的❤️被測(ce)介質靜壓(ya),因此在使(shǐ)用該變送(sòng)器壓差進(jìn)行流量轉(zhuǎn)換✂️時須将(jiāng)液柱靜壓(yā)切除,具體(ti)切除值爲(wèi):
 
　　式中:△P爲最(zui)終實際壓(ya)差值;△P'爲變(biàn)送器測量(liàng)差壓;ρ爲當(dang)前被測介(jiè)質的實際(ji)密度;g爲重(zhòng)力加速度(dù);h爲差壓變(biàn)送器導壓(yā)📐點高度差(cha)。
　　通過上述(shù)公式進行(háng)零點修正(zhèng)後，準确切(qie)除了零點(dian)❤️誤✨差,流量(liang)計測量的(de)值真實可(ke)靠。
 
4.3垂直安(an)裝且選用(yòng)管線導壓(ya)時
　　差壓式(shi)流量計采(cǎi)用垂直安(an)裝且選用(yòng)管線導壓(yā)時，管道中(zhong)的🐇介質會(hui)通過導壓(yā)點進入H/L兩(liǎng)端的導壓(ya)管,此時要(yào)求🐪差壓變(bian)送器安🔞裝(zhuāng)位置要低(dī)于H端或與(yǔ)H端同高,因(yin)差壓變送(song)器在🐪安裝(zhuang)位置介于(yú)😄H和L導壓點(dian)之間或高(gāo)于☀️L端位置(zhi)時會出現(xiàn)兩側導壓(ya)管内填充(chōng)的㊙️介質形(xing)态不🔅一緻(zhì),從而導💃🏻緻(zhì)安裝後無(wu)⁉️法使用公(gōng)式進行有(you)效的零點(dian)修正。
　　以變(bian)送器安裝(zhuang)位置與H端(duān)同高爲例(lì)(見圖3)，在H端(duan)變送器同(tóng)高且排空(kong)總管的情(qíng)況下,H端不(bú)受導壓管(guan)内部介質(zhi)❌的液😄柱靜(jing)壓影響,在(zai)L端則因導(dǎo)壓管從高(gāo)處引至低(dī)處,在介質(zhì)流動過程(chéng)中導壓管(guǎn)内部被流(liú)體介🈲質逐(zhu)漸充滿，且(qie)相對主管(guǎn)内流動的(de)介質來說(shuō)，導壓管内(nèi)部的介質(zhì)是處于相(xiàng)對靜置的(de)狀态，在多(duo)相流♋情況(kuàng)下進行三(sān)相分離，直(zhí)至管線内(nèi)介質物理(lǐ)性質趨于(yu)穩定⛹🏻‍♀️。因此(cǐ)在使用管(guǎn)線導壓時(shi)，差壓變送(song)器在🐉排空(kōng)主管線内(nei)介質的情(qing)況下,H端壓(yā)力🥵爲🏒0,L端則(ze)到受管内(nèi)液柱😍的壓(ya)力影響,産(chǎn)生ρ1gh的👣液柱(zhù)靜壓,因此(ci)在空管情(qing)況下差壓(ya)變送器的(de)壓力爲:
 
　　式(shì)中:△P爲空管(guan)情況下變(bian)送器差壓(ya);ρ1爲導壓管(guan)内穩定後(hou)密度;g爲重(zhòng)力加速度(du);h爲差壓變(biàn)送器H/L導壓(ya)點的高度(dù)差。
 
　　在将流(liu)體導入主(zhu)管線時，介(jiè)質在主管(guǎn)線中自下(xià)而上流動(dong)🌈,H導壓點除(chu)受管線内(nèi)部介質攜(xie)帶的壓力(lì)外💔，還承受(shòu)主管線内(nei)高度爲h的(de)被測液柱(zhù)靜壓。此時(shí),在不考慮(lǜ)L端液柱靜(jìng)壓時,實際(jì)壓差值爲(wèi)測量壓差(chà)和主管線(xiàn)液柱靜壓(ya)之差,與毛(máo)細管的導(dao)壓方式相(xiàng)同👄。再将L端(duān)的導壓管(guǎn)内液柱壓(yā)力考慮進(jin)計算公式(shi),實際壓力(li)爲:
 
　　式中:△P爲(wei)最終實際(jì)壓差值;△P´爲(wei)變送器測(cè)量壓差;ρ爲(wei)當前被測(ce)介質的實(shi)際密度;ρ1爲(wei)導壓管内(nèi)穩定後密(mi)度;g爲重力(li)加速度;h爲(wei)差壓變送(song)器導壓點(diǎn)高度差。由(you)此❓可以得(dé)出，同爲垂(chuí)直安裝的(de)流量計在(zai)使用不同(tóng)導壓類别(bié)時進行的(de)修🌈正方式(shì)存在區别(bie)。
5結束語
　　差(chà)壓式流量(liang)計的關鍵(jiàn)參數就是(shì)節流裝置(zhì)前後的👌壓(ya)差🛀值,差🔞壓(ya)變送器的(de)零點修正(zhèng)不正确，會(hui)導緻測量(liang)值💁出現安(an)裝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼誤差,無(wú)法通過多(duo)次測量來(lái)消除。可在(zai)安裝時根(gen)據節流元(yuán)件安裝方(fāng)式、現場導(dao)壓方式、變(biàn)送器安裝(zhuāng)位置進行(hang)修正，修正(zheng)後的壓差(cha)值使用轉(zhuǎn)換公式計(ji)算得到正(zheng)确流量值(zhi)。

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