淺談差壓式流量計(jì)測流量的誤差來源

潘俊花

甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

淺談差壓式流量計(jì)測流量的誤差來源

潘俊花

甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

差壓式流量計(jì)是使用歷史最久，使用最為廣泛的一種流量測量儀表，同時(shí)也是目前生產(chǎn)中最成熟的流量測量儀表之一。本文主要介紹差壓式流量計(jì)測量流量的工作原理和差壓式流量計(jì)的組成，分析差壓式流量計(jì)測流量的誤差產(chǎn)生原因及解決方法。

差壓式流量計(jì)；誤差來源；解決辦法

引言

差壓式流量計(jì)是目前流量測量中應(yīng)用歷史悠久，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較成熟，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相對完善，品種規(guī)格齊全的一類流量計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是已標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)簡單牢固、易于加工制造、價(jià)格低廉、通用性強(qiáng)。但是它也有許多不足之處：如測量精度一般，現(xiàn)場安裝條件要求高，壓損大，量程比窄等。

差壓式流量計(jì)通常與差壓變送器配套使用，因此差壓式流量計(jì)測得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與差壓變送器的精度等級有著密切的關(guān)系。雖然目前許多差壓變送器的精度等級很高，但是在現(xiàn)場的實(shí)際測量中許多因素是無法預(yù)知的。因此在實(shí)際運(yùn)行中其測量誤差通常比較大，尤其在經(jīng)濟(jì)核算時(shí)，這一問題顯得更為突出。因此，找出測量誤差產(chǎn)生的原因并盡量克服，具有很重要的實(shí)際意義。

1 節(jié)流式流量計(jì)的工作原理及組成

差壓式流量計(jì)也被稱為節(jié)流式流量計(jì)，由三部分組成，如圖1所示。（1）節(jié)流元件和取壓裝置。（2）傳輸信號的管路。（3）差壓變送器及顯示儀表。

圖1 差壓式流量計(jì)的組成

流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，流束局部收縮，流速增加，靜壓力減小，從而在節(jié)流件前后差生壓力差。根據(jù)物理學(xué)中的伯努利定律和能量守恒定律，可以得出：

式中qv為被測介質(zhì)的體積流量，m3/h；α為介質(zhì)的流量系數(shù)(無量綱)；ε為流速膨脹校正系數(shù)(無量綱)；ρ為節(jié)流裝置前的流體密度，kg/m3；Δp為節(jié)流元件前后的壓差，Pa；d為節(jié)流件開孔直徑，mm。

2 測量誤差產(chǎn)生的原因及解決方法

概括來說，差壓式流量計(jì)測量流量產(chǎn)生誤差的原因主要有三個(gè)：安裝不規(guī)范或錯(cuò)誤安裝、維護(hù)不及時(shí)或誤操作、工藝系統(tǒng)或工況改變。

2.1 節(jié)流裝置未按規(guī)定要求安裝

要使差壓式流量計(jì)能夠精確地實(shí)現(xiàn)流量測量，正確地選用和安裝是十分重要的，只要按國家規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求正確地選用與安裝節(jié)流裝置導(dǎo)壓管和差壓變送器，才能保證信號的正確獲取、變送和顯示。

差壓式流量計(jì)的選用原則與壓力表的選用原則是一致的，只是選節(jié)流裝置時(shí)，要注意節(jié)流裝置與差壓變送器需配套，另外，介質(zhì)的性質(zhì)也要符合流量計(jì)設(shè)計(jì)中規(guī)定的要求。

2.2 差壓變送器按規(guī)定要求安裝

差壓變送器安裝環(huán)境太差，如振動大、塵土大或者有強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。消除辦法就是按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定選擇合適的位置來安裝變送器。測量腐蝕性或黏度較大的介質(zhì)，容易形成結(jié)晶，沉淀等物質(zhì)的壓力時(shí)，就要對測量壓力的表采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以防腐蝕和堵塞的現(xiàn)象發(fā)生。必要時(shí)要安裝適當(dāng)?shù)母綦x器。在振蕩環(huán)境中安裝使用，應(yīng)安裝減震器。當(dāng)被測壓力波動大時(shí)，應(yīng)安裝緩沖器以增加阻尼。另外還應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和被測介質(zhì)的性質(zhì)，選擇合適的密封墊片。

2.3 導(dǎo)壓管路安裝不規(guī)范

安裝導(dǎo)壓管的主要目的是用來傳遞壓力，不按規(guī)定要求安裝會造成正負(fù)壓側(cè)產(chǎn)生附加誤差，從而產(chǎn)生測量誤差。

（1）壓力測點(diǎn)的選擇原則。測壓點(diǎn)要選在直管段上，管路拐彎、分岔、死角或易形成漩渦的地方不能選為測壓點(diǎn)。

測量液體時(shí)，取壓口應(yīng)選在管道中心線以下45°；測量氣體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道上半部；測量蒸汽時(shí)，取壓口在管道管道中心線以上45°；測量流動介質(zhì)時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)與介質(zhì)流動方向垂直，管口與管壁應(yīng)齊平，并且不能有毛刺。

（2）導(dǎo)壓管的敷設(shè)。導(dǎo)壓管應(yīng)粗細(xì)合適，一般內(nèi)徑為6—10mm，長度不超過50m，并盡可能短。并且導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)的傾斜度也有一定的要求，便于積存在導(dǎo)壓管中的介質(zhì)及時(shí)排出。測量液體壓力時(shí)，應(yīng)在引壓系統(tǒng)的最高處加裝集氣器；測量氣體壓力時(shí)，應(yīng)在引壓系統(tǒng)最低處加裝氣水分離器；測量含雜質(zhì)的介質(zhì)或可能產(chǎn)生沉淀物的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)在儀表前加裝沉降器。

2.4 儀表維護(hù)人員對節(jié)流裝置維護(hù)不及時(shí)或誤操作

為了使流量計(jì)長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，要求儀表維護(hù)人員要定期進(jìn)行維護(hù)。由于被測介質(zhì)受環(huán)境溫度、濕度、密度的影響，如果不定期對管道淤泥進(jìn)行清理，則會對流量系數(shù)產(chǎn)生影響，從而影響流量測量的準(zhǔn)確性。

3 總結(jié)

影響差壓式流量計(jì)測量誤差的原因非常多也很復(fù)雜,很難對其進(jìn)行綜合定量分析。本文僅從節(jié)流裝置未按規(guī)定要求安裝、差壓變送器按規(guī)定要求安裝、儀表維護(hù)人員對節(jié)流裝置維護(hù)不及時(shí)或誤操作等方面的影響進(jìn)行了簡單的分析。從文中可以看出消除計(jì)量誤差是可能的,這就要求從事計(jì)量工作的人員既要熟練掌握業(yè)務(wù)知識還要具備認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度,實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況參數(shù)在差壓式流量計(jì)的設(shè)計(jì)、制作、安裝、運(yùn)行過程中盡量保持一致,在使用過程中要時(shí)時(shí)修正不相符之處,按照要求做好流量計(jì)的檢定和維護(hù)工作,提高計(jì)量精度,為動力能源的結(jié)算提供可靠數(shù)據(jù)。

[1]樂建波.化工儀表及自動化[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.1，

[2]朱炳興，王森.儀表工試題集(現(xiàn)場儀表分冊)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]姚明源，王婕.差壓式流量計(jì)的誤差分析及處理[J].儀表技術(shù)，2012(2)：48-50.

潘俊花（1980-），女，甘肅省民勤縣人，甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：自動化儀器儀表。