差壓式流量計工作原理及測量準確度技術研究

屠奕仁

摘要：傳統差壓式流量計測量范圍以及測量精度已經難以滿足當前工業生產活動需求，且在流量參數測量精度方面存在滯后性問題。為進一步提高差壓式流量計測量準確度，本文主要立足于差壓式流量計工作原理，對相關影響因素以及測量準確度技術方法進行研究與分析，以期可以給相關人員提供一定的借鑒價值。

關鍵詞：差壓式流量計;工作原理;測量準確度;技術研究

1 差壓式流量計的概述分析

1.1 工作原理

所謂的差壓式流量計可以理解為節流式流量計，在工作原理表現方面，主要利用流體流動的節流原理實現對流量參數的精準測量。在測量過程中，主要以流體經過節流裝置產生的壓力差為測量基礎，根據測量數據反饋情況，對當前工業生產活動進行動態把握。結合當前應用推廣情況來看，差壓式流量計基本上可以視為工業生產應用范圍最廣且技術相對成熟的方法措施。在利用差壓式流量計進行測定分析的過程中，待測流體流量參數可通過節流裝置實現信號的轉化，如轉化成壓差信號。其中，壓差可在儀表上顯現出來。在實踐過程中，常用的單元組合儀器可通過利用差壓變送器將節流裝置中所產生的壓差信號轉變成生產所需的信號，并由相關負責人員進行全過程記錄與管理。

1.2 工作特征

差壓流量計在進行流體流量參數測定分析過程中，主要可以根據節流件所產生的差壓進行合理測定。當流體經過節流件時。因管道截面出現變窄問題，導致管道內流體流速變大。在此過程中，流體動能會隨之增加。同時，流體能量損失相對減少，甚至可以忽略不計。由此可以判定，流體在該流段內所呈現出的總能量基本上可以理解為一個固定數值。

結合能量守恒定律來看，在理想條件下，當流體流速處于增加狀態時，部分靜壓會逐漸轉變成為流體動能。其中，流體所涉及到的靜壓力值會明顯下降。在這一過程中，受到上述作用的影響，會產生一個壓差。該壓差與流體流量存在一定的既定關系，現場操作人員只需要對該壓差進行測量，就可以對流體流量值進行有效確定。

1.3 影響因素

差壓式流量計在流量測量方面，可以利用下述表達式進行研究與分析：

其中，qm表示質量流量;C表示流出系數;ε表示氣體膨脹性系數;d表示處于工作條件下流體的孔徑數值;△p表示壓差;ρ1主要表示密度-上游流體密度;β表示直徑比值。結合公示內容不能看出，影響流量參數的因素較多。但是需要注意的是，不同因素對流量的影響程度存在較大差異，因此，在對這些因素進行研究與分析過程中，不應只單純以代數值疊加進行研究分析，而是應利用權重函數進行研究與分析[1]。

2 差壓式流量計測量準確度技術提升措施研究

2.1 理論補償

2.1.1 保障差壓式流量計設計數據的準確性

對于壓差式流量計測量精度而言，如何保障差壓流量計設計數據準確性，基本上可以視為有效提高壓差式流量計測量精度的關鍵保障。因現場使用環境以及條件不同，在使用差壓式流量計時，工作人員應該主動結合現場實際測量環境，對節流裝置進行合理規劃與設計。結合當前使用情況來看，大多數差壓計節流裝置都已經趨向于標準化方向發展，但是對于某些節流件的使用，仍舊需要進行優化設計才能夠達到預期的效果。

不難看出，主動結合流體特性以及物性特點進行優化設計，是保障壓差式流量計測量精度的關鍵因素。建議工作人員應該主動結合現場測量工況以及管道尺寸等重要參數。在實際設計過程中，還需要重點掌握流體密度等關鍵參數。一般來說，對于氣體流體而言，在優化設計過程中還需要考慮等熵指數以及壓縮系數。除此之外，對于多組分介質而言，工作人員應該根據組分類別表現實現物性分析過程，以確?？梢垣@得流體物性信息[2]。

2.1.2 利用實流標定方式提高測量準確度

隨著我國工業生產活動以及創新技術水平的不斷提高，行業內部對于壓差式流量計的使用需求不斷增加。在這樣的發展態勢下，行業內部工作人員對于其測量精度提出了嚴格要求。結合當前應用情況來看，我國壓差式流量計經過多年的建設與發展，在技術應用方面愈加成熟。但是從整體情況上來看，差壓式流量計應用范圍存在局限性問題，如果超過限制條件，將難以達到精準測量目的。同時，非標節流裝置在實驗數據理論支撐方面存在一定的匱乏現象，往往需要利用實流標定方法進行核定處理。再加上測量精度往往會受到加工設備以及現場操作人員水平的影響，在準確度方面可能會存在一定誤差問題。為防止上述現象出現，建議工作人員可從以下幾個方面增強差壓式流量計測量準確度。

一方面，工作人員可通過適當引入氣體可膨脹性系數補償方式進行針對性處理。與此同時，工作人員也可以通過適當引入壓縮系數補償方式進行針對性處理。結合以往的經驗來看，對于臨界溫度較高且臨界壓力較低的氣體流體而言，在進行流量測定過程中，可通過引入壓縮系數實現修正處理過程。其中在修正處理方式的選擇上可引入密度修正。從上述公式上來看，流體體積流量以及質量流量在一定程度上與密度息息相關[3]。當處于運行狀態時，其溫度條件表現以及壓力偏離設計值在一定程度上會導致流體密度發生本質性變化。此時單純利用固定密度方式往往會引發測量誤差現象。針對于此，建議工作人員在實踐過程中可引入密度修正方法，對當前測量準確度進行適當優化。另一方面，工作人員也可以采用全補償公式方法，結合上述影響因素進行綜合修正，并根據修正情況進行適當補償，減少測量誤差。

2.2 安裝應用

從客觀角度上來講，安裝應用表現在一定程度上會對差壓式流量計測量準確度產生至關重要的影響。針對于此，建議工作人員應該對差壓式流量計安裝應用問題予以高度重視。在正式處理過程中，工作人員應該盡量采取垂直管道安裝方式，保障流體可以充滿整個管道。與此同時，在進行水平管道液體測量過程中，工作人員應該對流體從下到上的流向情況進行重點關注。

如果發現流體不充滿管道的現象問題，建議工作人員應該結合問題表現及具體成因進行針對性處理。在進行安裝過程中，為確保管路安裝效果，建議工作人員可通過提高差壓測量準確度等方式，對當前流量測量誤差問題進行嚴格控制。除此之外，為進一步深化流量計安裝應用效果，工作人員可主動結合選型儀表量程方法，在小流量條件下，加強對差壓計測量準確度的有效提升。

結論：總而言之，為確保差壓式流量計工作測量準確度得以全面提升，建議行業內部研究人員應該主動立足于差壓式流量計工作原理以及應用情況，按照行業規范要求，對當前差壓式流量計優化應用問題進行重點研究與分析。并主動結合差壓式流量計前沿發展動態，主動結合新技術內容，提高差壓式流量計測量準確度。

參考文獻

[1]許德福，王濤. 淺談差壓式流量計的工作原理及選型[J]. 廣東化工，2019，40（09）：152-153.

[2]龐寶新，李元滿，付生輝. 提高差壓式流量計的測量準確度[J]. 上海計量測試，2018，45（S1）：19-23.

[3]張春仙，張功國. 轉子流量計與差壓式流量計的區別[J]. 濟寧學院學報，2019，35（03）：25-29.

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