差壓流量計是一種以測量流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的靜壓差來得到流量大小的一種流量計。差壓流量計最基本的配置包括節(jié)流裝置、差壓信號管路和壓差計三個部分。節(jié)流裝置有許多種,但我國計量機構(gòu)對角接取壓和法蘭取壓的孔板以及角接取壓的噴嘴制定了國家標準,稱為標準節(jié)流裝置。采用標準節(jié)流裝置時,節(jié)流裝置的尺寸計算、設(shè)計、制造加工和安裝可利用標準中的實驗數(shù)據(jù)、圖表和方法進行,加工安裝后不必再進行標定,給制造、使用帶來很大方便。有時為了避免安裝上造成的附加誤差,設(shè)計上往往要求在節(jié)流裝置前后附有一定長度的直管段,隨同節(jié)流裝置由制造廠成套供應(yīng)。除了標準孔板和標準噴嘴外,還有一些適合于特殊用途的非標準節(jié)流裝置,如壓力損耗很小的文丘里管及道爾管;可適用于測污穢、含顆粒流體的圓缺孔板及偏心孔板;測雷諾數(shù)很小的圓噴嘴和測微小流量用的內(nèi)藏孔板(內(nèi)藏孔板一般裝在差壓變送器內(nèi)部,變送器直接與工藝管道連接)等。
差壓流量計應(yīng)用范圍廣泛,可測量全部單相流體,包括液、氣、蒸汽。可測量部分混相流,如固、氣液、液固等。差壓流量計產(chǎn)品覆蓋一般生產(chǎn)過程的管道直徑、工作狀態(tài)(壓力和溫度)。應(yīng)用最普遍的標準孔板,結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡單牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用期長,價格低廉。標準型檢測元件得到國際標準化組織和國際法制計量組織的認可,無需實流校準即可使用。
差壓流量計還存在一些缺點:測量的重復(fù)性、精度在流量計中屬于中等水平,由于眾多因數(shù)的影響,精度提高比較困難;范圍度窄,一般為3:1或4:1;現(xiàn)場安裝條件要求較高,如需較長直管段長度(如孔板、噴嘴等),一般較難滿足;檢測元件與差壓顯示儀之間的引壓管線易產(chǎn)生泄漏、堵塞、凍結(jié)及信號失真等故障;壓損大(指孔板、噴嘴等)。
選用標準節(jié)流裝置無需個別校準。非標準節(jié)流裝置原則上要校準后才能使用。選用標準節(jié)流裝置時,要注意每一種節(jié)流件皆有管道直徑、直徑比、雷諾數(shù)、管道內(nèi)壁粗糙度等限制值。孔板價格便宜,時首選類型。在同樣差壓下,經(jīng)典文丘里管比孔板和噴嘴的壓力損失少得多。對腐蝕性流體或高速流體(如高溫蒸汽),孔板人口邊緣很快變鈍,流出系數(shù)發(fā)生偏移,采用噴嘴、文丘里管。由于噴嘴、文丘里管幾何形狀復(fù)制比孔板困難,未經(jīng)校準的流出系數(shù)不確定度較高,如果采取實流校準則流出系數(shù)不確定度可降低。
正確選用節(jié)流裝置類型需考慮如下因素。
(1)被測流體類型方面,是測液體、氣體還是蒸汽?是潔凈的還是臟污的?是否有腐蝕性或磨蝕性?
(2)被測流體壓力、溫度界限、密度、黏度等參數(shù)、是否脈動流等情況。
(3)檢測件安裝條件,如管道內(nèi)徑準確值、直管段長度、阻流件類型等。
(4)儀表性能要求,如精確度、范圍度、重復(fù)性等。
(5)是用于計量還是自行控制。