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(tǒng)差壓式流量計測量范圍以及測量精度已經(jīng)難以滿足當前工業(yè)生產(chǎn)活動需求，且在流量參數(shù)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(jié)流式流量計，在工作原理表現(xiàn)方面，主要利用流體流動的節(jié)流原理實現(xiàn)對流量參數(shù)的精準測量。在測量過程中，主要以流體經(jīng)過節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓力差為測量基礎，根據(jù)測量數(shù)據(jù)反饋情況，對當前工業(yè)生產(chǎn)活動進行動態(tài)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(yè)生產(chǎn)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(shù)可通過節(jié)流裝置實現(xiàn)信號的轉化，如轉化成壓差信號。其中，壓差可在儀表上顯現(xiàn)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(jié)流裝置中所產(chǎn)生的壓差信號轉變成生產(chǎn)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(shù)測定分析過程中，主要可以根據(jù)節(jié)流件所產(chǎn)生的差壓進行合理測定。當流體經(jīng)過節(jié)流件時。因管道截面出現(xiàn)變窄問題，導致管道內(nèi)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(nèi)所呈現(xiàn)出的總能量基本上可以理解為一個固定數(shù)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(tài)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(chǎn)生一個壓差。該壓差與流體流量存在一定的既定關系，現(xiàn)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(zhì)量流量;C表示流出系數(shù);ε表示氣體膨脹性系數(shù);d表示處于工作條件下流體的孔徑數(shù)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(nèi)容不能看出，影響流量參數(shù)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(shù)值疊加進行研究分析，而是應利用權重函數(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)場使用環(huán)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(xiàn)場實際測量環(huán)境，對節(jié)流裝置進行合理規(guī)劃與設計。結合當前使用情況來看，大多數(shù)差壓計節(jié)流裝置都已經(jīng)趨向于標準化方向發(fā)展，但是對于某些節(jié)流件的使用，仍舊需要進行優(yōu)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(yōu)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(xiàn)場測量工況以及管道尺寸等重要參數(shù)。在實際設計過程中，還需要重點掌握流體密度等關鍵參數(shù)。一般來說，對于氣體流體而言，在優(yōu)化設計過程中還需要考慮等熵指數(shù)以及壓縮系數(shù)。除此之外，對于多組分介質(zhì)而言，工作人員應該根據(jù)組分類別表現(xiàn)實現(xiàn)物性分析過程，以確保可以獲得流體物性信息[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(yè)生產(chǎn)活動以及創(chuàng)新技術水平的不斷提高，行業(yè)內(nèi)部對于壓差式流量計的使用需求不斷增加。在這樣的發(fā)展態(tài)勢下，行業(yè)內(nèi)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(jīng)過多年的建設與發(fā)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(jié)流裝置在實驗數(shù)據(jù)理論支撐方面存在一定的匱乏現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象出現(xiàn)，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(shù)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(shù)補償方式進行針對性處理。結合以往的經(jīng)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(shù)實現(xiàn)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(zhì)量流量在一定程度上與密度息息相關[3]。當處于運行狀態(tài)時，其溫度條件表現(xiàn)以及壓力偏離設計值在一定程度上會導致流體密度發(fā)生本質(zhì)性變化。此時單純利用固定密度方式往往會引發(fā)測量誤差現(xiàn)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(yōu)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(jù)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(xiàn)在一定程度上會對差壓式流量計測量準確度產(chǎn)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(fā)現(xiàn)流體不充滿管道的現(xiàn)象問題，建議工作人員應該結合問題表現(xiàn)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(yè)內(nèi)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(yè)規(guī)范要求，對當前差壓式流量計優(yōu)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(fā)展動態(tài)，主動結合新技術內(nèi)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(qū)別[J]. 濟寧學院學報，2019，35（03）：25-29.

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