屠奕仁

摘要：傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)測量范圍以及測量精度已經(jīng)難以滿足當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)需求，且在流量參數(shù)測量精度方面存在滯后性問題。為進(jìn)一步提高差壓式流量計(jì)測量準(zhǔn)確度，本文主要立足于差壓式流量計(jì)工作原理，對相關(guān)影響因素以及測量準(zhǔn)確度技術(shù)方法進(jìn)行研究與分析，以期可以給相關(guān)人員提供一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：差壓式流量計(jì);工作原理;測量準(zhǔn)確度;技術(shù)研究

1 差壓式流量計(jì)的概述分析

1.1 工作原理

所謂的差壓式流量計(jì)可以理解為節(jié)流式流量計(jì)，在工作原理表現(xiàn)方面，主要利用流體流動(dòng)的節(jié)流原理實(shí)現(xiàn)對流量參數(shù)的精準(zhǔn)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(chǔ)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)反饋情況，對當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)把握。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用推廣情況來看，差壓式流量計(jì)基本上可以視為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用范圍最廣且技術(shù)相對成熟的方法措施。在利用差壓式流量計(jì)進(jìn)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(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)化，如轉(zhuǎn)化成壓差信號。其中，壓差可在儀表上顯現(xiàn)出來。在實(shí)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(zhuǎn)變成生產(chǎn)所需的信號，并由相關(guān)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行全過程記錄與管理。

1.2 工作特征

差壓流量計(jì)在進(jìn)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(jìn)行合理測定。當(dāng)流體經(jīng)過節(jié)流件時(shí)。因管道截面出現(xiàn)變窄問題，導(dǎo)致管道內(nèi)流體流速變大。在此過程中，流體動(dòng)能會(huì)隨之增加。同時(shí)，流體能量損失相對減少，甚至可以忽略不計(jì)。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(gè)固定數(shù)值。

結(jié)合能量守恒定律來看，在理想條件下，當(dāng)流體流速處于增加狀態(tài)時(shí)，部分靜壓會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成為流體動(dòng)能。其中，流體所涉及到的靜壓力值會(huì)明顯下降。在這一過程中，受到上述作用的影響，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓差。該壓差與流體流量存在一定的既定關(guān)系，現(xiàn)場操作人員只需要對該壓差進(jìn)行測量，就可以對流體流量值進(jìn)行有效確定。

1.3 影響因素

差壓式流量計(jì)在流量測量方面，可以利用下述表達(dá)式進(jìn)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(jié)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(jìn)行研究與分析過程中，不應(yīng)只單純以代數(shù)值疊加進(jìn)行研究分析，而是應(yīng)利用權(quán)重函數(shù)進(jìn)行研究與分析[1]。

2 差壓式流量計(jì)測量準(zhǔn)確度技術(shù)提升措施研究

2.1 理論補(bǔ)償

2.1.1 保障差壓式流量計(jì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

對于壓差式流量計(jì)測量精度而言，如何保障差壓流量計(jì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，基本上可以視為有效提高壓差式流量計(jì)測量精度的關(guān)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(jì)時(shí)，工作人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際測量環(huán)境，對節(jié)流裝置進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)。結(jié)合當(dāng)前使用情況來看，大多數(shù)差壓計(jì)節(jié)流裝置都已經(jīng)趨向于標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，但是對于某些節(jié)流件的使用，仍舊需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

不難看出，主動(dòng)結(jié)合流體特性以及物性特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是保障壓差式流量計(jì)測量精度的關(guān)鍵因素。建議工作人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合現(xiàn)場測量工況以及管道尺寸等重要參數(shù)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，還需要重點(diǎn)掌握流體密度等關(guān)鍵參數(shù)。一般來說，對于氣體流體而言，在優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yīng)該根據(jù)組分類別表現(xiàn)實(shí)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(shí)流標(biāo)定方式提高測量準(zhǔn)確度

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)以及創(chuàng)新技術(shù)水平的不斷提高，行業(yè)內(nèi)部對于壓差式流量計(jì)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(yán)格要求。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來看，我國壓差式流量計(jì)經(jīng)過多年的建設(shè)與發(fā)展，在技術(shù)應(yīng)用方面愈加成熟。但是從整體情況上來看，差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍存在局限性問題，如果超過限制條件，將難以達(dá)到精準(zhǔn)測量目的。同時(shí)，非標(biāo)節(jié)流裝置在實(shí)驗(yàn)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(shí)流標(biāo)定方法進(jìn)行核定處理。再加上測量精度往往會(huì)受到加工設(shè)備以及現(xiàn)場操作人員水平的影響，在準(zhǔn)確度方面可能會(huì)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(gè)方面增強(qiáng)差壓式流量計(jì)測量準(zhǔn)確度。

一方面，工作人員可通過適當(dāng)引入氣體可膨脹性系數(shù)補(bǔ)償方式進(jìn)行針對性處理。與此同時(shí)，工作人員也可以通過適當(dāng)引入壓縮系數(shù)補(bǔ)償方式進(jìn)行針對性處理。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行流量測定過程中，可通過引入壓縮系數(shù)實(shí)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(guān)[3]。當(dāng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其溫度條件表現(xiàn)以及壓力偏離設(shè)計(jì)值在一定程度上會(huì)導(dǎo)致流體密度發(fā)生本質(zhì)性變化。此時(shí)單純利用固定密度方式往往會(huì)引發(fā)測量誤差現(xiàn)象。針對于此，建議工作人員在實(shí)踐過程中可引入密度修正方法，對當(dāng)前測量準(zhǔn)確度進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。另一方面，工作人員也可以采用全補(bǔ)償公式方法，結(jié)合上述影響因素進(jìn)行綜合修正，并根據(jù)修正情況進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，減少測量誤差。

2.2 安裝應(yīng)用

從客觀角度上來講，安裝應(yīng)用表現(xiàn)在一定程度上會(huì)對差壓式流量計(jì)測量準(zhǔn)確度產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。針對于此，建議工作人員應(yīng)該對差壓式流量計(jì)安裝應(yīng)用問題予以高度重視。在正式處理過程中，工作人員應(yīng)該盡量采取垂直管道安裝方式，保障流體可以充滿整個(gè)管道。與此同時(shí)，在進(jìn)行水平管道液體測量過程中，工作人員應(yīng)該對流體從下到上的流向情況進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)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(yīng)該結(jié)合問題表現(xiàn)及具體成因進(jìn)行針對性處理。在進(jìn)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(zhǔn)確度等方式，對當(dāng)前流量測量誤差問題進(jìn)行嚴(yán)格控制。除此之外，為進(jìn)一步深化流量計(jì)安裝應(yīng)用效果，工作人員可主動(dòng)結(jié)合選型儀表量程方法，在小流量條件下，加強(qiáng)對差壓計(jì)測量準(zhǔn)確度的有效提升。

結(jié)論：總而言之，為確保差壓式流量計(jì)工作測量準(zhǔn)確度得以全面提升，建議行業(yè)內(nèi)部研究人員應(yīng)該主動(dòng)立足于差壓式流量計(jì)工作原理以及應(yīng)用情況，按照行業(yè)規(guī)范要求，對當(dāng)前差壓式流量計(jì)優(yōu)化應(yīng)用問題進(jìn)行重點(diǎn)研究與分析。并主動(dòng)結(jié)合差壓式流量計(jì)前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，主動(dòng)結(jié)合新技術(shù)內(nèi)容，提高差壓式流量計(jì)測量準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

[1]許德福，王濤. 淺談差壓式流量計(jì)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(jì)的測量準(zhǔn)確度[J]. 上海計(jì)量測試，2018，45（S1）：19-23.

[3]張春仙，張功國. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)與差壓式流量計(jì)的區(qū)別[J]. 濟(jì)寧學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，35（03）：25-29.

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