潘俊花

甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

淺談差壓式流量計測流量的誤差來源

潘俊花

甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

差壓式流量計是使用歷史最久，使用最為廣泛的一種流量測量儀表，同時也是目前生產(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測量流量的工作原理和差壓式流量計的組成，分析差壓式流量計測流量的誤差產(chǎn)生原因及解決方法。

差壓式流量計；誤差來源；解決辦法

引言

差壓式流量計是目前流量測量中應(yīng)用歷史悠久，實踐經(jīng)驗比較成熟，標準規(guī)范相對完善，品種規(guī)格齊全的一類流量計。其優(yōu)點是已標準化、結(jié)構(gòu)簡單牢固、易于加工制造、價格低廉、通用性強。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。

差壓式流量計通常與差壓變送器配套使用，因此差壓式流量計測得數(shù)據(jù)的準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)場的實際測量中許多因素是無法預(yù)知的。因此在實際運行中其測量誤差通常比較大，尤其在經(jīng)濟核算時，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，具有很重要的實際意義。

1 節(jié)流式流量計的工作原理及組成

差壓式流量計也被稱為節(jié)流式流量計，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 差壓式流量計的組成

流體流經(jīng)節(jié)流件時，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，差壓式流量計測量流量產(chǎn)生誤差的原因主要有三個：安裝不規(guī)范或錯誤安裝、維護不及時或誤操作、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

要使差壓式流量計能夠精確地實現(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，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)也要符合流量計設(shè)計中規(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，就要對測量壓力的表采取相應(yīng)的保護措施，以防腐蝕和堵塞的現(xiàn)象發(fā)生。必要時要安裝適當?shù)母綦x器。在振蕩環(huán)境中安裝使用，應(yīng)安裝減震器。當被測壓力波動大時，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壓側(cè)產(chǎn)生附加誤差，從而產(chǎn)生測量誤差。

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

測量液體時，取壓口應(yīng)選在管道中心線以下45°；測量氣體時，取壓口應(yīng)在管道上半部；測量蒸汽時，取壓口在管道管道中心線以上45°；測量流動介質(zhì)時，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)及時排出。測量液體壓力時，應(yīng)在引壓系統(tǒng)的最高處加裝集氣器；測量氣體壓力時，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，應(yīng)在儀表前加裝沉降器。

2.4 儀表維護人員對節(jié)流裝置維護不及時或誤操作

為了使流量計長時間的穩(wěn)定運行，保證計量數(shù)據(jù)的準確性，要求儀表維護人員要定期進行維護。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確性。

3 總結(jié)

影響差壓式流量計測量誤差的原因非常多也很復(fù)雜,很難對其進行綜合定量分析。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、儀表維護人員對節(jié)流裝置維護不及時或誤操作等方面的影響進行了簡單的分析。從文中可以看出消除計量誤差是可能的,這就要求從事計量工作的人員既要熟練掌握業(yè)務(wù)知識還要具備認真負責的工作態(tài)度,實際工況與設(shè)計工況參數(shù)在差壓式流量計的設(shè)計、制作、安裝、運行過程中盡量保持一致,在使用過程中要時時修正不相符之處,按照要求做好流量計的檢定和維護工作,提高計量精度,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。