什么是差壓式流量計(jì)
什么是差壓式流量計(jì)？差壓式流量計(jì)是目前比較廣泛的差壓式流量計(jì)種類之一，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，便于維修，且標(biāo)準(zhǔn)件便于生產(chǎn)等特點(diǎn)，
一、差壓式流量計(jì)結(jié)構(gòu)
1. 節(jié)流裝置
節(jié)流裝置由節(jié)流和取壓裝置構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有三種類型，即:孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過(guò)孔板所產(chǎn)生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡(jiǎn)單、適用性廣、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)孔板，精度可達(dá)±0.5-±1%，公稱為50-1200mm.
取壓裝置有兩個(gè)取壓口，一個(gè)是上游取壓口，一個(gè)是下流取壓口，上流取壓口引出流體的正壓力，下游取壓口引出流體的負(fù)壓力。
2. 差壓變送器
差壓變送器是差壓式流量計(jì)中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，以便于二次儀表處理和運(yùn)算。早期使用的差壓式流量中DDZ-II(輸出0-10mA)和DDZ-IIDDZ-III(輸出4-20mA)型，其準(zhǔn)確度均為±0.5%，基本能滿足工業(yè)計(jì)量的要求。
3. 顯示儀表
顯示儀表將差壓變送器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)及其它裝置產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行開(kāi)方并積算，顯示瞬間流量、累計(jì)流量及其它流量。對(duì)于壓力、溫度波動(dòng)范圍較大的測(cè)量介質(zhì)，如過(guò)熱蒸汽等，必須進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，對(duì)于飽和蒸汽，應(yīng)進(jìn)行壓力(或溫度)補(bǔ)償。
常用的顯示儀表有電磁計(jì)數(shù)式的開(kāi)方積算器和智能數(shù)顯式的流量積算儀。智能流量積算儀是采用單片為處理機(jī)組成快速修正系統(tǒng)，能與差壓、壓力、溫度變送器或與熱電偶、熱電阻配合，對(duì)被測(cè)介質(zhì)由于壓力、溫度偏離設(shè)計(jì)引起的流量測(cè)量誤差及累計(jì)積算等，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償和積算，從而提高測(cè)量精度及可靠性。
二、差壓式流量計(jì)測(cè)量原理
流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流裝置包括節(jié)流元件和取壓裝置。節(jié)流元件是使管道中的流體產(chǎn)生局部收縮的元件，常用的節(jié)流元件有孔板、噴嘴和文丘利管等，下面以孔板為例說(shuō)明節(jié)流現(xiàn)象。
在管道中流動(dòng)的流體具有動(dòng)能和位能，在一定條件下這兩種能量可以相互轉(zhuǎn)換。而根據(jù)能量守恒定律，流體所具有的靜壓能和動(dòng)能，再加上克服流動(dòng)阻力的能量損失，在沒(méi)有外加能量的情況下，其總和是不變的。圖示在孔板前后流體的速度與壓力的分布情況。流體在管道截面I 前，以一定的流速v流動(dòng)。此時(shí)的靜壓力為P；。
在接近節(jié)流裝置時(shí)，由于遇到節(jié)流裝置的阻擋，使靠近管壁處的流體受到節(jié)流裝置的阻擋作用最大，因而使一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，出現(xiàn)了節(jié)流裝置人口端面靠近管壁處的流體靜壓力升高，并且比管道中心處的壓力要大，即在節(jié)流裝置人口端面處產(chǎn)生一徑向壓差，這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運(yùn)動(dòng)。由于慣性作用，流束收縮最小的地方不在孔板的開(kāi)孔處，而是在開(kāi)孔處的截面11 處。根據(jù)流體流動(dòng)的連續(xù)性方程，截面II處的流體的流動(dòng)速度最大，達(dá)到v2。隨后流束又逐漸擴(kuò)大，至截面III后則完全恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)，流速便降低到原來(lái)的數(shù)值，即v1＝v3。
由于節(jié)流裝置造成流束的局部收縮，使流體的流速發(fā)生變化，即動(dòng)能發(fā)生變化。與此同時(shí)，表征流體靜壓能的靜壓力也在變化。在截面I 處，流體具有靜壓力P1。到達(dá)截面II時(shí)，流速增加到最大值，靜壓力則降低到最小值P2，而后又隨著流束的恢復(fù)而逐漸恢復(fù)，由于在孔板端面處，流通截面突然縮小和擴(kuò)張，使流體形成局部渦流，要消耗一部分能量，同時(shí)流體流經(jīng)孔板時(shí)，要克服摩擦力，所以流體的靜壓力不能恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值P；，而產(chǎn)生了壓力損失￡＝P1-P2。節(jié)流裝置前流體的壓力較高，稱為正壓，常以“+ ' ，標(biāo)志；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負(fù)壓（不同于真空度的概念），常以“一”標(biāo)志。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān)。管道中流動(dòng)的流體流量越大，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差也越大，只要測(cè)出孔板前后壓差的大小，即可反映出流量的大小，這就是節(jié)流裝置測(cè)量流量的基本原理。
值得注意的是：要準(zhǔn)確地測(cè)量出截面I 與截面II處的壓力P1和P2是有困難的，這是因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓力P2的截面II的位置隨著流速的不同會(huì)改變，事先根本無(wú)法確定。因此，實(shí)際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，來(lái)測(cè)量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測(cè)得的壓差與流量之間的關(guān)系，與測(cè)壓點(diǎn)和測(cè)壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。
三、幾種常見(jiàn)差壓式流量計(jì)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)
一、均速管型流量測(cè)量裝置（如威力巴，阿牛巴，德?tīng)査?，威爾巴，超力巴等?/div>
1、原理;基于皮托管測(cè)速原理，以測(cè)管道中直線上幾點(diǎn)流速來(lái)推算流量。
2、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，裝、拆方便，壓損小等特點(diǎn)。可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)布置測(cè)量大風(fēng)道平均流速。
3、缺點(diǎn)：采用取壓孔取壓，取壓口易堵塞，要求流體潔凈度較高，運(yùn)行維護(hù)量大，不適宜含粉介質(zhì)風(fēng)量測(cè)量；因?yàn)槭嵌帱c(diǎn)測(cè)量，反吹也只能吹通個(gè)別點(diǎn)，很難把全部取壓孔吹通。
二、文丘里型流量測(cè)量裝置（如單喉徑，雙喉徑，多喉徑文丘里流量計(jì)）
1、其原理是利用外文丘管喉部加速產(chǎn)生低壓，而將內(nèi)文丘利管的尾部置于的喉部低壓區(qū)，促使內(nèi)文丘利管的喉部產(chǎn)生更低的低壓，因而在同樣的流量下可獲得更大的輸出差壓。
2、優(yōu)點(diǎn)：較適用于大管道的低流速氣體流量測(cè)量，插入式，安裝方便；反應(yīng)速度快。
3、缺點(diǎn);由于它僅測(cè)一點(diǎn)流速，管道中流速分布對(duì)其影響很大，因而準(zhǔn)確度較低。目前市場(chǎng)上還有一種三文丘利管，它在雙文丘利管內(nèi)再安裝一個(gè)文丘管，企圖獲得更大的差壓，當(dāng)尺寸較小時(shí)，附面層的作用將呈現(xiàn)出來(lái)，制約了這種加速降壓效果，且?guī)?lái)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系數(shù)不穩(wěn)定負(fù)面影響，不宜倡導(dǎo)。對(duì)含塵氣流的測(cè)量時(shí)，灰塵只進(jìn)不出，造成感壓管路堵塞，取壓口易堵塞，運(yùn)行維護(hù)量大，不適宜含粉介質(zhì)。當(dāng)風(fēng)道橫截面積較大，而直管段不夠長(zhǎng)時(shí)，輸出差壓不線性，重復(fù)性差。如果單點(diǎn)布置，不適宜大風(fēng)道的風(fēng)量測(cè)量。
三、機(jī)翼型流量測(cè)量裝置
1、其測(cè)量的理論基礎(chǔ)是：在充滿流體的管道中，固定放置一個(gè)流通面積小于管道截面積的節(jié)流件，則管道內(nèi)流體在通過(guò)該節(jié)流件時(shí)就會(huì)造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對(duì)于一定形狀和尺寸的節(jié)流件、一定的測(cè)壓位置和前后直管段、一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的差壓△P與流量Q之間關(guān)系符合伯努利方程。
2、優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快；多點(diǎn)測(cè)量大風(fēng)道平均流速。
3、缺點(diǎn)：較笨重，體積大，安裝不方便；風(fēng)道阻力大，不節(jié)能；取壓口易堵塞，運(yùn)行維護(hù)量大，不適宜含粉介質(zhì)。機(jī)翼型流量計(jì)不可避免地會(huì)在管道中產(chǎn)生*壓損，其流體壓力損失的主要原因是機(jī)翼前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機(jī)械能的一部分不可逆轉(zhuǎn)地變成了熱能，消失在流體內(nèi)。
四、差壓式流量計(jì)常見(jiàn)故障及排除方法
(1) 顯示流量偏高：現(xiàn)象為流量值明顯高于實(shí)際值；可能出現(xiàn)的故障有：
① 差壓變送器負(fù)壓導(dǎo)壓管被油水所堵，造成壓力傳遞不暢，使差壓高于正常值。因而使氣量偏高。排除方法：應(yīng)及時(shí)的防油水。
② 節(jié)流孔板被冰塊和水化物所堵，造成孔徑變小，其此時(shí)的 差壓值明顯高于正常值，從而使氣量偏高。排除方法：把孔板搖至上閥室，讓氣流把冰塊和水化物沖走或用蒸汽加溫使之溶化。
③ 鉑熱電阻部分短路或受潮，使電阻值變小，使溫度明顯低 于正常值，造成氣量偏高。排除方法：更換鉑熱電阻。
④ 儀表線性變差造成計(jì)量偏高。排除方法：更換相應(yīng)的儀表。
(2)顯示流量偏低：現(xiàn)象為流量值明顯低于實(shí)際值；
可能出現(xiàn)的故障有：
① 差壓變送器正壓導(dǎo)壓管被油水所堵，造成壓力傳遞不暢，使差壓低于正常值。因而使氣量偏低。排除方法：應(yīng)及時(shí)的防油水。
② 節(jié)流孔板的倒角被固體顆粒和其它雜質(zhì)嚴(yán)重劃傷，造成孔徑變大，其此時(shí)的差壓值低于正常值，從而使氣量偏低。排除方法：更換一塊新孔板。