本文首先介紹了孔板流量計計量的基本原理，進而分析了孔板流量計在實際使用過程中產(chǎn)生誤差的主要原因，并提出了提高計量精度的措施與建議，為孔板流量計的標準化、智能化發(fā)展提供依據(jù)。

 

　　差壓流量計是在工業(yè)場合應(yīng)用極為廣泛的一種流量計量儀器，對于氣體、液體和蒸汽的流量都可以測定。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)場合差壓流量計的使用占流量儀表總數(shù)的1/3以上，此中應(yīng)用***普遍的是由差壓計和節(jié)流裝置構(gòu)成的節(jié)流式流量計。

 

　　差壓流量計所采用的典型節(jié)流件主要為孔板、文丘里管、噴嘴和文丘里噴嘴等。孔板流量計上世紀初便被***先用于天然氣流量的測定。截止目前，大量學者已對孔板流量計的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深入探討，使孔板流量計逐步趨于標準化。根據(jù)孔板流量計的測量原理，可以直接確定節(jié)流件前后差壓與流量的關(guān)系，此特性是孔板流量計所獨有的。

　　1.孔板流量計的計量原理

 

　　在管道中安裝一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流部件，節(jié)流件的變截面效應(yīng)可使流體在經(jīng)過節(jié)流件時產(chǎn)生局部收縮，流速急劇增加，壓強明顯變小，從而在節(jié)流件前后截面差生壓差。針對某一標準節(jié)流裝置，如果管道、計量裝置、測壓位置及流體參數(shù)均保持恒定，節(jié)流件前后截面的差壓與管道流量間存在一定的函數(shù)關(guān)系。因此，可以通過直接測量節(jié)流件前后截面的壓差，間接計量流量。

 

　　2.孔板流量計的誤差原因分析

 

　　2.1 流體本身特性的影響

 

　　管道中流體自身的溫度、壓力等特性參數(shù)極易受到環(huán)境溫度的影響產(chǎn)生波動，進而影響孔板流量計的測量精度。盡管溫度等環(huán)境參數(shù)對流體粘度的影響并不明顯，但仍影響孔板流量計的計量精度和準確度。經(jīng)驗表明，孔板流量計常用于單相流體流量的測定，針對多相流體流動，其精度將受到嚴重的干擾。

 

　　2.2 流量積算方式的影響

 

　　將孔板節(jié)流裝置與各種二次測量儀表相結(jié)合，就形成了多種流量積算的方法。如果在流量計量過程中，測量系統(tǒng)不按照計量標準安裝對應(yīng)的二次測量儀表，流量積算時便不能對流體壓力、溫度的變化進行補償，測量精度將難以保證[3]。針對此問題，可以采用先進的微計算機技術(shù)對流量進行的計算，持續(xù)地對流量進行補償。

 

　　2.3 結(jié)構(gòu)及附屬儀器的影響

 

　　孔板流量計的結(jié)構(gòu)也會造成很多誤差，主要包括：孔板和管道的直徑比改變；孔板發(fā)生變形；孔板表面粗糙度不達標等因素，都將影響孔板流量計的計量精度。同時附屬儀器的影響也不可忽視。比如，如果下游引壓管與流量儀表間的連接件產(chǎn)生漏氣、堵塞等狀況，會導(dǎo)致流量計的計量流量略大。另外，差壓變送器的零點通常需要校準。

 

　　2.4 安裝條件的影響

 

　　使用場地通常不能達到流量計上游***短直管段長度的要求，致使管線布置經(jīng)常發(fā)生偏離。同時為了避免進口流體流動狀況對流量計計量精度的影響，要求孔板流量計上游具有***短直管段長度，但在實際中一般很難滿足。另外流量、流速等電子信號設(shè)備應(yīng)遠離存在電磁干擾的場合，保證其工作性能。

 

　　2.5 環(huán)境條件的影響

 

　　使用環(huán)境條件嚴重影響孔板流量計的性能，比如流體溫度急劇變化將增加管道內(nèi)的流體的濕度，加速腐蝕；環(huán)境溫度直接決定流體的密度、粘度等物性參數(shù)；流量計的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化等。

 

　　3.提高計量精度的改進辦法

 

　　3.1 設(shè)計安裝應(yīng)嚴格遵循標準

 

　　必須依照標準進行孔板節(jié)流裝置的設(shè)計，根據(jù)孔板前阻力件形式配接至少30倍管徑的直管段，從而減小計量誤差。在安裝場地不允許的場合，必須在上游直管段上加設(shè)整流器，且孔板的側(cè)面務(wù)必與管道中心線垂直。同時安裝時應(yīng)正確選擇壓差計的型號與量程。

 

　　3.2 避免流體脈動，保證良好的流動狀況

 

　　在符合計量能力的前提下，盡量選用較小內(nèi)徑測量管，保證管道內(nèi)流體在高雷諾數(shù)下運行，抑制脈動流的產(chǎn)生。采用上下游相同長度的短引壓管線，抑制引壓管線系統(tǒng)中阻力件對流動所造成的影響。消除流體中夾帶的雜質(zhì)。

 

　　3.3 采用定值節(jié)流裝置

 

　　通過定值節(jié)流裝置、差壓變送器、智能流量積算儀的綜合使用，便能實現(xiàn)流量的智能化計量。同時采用定值節(jié)流裝置有利于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，實現(xiàn)節(jié)流裝置產(chǎn)品標準化，進而提高計量的準確度和精度。

 

　　3.4 推動計量的智能化發(fā)展

 

　　隨著微型傳感器和微計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，流量計量已逐步向在線、實時、智能的方向發(fā)展，對傳感器和采集、儲存及傳輸數(shù)據(jù)等模塊進行數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)計量方式的智能化處理，不斷提升計量精度。

 

　　3.5 加強管理培訓，定期檢修維護

 

　　加強計量職工的業(yè)務(wù)培訓，提高其計量能力，盡可能避免操作不當造成的計量誤差。完善計量過程的監(jiān)管制度，健全定期檢修和維護制度，及時檢測并消除偏差，保證計量儀器的精度。

 

　　4.結(jié)論

 

　　盡管孔板流量計的結(jié)構(gòu)十分簡單，但影響其計量精度的原因十分復(fù)雜。本文主要針對使用過程中常見的影響因素進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施?？傮w來看，如果孔板流量計的結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝均按照標準進行，采用先進的智能檢測設(shè)備在線檢測，并定期進行計量計的檢修維護，便可減小誤差，提高計量精度。