本文簡要論述了孔板流量計的原理，提出一種孔板流量計的簡單易行的準確設計方法，選擇合適的取壓方法，理論計算差壓上限，設計多套可以隨意更換的孔板，圖線標定時確定出流量方程，這樣設計出來的孔板流量計精度高，測量范圍寬，在整個測量范圍內的精度比普通孔板流量計高 10%左右，為拓展孔板流量計的使用奠定了基礎。

0 .引言

相對于電磁、渦街流量計，孔板流量計結構簡單，費用相對低廉，對測定流體無限制，密封的實現(xiàn)也較為容易，同時設計壓力在選擇時無局限性，因此目前仍然被廣泛的應用，就目前研究而言，設計方法簡單的精度低，精度高的方法復雜，因此本文提出了一種測量范圍寬，精度高的設計方法。

從圖 1 中能夠比較清楚的看出， 孔板前有一個管道，流體就是在這個管道內流動，在流體穿過管道內部的節(jié)流件時，由于節(jié)流件的作用，流體的流動速度會受到一定程度的影響。 在局部收縮的情況下，流體流速會加快，由于靜壓力降低，這樣，流體在經(jīng)過節(jié)流件前后，就形成了一定的壓差，在實際測量過程中，技術人員可以依據(jù)這個壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以流動連續(xù)性方程和伯努利方程為基礎的。

設計時首先確定孔板的取壓方式； 之后確定差壓上限，設計銳孔，***后對設計的孔板流量計進行標定。（ 圖 1）

1 .孔板的取壓方式

1.1 角接取壓法

角接取壓包括夾緊環(huán)或法蘭單獨鉆孔取壓、 環(huán)室取壓。其特點是上下游取壓孔中心至孔板前后端的間距各等于取壓孔直徑的一半，或取壓孔在夾緊環(huán)或法蘭內壁出口處的軸線分別與孔板上下游側端面的距離等于取壓孔直徑的一半，或等于取壓環(huán)隙寬度的一半。 角接取壓法的特點如下：

①能夠比較容易的進行環(huán)室測量，使得測量的度較高，并且還可以節(jié)約***小直觀的長度。

②在開口一定的情況下， 流量的系數(shù)為一個固定值，在這種情況下，流量和壓力差為恒定關系。

③使得管壁粗糙度隨時日逐漸改變而產(chǎn)生的摩擦損失影響***小。

④如果在實際測量過程中， 取壓的位置不夠，會對測量的靈敏度造成一定的影響。 

1.2 法蘭取壓法

不論管道的直徑大小，法蘭取壓的上游、下游取壓管中心均位于距孔板兩側相應端面 25．4mm（ 1 英寸） 處。 其特點是難以實現(xiàn)環(huán)室取壓，但是在測量臟污介質時取壓管的臟污和堵塞較易排除。

1.3 D 和 D/2 取壓法（ 徑距取壓法）

上游取壓管中心位于孔板前端面距離為 D 的管道上游處，下游取壓管中心位于孔板前端面距離為 D／2 的管道下游處。其特點是測量臟污介質時取壓管的臟污和堵塞較易排除，但測得的差壓值較小。

2.差壓上限

以通過以下經(jīng)驗公式，初步得出一些銳孔直徑

實驗***大***小流量所對應的壓差，確定差壓上限，從而選定標定時所需壓差計的規(guī)格，確定銳孔的直徑范圍。

3.銳孔的設計

板銳孔[5（]  孔的出口稍微比入口大一點），如圖 2，

①銳孔厚度 e 應在 0．005D 和 0．02D 之間， 在銳孔上任何點所測得的 e 值之間的差不得大于 0.00lD。

②孔板厚度 E 應在 e 和 0．05D 之間，在孔板上任何點所測得的 E 值之間的差不得大于 0．00lD。

③如果孔板厚度 E 超過了銳孔厚度 e， 則孔板下游應做成傾斜面，斜面應加工得光滑。 斜面角應在 30°～45°之間。

④邊緣 G、H、I 應是尖銳的既無劃痕也無毛刺。 銳孔應是圓筒形的，并垂直于上游端面。

⑤孔徑 d[7]值應至少取四個不同測量方向直徑的平均值。這四個直徑應按彼此大致相等的角距離分布在幾個軸向平面內。 任何孔徑的單測值與平均直徑之差不應大于0．05％。 應盡量使 β 值接近 0.5， 以獲得較高的測量準確度。 此外，針對特殊流體所設計的孔板流量計，孔板與導管連接處密封墊的材質，厚度的選擇要滿足其要求。

4.孔板流量計的標定

在制作孔板時，要嚴格按照相關計算公式得出的數(shù)據(jù)使用標準高的鉆床， 打孔， 保證角度的靈敏正確。 要清洗好相關的管道，把壓差計準確的連接在管道的兩側。

設計的孔板流量計連接在標定用的裝置上，用閥門調節(jié)不同的流量，用秒表計時，測量工質的質量。 至少測十個點，每點***少三次，取***接近的兩點求平均值，以此為準，將數(shù)據(jù)點標在雙對數(shù)坐標上，并做出壓差-流量曲線，同時確定式中：

其中 C0 為流量系數(shù)，S0 為銳孔的截面積。

5 .結論

本文所提出的設計方法簡單易行，設計出來的孔板流量計精度高，測量范圍寬，拓展了孔板流量計的使用，得出以下結論：

①標定對于保證設計流量計的測量準確度很關鍵，因此，在做出壓差-流量曲線的同時，確定出流量壓差方程。

②需設計多套孔板，隨時更換，以保證所有測量點均處于雙對數(shù)坐標上壓差-流量曲線的直線段。

③可開發(fā)所測量孔板智能流量積算儀的軟、硬件設計，以達到更高計量精度的要求。