摘要:孔(kong)闆流量(liang)計 是工(gong)業生産(chan)中最常(chang)用的計(ji)量儀表(biao)之一。文(wen)章闡述(shu)了孔♍闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)的計量(liang)原理;從(cong)孔闆節(jie)流裝置(zhi)、二次測(ce)量儀表(biao)和信号(hao)引線方(fang)面介紹(shao)了目前(qian)孔♈闆流(liu)量儀表(biao)的‼️組成(cheng)和結構(gou);分析了(le)現有孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備的優(you)缺點和(he)安裝要(yao)點。從孔(kong)闆😄流量(liang)儀表的(de)整體誤(wu)差、安裝(zhuang)管理誤(wu)差和運(yun)行工況(kuang)下的誤(wu)差💜分析(xi)了影響(xiang)計量精(jing)度的因(yin)素。最後(hou)提出了(le)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)改進建(jian)議。
1孔闆(pan)流量儀(yi)表的計(ji)量原理(li)
　　當流體(ti)流經孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備的孔(kong)闆時，橫(heng)截面積(ji)減小，速(su)度增加(jia)，相應的(de)壓強減(jian)小，并且(qie)減小的(de)程度與(yu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流動狀(zhuang)态的流(liu)體速度(du)成正比(bi)。所以可(ke)以通過(guo)檢測壓(ya)差來推(tui)🏃‍♂️算流速(su),進而計(ji)算出流(liu)量。孔闆(pan)前後的(de)壓差與(yu)流量Q具(ju)有以下(xia)關系:
 
　　式(shi)中:C-流出(chu)系數;d-開(kai)孔直徑(jing);ε-可膨脹(zhang)性系數(shu);β-直徑比(bi)。
2孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)組成
　　孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備系統(tong)一般包(bao)括流量(liang)儀表設(she)備本體(ti)、二次儀(yi)表和流(liu)體組分(fen)分析系(xi)統,其中(zhong)的流體(ti)🐪組分分(fen)析系統(tong)具有檢(jian)測、計算(suan)、分析和(he)積算等(deng)功能。國(guo)家制定(ding)了相關(guan)标準以(yi)利于保(bao)證流量(liang)計量檢(jian)測的正(zheng)确率。
2.1孔(kong)闆節流(liu)裝置
　　孔(kong)闆用以(yi)産生壓(ya)差，開孔(kong)尺寸必(bi)須嚴格(ge)按照規(gui)定,是孔(kong)闆節流(liu)裝置中(zhong)最重要(yao)的結構(gou),還有負(fu)責固定(ding)孔闆位(wei)置的孔(kong)闆加持(chi)器和上(shang)下遊直(zhi)管段;此(ci)外,還需(xu)要配🈲置(zhi)引壓管(guan)、對焊法(fa)蘭和‼️直(zhi)通式🛀截(jie)止閥。隻(zhi)有孔闆(pan)節流❤️裝(zhuang)置完全(quan)符合行(hang)業标準(zhun),才可💁以(yi)滿足用(yong)戶的使(shi)用要求(qiu)，保證信(xin)号的正(zheng)确。
2.2二次(ci)測量儀(yi)表.
　　二次(ci)測量儀(yi)表用于(yu)測量流(liu)體溫度(du)、靜壓和(he)壓差等(deng)物性參(can)💞數。主要(yao)包括溫(wen)度測量(liang)儀、壓力(li)測量儀(yi)、密度📐測(ce)量🚶‍♀️儀表(biao)、成分分(fen)析儀等(deng)儀表。
2.3信(xin)号引線(xian)
　　信号引(yin)線不是(shi)隻有電(dian)線，也可(ke)以由其(qi)他物質(zhi)組成,不(bu)🤟同🈲物質(zhi)傳遞的(de)信号不(bu)同,控制(zhi)電纜傳(chuan)遞的是(shi)電信号(hao),而壓力(li)信号一(yi)般由無(wu)縫鋼管(guan)在二者(zhe)之間傳(chuan)遞。(1)電信(xin)❗号引線(xian)，在檢測(ce)系統中(zhong)需要用(yong)到很多(duo)電子儀(yi)表,電信(xin)号引線(xian)的作用(yong)就是使(shi)這些電(dian)子儀表(biao)之間的(de)信息能(neng)⁉️夠正确(que)、及時的(de)傳遞。電(dian)線💋或電(dian)纜都可(ke)以作爲(wei)電信号(hao)引線的(de)原件,不(bu)過銅芯(xin)線的效(xiao)果最好(hao)。(2)引壓管(guan)線,爲了(le)使靜壓(ya)和壓差(cha)信㊙️号的(de)折損最(zui)小，無縫(feng)鋼管的(de)長度應(ying)🏃該盡量(liang)縮小。DN18和(he)DN14無縫鋼(gang).管較爲(wei)常見，這(zhe)種無縫(feng)鋼管可(ke)以及時(shi)🌍響應靜(jing)壓和壓(ya)差的變(bian)化,也能(neng)減少洩(xie)露,不過(guo)💚對安裝(zhuang)技術的(de)要求較(jiao)高。
3孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)的特點(dian)及安裝(zhuang)要點
3.1優(you)點
(1)孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)的适用(yong)性比較(jiao)廣,可以(yi)計量多(duo)種💰工況(kuang)下單相(xiang)流動狀(zhuang)态的流(liu)量。(2)孔闆(pan)流量儀(yi)表設🔴備(bei)的.元件(jian)🔴己經标(biao)準化，無(wu)須實流(liu)檢驗。(3)通(tong)過将網(wang)絡通信(xin)技♉術、信(xin)息傳導(dao)技☂️術、電(dian)子測量(liang)技🐆術、智(zhi)能控制(zhi)技術等(deng)新技術(shu)應用于(yu)智能變(bian)送器中(zhong)，使孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)的計量(liang)正确性(xing)、及時性(xing)、智能化(hua)大大提(ti)高🌈。
3.2缺點(dian)
(1)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)測量量(liang)程比較(jiao)窄。(2)因爲(wei)壓力🔴、溫(wen)度📱、長度(du)、密度等(deng)多種因(yin)素都會(hui)影響流(liu)體流動(dong)狀态，并(bing)且孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)間接測(ce)量參數(shu)動态,計(ji)測量結(jie)果存在(zai)一定誤(wu)差。(3)孔闆(pan)流量計(ji)量設備(bei)的裝置(zhi)安裝條(tiao)件苛刻(ke)，安裝過(guo)程必✊須(xu)符合SY/T6143-1996标(biao)準。
3.3安裝(zhuang)要點
(1)孔(kong)闆流量(liang)計量設(she)備最好(hao)安裝于(yu)水平輸(shu)送管道(dao)之上，并(bing)且與輸(shu)送管道(dao)軸線垂(chui)直;(2)需要(yao)安裝配(pei)套機械(xie)☁️設備，來(lai)檢測孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備是否(fou)安裝在(zai)管徑中(zhong)心的位(wei)置;(3)在固(gu)定孔闆(pan)流量🙇‍♀️儀(yi)表設備(bei)之後，需(xu)要檢測(ce)熱膨脹(zhang)性能，确(que)定熱膨(peng)脹不導(dao)緻輸送(song)管道和(he)流量儀(yi)表設備(bei)變形;(4)孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備.上下(xia)遊直管(guan)段的管(guan)徑應該(gai)一-緻,并(bing)且與👄流(liu)量儀表(biao)設備的(de)管徑配(pei)套,取🔞壓(ya)孔中心(xin)線需要(yao)與輸送(song)管道中(zhong)心線垂(chui)直,且平(ping)行于地(di)面。
4孔闆(pan)流量計(ji)量設備(bei)的計量(liang)誤差分(fen)析
4.1孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)總體的(de)誤差分(fen)析
　　在實(shi)際測量(liang)中,孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)測量誤(wu)差與随(sui)機誤🌏差(cha)、未😄定系(xi)統誤差(cha)和已定(ding)系統誤(wu)差關聯(lian)較爲🧡緊(jin)密。既可(ke)以通過(guo)修正系(xi)數來減(jian)弱随機(ji)誤差同(tong)時也可(ke)以運用(yong)多☔次測(ce)量取平(ping)均值的(de)方式做(zuo)出改善(shan),可以在(zai)很大程(cheng)度上減(jian)弱。所以(yi)一般僅(jin)考慮未(wei)定系統(tong)誤差。孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備計量(liang)誤差的(de)主要因(yin)素是流(liu)出系數(shu)C所引起(qi)的,在設(she)計、制造(zao)、安裝和(he)使用過(guo)程中會(hui)造成流(liu)出系數(shu)C産生偏(pian)差,并且(qie)這種偏(pian)差不能(neng)通過測(ce)量得到(dao)。在⛱️密度(du)、壓力等(deng)參數不(bu)變的情(qing)況下,孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備計量(liang)精度主(zhu)要取決(jue)于流出(chu)系數C。所(suo)以,國内(nei)外學者(zhe)對于流(liu)出系數(shu)做了大(da)量研♉究(jiu)。如輸送(song)管道形(xing)狀、内壁(bi)粗糙度(du)、圓度、節(jie)流件位(wei)置、輸送(song)管道的(de)幾何形(xing)狀、流💔體(ti)流動狀(zhuang)态等因(yin)素都會(hui)影響流(liu)出🤩系數(shu)C的大小(xiao)。
4.2安裝管(guan)理的誤(wu)差分析(xi).
　　孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)設計和(he)制造都(dou)嚴格執(zhi)行國家(jia)标✔️準,計(ji)量精度(du)基本能(neng)夠滿足(zu)目前生(sheng)産和生(sheng)活的需(xu)要。如果(guo)安裝和(he)🤞維修等(deng)措施不(bu)當,會大(da)大降低(di)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)計量進(jin)度。一般(ban)影響精(jing)度的安(an)裝情況(kuang)主要有(you)以下幾(ji)種:(1)孔闆(pan)經過較(jiao)長時間(jian)的使用(yong)之後,入(ru)口的銳(rui)利度✊可(ke)能會發(fa)生改變(bian),這會對(dui)♋計量精(jing)度造成(cheng)很大影(ying)響,另外(wai)😘随着不(bu)斷地使(shi)用,入口(kou)直角也(ye)會被磨(mo)💛損的十(shi)分嚴重(zhong),這些因(yin)素綜合(he)起來🚶會(hui)很大程(cheng)度影響(xiang)🚶‍♀️測量結(jie)果,甚至(zhi)可以🔴達(da)到79%;(2)構件(jian)的尺寸(cun)誤差也(ye)會對測(ce)量結果(guo)造成較(jiao)大影響(xiang)，例如⛹🏻‍♀️輸(shu)送管道(dao)的實際(ji)🛀尺寸和(he)計算所(suo)用的尺(chi)寸有較(jiao)大🏃‍♀️出入(ru)，流量計(ji)量設備(bei)和輸送(song)管道存(cun)在偏心(xin)、台階,前(qian)後流量(liang)計量設(she)備尺寸(cun)不統-.等(deng)因素。(3)安(an)裝位置(zhi)和加工(gong)精度存(cun)在不足(zu),例如取(qu)壓的位(wei)❗置不對(dui),焊縫突(tu)出,孔闆(pan)彎曲,輸(shu)送⛱️管道(dao)粗糙度(du)影響;(4)雜(za)物阻塞(sai)取壓管(guan)🔞,沉積物(wu)堆積在(zai).上流測(ce)量管和(he)端面上(shang);(5)計量結(jie)果會被(bei)不同類(lei)型的測(ce)量儀表(biao)和不同(tong)的管路(lu)❓配置影(ying)響，如果(guo)系統存(cun)在漏氣(qi)問題⭐，則(ze)會使傳(chuan)入變送(song)器的壓(ya)🌂差減小(xiao)，使儀表(biao)的示數(shu)顯示減(jian)小，導緻(zhi)流量值(zhi)偏小。而(er)流量計(ji)量設備(bei)本體和(he)下遊導(dao)壓管之(zhi)🔞間如果(guo)存☀️在這(zhe)些情況(kuang)，則會導(dao)緻流量(liang)值偏大(da)📐;(6影響孔(kong)闆流量(liang)🐕儀表設(she)備工作(zuo)質量的(de)重要因(yin)🐆素是信(xin)号管路(lu)和壓🏃‍♀️差(cha)變送器(qi),當壓差(cha)變送器(qi)或者信(xin)号管路(lu)的精度(du)較高時(shi)，就能大(da)大提高(gao)測量精(jing)度。但是(shi)當上述(shu)條件不(bu)能滿足(zu)時,流量(liang)測量結(jie)果的誤(wu)差就會(hui)非常大(da)。
4.3運行工(gong)況條件(jian)下的誤(wu)差
　　由于(yu)存在擾(rao)動和脈(mo)動、外界(jie)震動等(deng)不可控(kong)因素，在(zai)很多應(ying)用條件(jian)下,孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)的使用(yong)不符合(he)使用條(tiao)件時，就(jiu)會引起(qi)流體流(liu)動狀态(tai)的改變(bian),進而引(yin)發💛孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)運行工(gong)況下的(de)誤差。(I)短(duan)🔅時間内(nei)，當🥵流體(ti)流速變(bian)化幅度(du)較小時(shi)，不會引(yin)起脈⛷️動(dong)流。選用(yong)的儀表(biao)的測量(liang)量程如(ru)果在短(duan)時間内(nei)變化不(bu)明顯.就(jiu)容易産(chan)生誤差(cha)。但是在(zai)比較長(zhang)的測量(liang)時間内(nei)影響卻(que)可以忽(hu)略不計(ji),當測量(liang)參數超(chao)過流量(liang)計量設(she)備的量(liang)程時,測(ce)量誤差(cha)就會大(da)大增加(jia)。(2)脈動流(liu)是指流(liu)體的流(liu)速和壓(ya)力👄突然(ran)改變,會(hui)使✔️壓差(cha)🐕産生波(bo)動。輸氣(qi)輸👅送管(guan)道的積(ji)液、壓縮(suo)機的使(shi)用和調(diao)節閥的(de)突然開(kai)關都可(ke)☔能導緻(zhi)脈動流(liu)的産生(sheng)。脈動流(liu)對測量(liang)精度的(de)影響❄️包(bao)括原理(li)導緻的(de)不正确(que)🌂的根本(ben)因🏃‍♀️素和(he)脈動流(liu)産生額(e)外壓差(cha)的條件(jian)因素。
5孔(kong)闆流量(liang)計量設(she)備的改(gai)進方法(fa)
　　影響孔(kong)闆流量(liang)儀表設(she)備計量(liang)精度的(de)因素較(jiao)多.這些(xie)⛷️影響因(yin)❄️素可以(yi)消除或(huo)減弱。根(gen)據實際(ji)應用情(qing)況,提出(chu)如下的(de)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備改(gai)進措施(shi)。
5.1孔闆的(de)取壓方(fang)式
　　采用(yong)角接取(qu)壓法,角(jiao)接取壓(ya)的量程(cheng)是指上(shang)下遊取(qu)🌐壓🙇‍♀️中💰心(xin)到孔闆(pan)前後端(duan)距離的(de)二倍等(deng)于取壓(ya)孔直徑(jing)。角接取(qu)🌈壓法的(de)特點如(ru)下:(1)采用(yong)環室測(ce)量的方(fang)式進行(hang)測量;(2)在(zai)開口尺(chi)寸确定(ding)時，流量(liang)系🈚數不(bu)會發生(sheng)變化，使(shi)流量值(zhi)和壓差(cha)具有恒(heng)定的關(guan)系;(3)可以(yi)減小磨(mo)損所造(zao)成的測(ce)量誤差(cha)🈲;(4)在實際(ji)使用過(guo)程中,若(ruo)沒能正(zheng)确地确(que)定取壓(ya)位置,會(hui)導緻測(ce)量誤差(cha)的産生(sheng)⚽。
5.2孔闆流(liu)量儀表(biao)設備的(de)标定
　　将(jiang)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備與(yu)标定裝(zhuang)置連接(jie),針對相(xiang)應的🈲裝(zhuang)置分别(bie)🐕進行标(biao)定，隻有(you)做好裝(zhuang)置的标(biao)定,獲取(qu)🔆的數據(ju)才具有(you)可靠☁️性(xing)和真實(shi)性,以備(bei)使用。因(yin)此,做好(hao)孔闆流(liu)量儀表(biao)設備👉的(de)标定是(shi)後續計(ji)量環節(jie)的🐪基礎(chu)。當孔闆(pan)流量儀(yi)表設備(bei)進行标(biao)定時，測(ce)點應該(gai)不小于(yu)10個，且測(ce)量結果(guo)不少于(yu)3次，然後(hou)🙇‍♀️取平均(jun)值。以測(ce)量數據(ju)爲準,在(zai)雙對數(shu)坐标軸(zhou)中标注(zhu)出數據(ju)點,然後(hou)作壓差(cha)一流量(liang)曲線。
5.3脈(mo)動流的(de)改善措(cuo)施
(1)應該(gai)盡量選(xuan)擇小口(kou)徑的直(zhi)管段,使(shi)△p、β的雷諾(nuo)數保持(chi)較🐆高的(de)數值🔞。
(2)爲(wei)了減小(xiao)輸送阻(zu)力，應該(gai)使引壓(ya)管線盡(jin)量短，同(tong)時,爲了(le)防止産(chan)♻️生諧振(zhen)和壓力(li)脈動,應(ying)該使上(shang)下遊直(zhi)管段的(de)長度相(xiang)等。

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