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论文中心 - 80.新型差压流量计的结构与性能研究
文件名称： 80.新型差压流量计的结构与性能研究
更新日期： 2020-11-30 10:42:09
文件大小： 890343 Byte
下载次数： 45
简介： 摘 摘 要：尽管流量计的种类有一百种，但由于被测流体的复杂性、要求的多样性和使用条件的特殊性，直到现在仍
有很多流量测量任务，未能实现满意的测量。为此，研究者还在坚持不懈地努力，开发新型的流量计或改
进现有的产品。本文所述的四种新型差压流量计中，双量程差压流量计，采用增设低量程差压变送器的方
法，提高量程低端的差压测量准确度，从而提高量程低端流量测量准确度，扩大量程比。双向孔板流量计，
是采用孔板不削斜角等方法，实现双向流量测量。湿气体流量计，是采用偏心孔板和弃用针形阀三阀组等
方法，消除积液带来的误差。耐腐蚀弯管流量计，是采用新型氟塑料喷涂的方法，提高耐腐蚀能力，并用
吹气和弯管管外伴热保温的方法防止介质的结晶和自聚，从而提高系统的可靠性和延长使用寿命。
关键字：新型流量计 双量程流量计 双向孔板流量计 湿气体流量计 耐腐蚀 介质结晶 自聚
Research on structure and performance of the new differential pressure flowmeter
Abstruct: Although there are more than one hundred kinds of flow meters, due to the complexity of the fluid, the diversity of
requirements and the particularity of the conditions of use, many flow measurement tasks have not yet achieved satisfactory
results. For this purpose, researchers are working hard to develop new flow meters or to improve existing products. Four
new differential pressure flow meters described in this paper, adding a low-range differential pressure transmitter in the
dual-range differential pressure flowmeter to improve the differential pressure measurement accuracy in the low range,
thereby improving the accuracy of the low-range flow measurement and expanding the turndown ratio. The two-way orifice
flowmeter is a two-way flow measurement by using a plate without cutting the bevel. The wet gas flowmeter uses a method
such as an eccentric orifice plate and a disposable needle valve three-valve to eliminate the error caused by the liquid
accumulation. Corrosion-resistant elbow flowmeter use new fluoroplastic coating method to improve corrosion resistance,
and prevent crystallization and self-polymerization of medium by blowing air and heat insulation outside the pipe, thereby
improving system reliability and prolonging service life.
Key words: new flowmeter dual range flowmeter two-way orifice flowmeter wet gas flowmeter
corrosion-resistant medium crystallization self-polymerization
1. 引言
在流量测量中，由于被测流体的复杂性，要求的多样性，使用条件的特殊性。尽管现在流量计
的种类已有一百种，但在使用现场仍有许多测量任务找不到满意的流量计，于是工程师们还在不断
研究和改进，推出新型流量计。
差压式流量计是历史最悠久，使用最广泛，积累的资料最丰富的一类流量计。其中，标准孔板、
喷嘴和文丘里管差压装置，已经实现标准化，无需实流标定就能获得规定的准确度 [1][2] 。
在标准差压流量计之外，又陆续出现了几十种非标差压流量计，它们都是为了弥补标准差压流
量计的不足而开发的。其中有的能解决低雷诺数问题；有的能解决介质脏污问题；有的能解决微小
流量问题；有的能解决低压损问题 [3] ……。改进还在继续，下面所举的四个例子，就是近十年以来，
差压式流量计改进的新成果中的一部分。在本文所述的几项成果中，差压装置是以前就有的，只是
在系统结构上做了某些改进，但实际效果是显著的。
2. 双量程差压流量计
2.1 双量程差压流量计工作原理
差压式流量计（除线性孔板之外）有它固有的缺陷，即范围度不够理想，这主要是由其测量原
理决定的。
差压流量计的一般表达式为：
1
2
1
4
2
1
4
＆#61554; ＆#61541;
＆#61538;
＆#61552;
p d
C
q m ＆#61508;
＆#61485;
＆#61620; ＆#61501;
（1）
 2
式中：q m 为质量流量，kg / s；C 为流出系数； ε 1 为节流件正端取压口平面上的可膨胀性系数；d
为工作条件下节流件的开孔直径，m； Δ p 为差压，P a ； ρ 1 为节流件正端取压口平面上的流体密度，
kg / m 3 ； β 为直径比，β= d / D；D 为管道内径，m。
由式（1）可知 [1] ，流量 q m 与差压ΔP 的平方根成正比。因此，当 q m =10%q mmax 时，差压ΔP 仅
为 差压上限ΔP max 的 1%。
现在差压式流量计中所配用的差压变送器，大多已达到 0.04 级。不少人以为 0.04 级差压变送
器就能获得 0.04%的差压测量不确定度，已达到足够的测量精确度。其实不然，因为差压变送器的
精确度等级是用引用误差表示的，只有在满量程附近才能得到最小的不确定度，而且测量值（MV）
越低，不确定度越大。例如在ΔP=1%ΔP max 这一点，不确定度增大到满量程时不确定度的 100 倍。
所以，在相对流量很小时，差压测量不确定度就成为流量测量系统的不确定度的决定因素 [4] 。
为了提高流量量程低端的测量精确度，必须大大提高低差压段的差压测量精确度，其中较为省
力、有效的方法是增设一台低量程差压变送器，组成双量程差压流量计 [5-6] 。
例如有一气体流量测量对象，最大流量 100t/h，最小流量 3t/h。对此，高量程差压变送器选用
0.04 级中差压变送器，测量范围 0～100kPa，低量程差压变送器选用 0.04 级低差压变送器，测量范
围设定为 0～3 kPa。这样，两台变送器在智能二次表的指挥下，自动切换，相互配合，在流量量程
3~100%范围内，能达到 1%的流量不确定度。
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