摘要:孔闆流(liu)量計 是工業(yè)生産中最常(cháng)用的計量儀(yi)表之一。文章(zhang)闡述了孔闆(pǎn)流量🏃🏻儀表設(shè)備的計量原(yuan)理;從孔闆節(jie)流裝置、二次(cì)測量儀表和(he)信号引線方(fang)面介紹了目(mu)前孔闆流量(liàng)儀表的組成(cheng)和結構;分析(xī)了現有孔闆(pan)流量儀表設(shè)備的優缺點(dian)和安裝要點(diǎn)。從孔闆流量(liàng)儀表的整體(ti)誤差💋、安裝管(guǎn)理誤差和運(yùn)行工況下的(de)誤差🚩分析了(le)影響計量精(jing)度的因素。最(zuì)後提出了孔(kǒng)闆流量儀表(biao)設備的改㊙️進(jin)建議㊙️。
1孔闆流(liú)量儀表的計(jì)量原理
　　當流(liu)體流經孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備的孔闆時(shí)，橫截面積♻️減(jiǎn)♊小，速度☀️增加(jiā)，相應的壓強(qiáng)減小，并且減(jiǎn)小的程度與(yu)⁉️流動♻️狀态的(de)流體速度成(cheng)正比。所以可(ke)以通過檢測(ce)壓差來推算(suàn)流速,進而計(jì)算出流量。孔(kong)闆前後的壓(ya)差與🔞流量Q具(ju)有以下關系(xì):
 
　　式中:C-流出系(xi)數;d-開孔直徑(jìng);ε-可膨脹性系(xì)數;β-直徑比。
2孔(kong)闆流量儀表(biao)設備的組成(cheng)
　　孔闆流量儀(yí)表設備系統(tǒng)一般包括流(liu)量儀表設備(bei)本🔞體、二次儀(yí)表和流體組(zu)分分析系統(tong),其中的流體(tǐ)組分🍓分析系(xi)統具有檢測(ce)、計算、分析和(he)積算等功能(neng)。國家制定了(le)相關标準以(yi)利于保證流(liu)🙇🏻量計量檢測(ce)💜的正确率。
2.1孔(kǒng)闆節流裝置(zhi)
　　孔闆用以産(chan)生壓差，開孔(kong)尺寸必須嚴(yan)格按照規定(ding),是孔闆👅節🐅流(liu)裝置中最重(zhòng)要的結構,還(hái)有負責固定(dìng)🌂孔闆位置⭐的(de)孔闆加持器(qì)和上下遊直(zhí)管段;此外,還(hái)需要配置引(yin)壓管、對焊法(fǎ)蘭和💯直通式(shì)截止閥。隻有(you)孔闆節流裝(zhuāng)置完全符合(hé)行業标準,才(cái)可♉以滿足用(yong)✍️戶的使用要(yào)求，保證信号(hao)☎️的正确。
2.2二次(ci)測量儀表.
　　二(èr)次測量儀表(biao)用于測量流(liu)體溫度、靜壓(ya)和壓差等物(wu)性參數🏃。主要(yào)包括溫度測(ce)量儀、壓力測(ce)量儀、密度測(cè)量儀表、成分(fen)分析儀等儀(yí)表。
2.3信号引線(xiàn)
　　信号引線不(bu)是隻有電線(xiàn)，也可以由其(qi)他物質組成(chéng),不同物質傳(chuán)🐇遞的信号不(bú)同,控制電纜(lǎn)傳遞的是電(dian)🏒信号,而壓力(lì)信㊙️号一般由(you)無縫鋼管在(zài)二者之間傳(chuán)遞。(1)電信号引(yǐn)線，在檢測系(xì)統中💞需要用(yong)到很多電子(zǐ)儀表,電信⚽号(hao)引線的作用(yòng)就是使這些(xie)電⭕子儀表之(zhi)間的信息能(néng)夠正确、及時(shi)的傳遞。電線(xiàn)或電纜都可(kě)以作爲電信(xin)号引線的原(yuan)件,不過銅芯(xīn)線的效果最(zui)好。(2)引壓管線(xian),爲了使靜壓(ya)和壓差信号(hào)的折損最小(xiǎo)，無縫鋼管的(de)長度應該盡(jìn)量縮小。DN18和DN14無(wu)縫鋼.管較爲(wei)常見，這種🔴無(wú)縫鋼管可以(yǐ)及時響應靜(jing)壓和壓差的(de)變化,也能減(jiǎn)少洩露,不過(guo)對安裝技術(shu)的要求較高(gao)🚶‍♀️。
3孔闆流量儀(yí)表設備的特(te)點及安裝要(yao)點
3.1優點
(1)孔闆(pǎn)流量儀表設(she)備的适用性(xìng)比較廣,可以(yǐ)計量多種工(gong)🆚況下單💚相流(liu)動狀态的流(liu)量。(2)孔闆流量(liàng)儀表設備的(de).元件己經👈标(biāo)準化，無⛹🏻‍♀️須實(shi)流檢驗。(3)通過(guo)将網絡通信(xìn)技術、信息傳(chuan)導技術、電子(zǐ)⭐測量技術、智(zhi)能控制技術(shu)等新技術應(ying)用于智能變(bian)送器中，使孔(kong)闆流量🏃🏻儀表(biǎo)設備的計量(liàng)正确性💛、及時(shí)性、智能化大(dà)大提高♌。
3.2缺點(dian)
(1)孔闆流量儀(yi)表設備的測(cè)量量程比較(jiao)窄。(2)因爲壓力(lì)、溫度、長🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度☂️、密(mì)度等多種因(yin)素都會影響(xiǎng)流體流動狀(zhuang)态，并且孔闆(pan)流量儀表設(she)備間接測量(liàng)參數動态,計(jì)測量結果存(cun)在一定誤差(cha)。(3)孔闆流量計(ji)量設備的裝(zhuāng)置安裝條‼️件(jiàn)苛刻，安♍裝過(guo)程必須符合(hé)SY/T6143-1996标準。
3.3安裝要(yao)點
(1)孔闆流量(liàng)計量設備最(zuì)好安裝于水(shui)平輸送管道(dao)之上，并且與(yǔ)輸送管道軸(zhóu)線垂直;(2)需要(yào)安裝配套機(jī)械🔱設備，來檢(jian)測孔闆流量(liang)儀表設備是(shi)否安裝在管(guǎn)徑中心的位(wei)置;(3)在固定孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備之後，需(xu)要🈚檢測熱膨(péng)脹性能，确定(ding)熱膨脹不導(dao)緻輸送管道(dao)和流量儀表(biǎo)設備變形;(4)孔(kong)闆流量儀表(biao)設備.上下遊(yóu)直管段的管(guan)徑應該一-緻(zhi),并且與流量(liang)儀表設備的(de)管徑配套,取(qu)壓孔中心線(xian)需要與輸送(song)管道中心線(xian)垂直♍,且平行(háng)于地面。
4孔闆(pan)流量計量設(shè)備的計量誤(wù)差分析
4.1孔闆(pan)流量儀表設(she)備總體的誤(wu)差分析
　　在實(shí)際測量中,孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備測量誤(wù)差與随機誤(wu)差、未定系統(tong)誤差和已定(dìng)系統誤差關(guān)聯較爲緊密(mì)。既可以通過(guo)修❗正系數來(lai)減弱随機誤(wu)差同時也可(ke)以運用多次(ci)測量💃🏻取平均(jun)值的方式做(zuo)出改善,可以(yi)在很大程度(dù)上減弱。所以(yǐ)一般僅考慮(lǜ)未定系統誤(wu)差。孔闆流量(liàng)儀表設備計(jì)量誤差的主(zhu)要因素☂️是流(liú)出系數C所引(yǐn)起的,在設計(jì)、制造、安裝和(he)使用過💞程中(zhōng)會造成流出(chū)♊系數C産生偏(piān)差,并且這種(zhǒng)偏差不能通(tong)過測量得到(dao)。在📞密度、壓力(li)等參數不變(biàn)的情況下,孔(kǒng)闆流量儀表(biao)設備計量精(jīng)度主要取決(jué)于流出🈲系數(shù)C。所以,國内外(wài)學者對于流(liú)出系數做了(le)大量研究。如(rú)輸送管道形(xíng)狀、内壁🌍粗糙(cao)度、圓度、節流(liú)件位置、輸送(song)管道的幾何(hé)形狀、流體流(liú)動狀态等因(yin)素都會影響(xiang)流出系數C的(de)大小。
4.2安裝管(guǎn)理的誤差分(fen)析.
　　孔闆流量(liàng)儀表設備的(de)設計和制造(zao)都嚴格執行(háng)國家标準,計(jì)♊量⭐精度基本(běn)能夠滿足目(mu)前生産和生(sheng)活的需要。如(rú)果安裝和維(wei)修等措施不(bu)當,會大大降(jiàng)低孔闆流量(liang)儀表設備的(de)計量進😍度。一(yi)般影響精度(dù)的安裝情況(kuàng)主要有以下(xia)幾種:(1)孔闆經(jing)過較長時間(jiān)的使用之後(hòu),入口的銳利(lì)度可能會發(fā)生改變,這會(huì)對計量精度(dù)造成很大影(yǐng)響,另外随着(zhe)不斷地使用(yong),入🧑🏾‍🤝‍🧑🏼口直角也(ye)會被磨損的(de)十分嚴重,這(zhè)些因素綜合(he)起來會很大(da)程度影響☁️測(cè)量結果,甚至(zhì)可以達到79%;(2)構(gòu)件的尺寸誤(wù)差也會對測(cè)量結果造成(cheng)較大影響，例(li)如📱輸送管道(dào)的實際尺寸(cun)和⚽計算所用(yòng)的尺寸有較(jiao)大💯出入，流量(liang)計量設備和(he)輸送管道存(cún)在偏心、台階(jiē),前後流量計(jì)量設備尺寸(cùn)不統-.等🏃‍♀️因素(sù)。(3)安裝位置和(hé)加工精度存(cún)🧡在不足,例如(ru)取壓的位置(zhi)不對⭐,焊縫突(tū)出,孔闆彎曲(qu),輸送管道粗(cū)糙度影響;(4)雜(za)物阻塞取壓(ya)管,沉積物堆(dui)積在.上流測(ce)量管和端面(mian)上;(5)計量結果(guo)會被不同類(lèi)型的測量儀(yí)表和不同的(de)管路配置影(ying)響，如果系統(tong)存在漏氣問(wèn)題✂️，則會💜使傳(chuan)入變送⁉️器的(de)壓📞差減小，使(shi)儀表的示數(shu)顯示減小，導(dao)緻流量值偏(pian)小。而流量計(jì)量設備本體(tǐ)和下遊導壓(yā)管之間如果(guo)❄️存在這些情(qíng)況，則會導緻(zhi)流量值偏大(da);(6影響孔闆流(liu)量儀表設備(bèi)工作質量的(de)重要因素是(shì)信号管路和(he)壓差㊙️變送器(qi),當壓差變送(sòng)器或者信号(hào)管路的精度(du)較高時，就能(néng)大大提高測(cè)量精度。但是(shi)當👌上述條件(jiàn)不能滿足時(shi)♋,流量測量結(jié)果的誤差就(jiu)會非常大。
4.3運(yun)行工況條件(jian)下的誤差
　　由(you)于存在擾動(dòng)和脈動、外界(jiè)震動等不可(kě)控因素，在很(hěn)多🏃‍♀️應用條🏃🏻件(jian)下,孔闆流量(liàng)儀表設備的(de)使用不符合(hé)使用條件時(shi)，就會引起流(liú)體流動狀态(tai)的改變,進而(er)引發孔闆流(liu)量儀表✊設備(bèi)運🈲行工況下(xia)的誤差。(I)短時(shí)間内，當流體(tǐ)流速變化幅(fu)度較小時，不(bú)會引起脈動(dong)流。選用的儀(yí)表的測量量(liang)程如果在短(duǎn)時間内變✉️化(huà)不明顯.就容(rong)☀️易産生誤差(cha)。但是在比較(jiào)長的測量時(shí)間内影響卻(que)可🌈以忽略不(bu)計,當測量參(can)數超過流量(liang)計量設備的(de)量程時,測量(liàng)誤差就會大(da)大增加。(2)脈動(dòng)流是指流體(tǐ)的流速和壓(yā)力突然改變(bian),會使壓差産(chan)生波動。輸氣(qì)輸送管道的(de)積液、壓縮機(ji)的使用和❄️調(diao)節閥的突然(rán)開關都可能(néng)導緻脈動流(liú)的産生。脈動(dong)流對測量精(jīng)度的影響包(bao)括原理導緻(zhi)的不正确♈的(de)根本因素和(hé)脈動流産生(sheng)額外壓差🐆的(de)☎️條件因素。
5孔(kong)闆流量計量(liang)設備的改進(jìn)方法
　　影響孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備計量精(jīng)度的因素較(jiao)多.這些😄影響(xiang)因素可以消(xiao)除或減弱。根(gēn)據實際應用(yong)情況♊,提出如(ru)下的孔闆流(liu)量儀表設備(bèi)改進措施。
5.1孔(kǒng)闆的取壓方(fāng)式
　　采用角接(jiē)取壓法,角接(jie)取壓的量程(cheng)是指上下遊(you)取💁壓中心到(dao)孔闆前後端(duan)距離的二倍(bei)等于取壓孔(kong)直徑。角接取(qu)♈壓法⭐的特點(diǎn)如下:(1)采用環(huan)室測量的方(fang)式進行測量(liàng);(2)在開口尺寸(cun)确定時，流量(liang)系數不會發(fā)生變化，使流(liu)量值和壓差(cha)具有恒定的(de)關系㊙️;(3)可以減(jian)小磨損所造(zào)成😍的測量誤(wù)差🎯;(4)在實際使(shi)用✌️過程中,若(ruo)沒能正确地(dì)确定取壓位(wèi)置,會導緻測(cè)量誤差的産(chǎn)生。
5.2孔闆流量(liang)儀表設備的(de)标定
　　将孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備與标定裝(zhuang)置連接,針對(duì)相應🐇的裝置(zhi)分别🆚進行标(biāo)定，隻有做好(hao)裝置的标定(ding),獲取的數據(jù)才具有可靠(kào)🈲性和真實性(xìng),以備使用。因(yin)此,做好孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備的标定是(shì)後續計量環(huán)節的基礎。當(dang)孔⛱️闆流量儀(yi)表設備進行(hang)标定時，測點(diǎn)應該🧑🏽‍🤝‍🧑🏻不小于(yú)10個，且㊙️測量結(jie)果不少于3次(ci)，然後取平均(jun1)值。以測量數(shu)據爲準,在雙(shuang)對數坐标軸(zhóu)中标注出數(shù)據點,然後作(zuo)壓差一流量(liàng)曲線。
5.3脈動流(liu)的改善措施(shi)
(1)應該盡量選(xuan)擇小口徑的(de)直管段,使△p、β的(de)雷諾數保持(chi)較高的數🔴值(zhí)。
(2)爲了減小輸(shū)送阻力，應該(gāi)使引壓管線(xian)盡量短，同時(shi),爲了防止産(chan)💔生諧振和壓(yā)力脈動,應該(gai)使上下遊直(zhi)🌍管段的長👄度(du)相等。

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