摘要(yao)：主要介(jie)紹差壓(yā)式流量(liàng)計 的工(gong)作原理(li)和在實(shi)際應用(yong)中常見(jiàn)的幾種(zhǒng)安裝方(fāng)式，針對(duì)🔴流量計(ji)不同安(ān)裝方式(shi)和壓力(lì)引出類(lei)型産生(sheng)零點誤(wù)差的主(zhǔ)要原因(yīn)進行分(fèn)析，得出(chu)相應的(de)零點修(xiu)正計算(suan)公式提(tí)高差壓(yā)式流量(liàng)計的數(shu)據正确(què)性。
0引言(yan)
　　差壓式(shì)流量計(ji)是一種(zhong)在工業(yè)領域被(bei)廣泛應(yīng)用的流(liu)量計量(liang)器✌️具，在(zài)面對不(bú)同測量(liàng)對象和(hé)測量工(gong)況時需(xu)要進行(háng)安裝方(fāng)式的🏃🏻‍♂️适(shì)應性選(xuǎn)擇,适當(dāng)的安裝(zhuāng)方式可(ke)确保使(shǐ)用者獲(huò)得真實(shi)的流量(liàng)值。在實(shi)際工作(zuò)中,差壓(yā)式流量(liàng)計會遇(yu)到檢修(xiū)及部件(jiàn)更換等(deng)情🌈況，原(yuán)流量計(ji)的零點(dian)修正🥰方(fāng)法無法(fǎ)适☀️用于(yú)新流量(liàng)計,需要(yao)進行有(yǒu)針對性(xing)的零點(diǎn)🚩修正，消(xiāo)除因維(wéi)修和更(geng)換帶來(lái)的零點(dian)誤差。
1差(cha)壓式流(liú)量計的(de)工作原(yuán)理
　　差壓(yā)式流量(liàng)計是一(yi)種測定(dìng)流量的(de)儀器，其(qí)工作原(yuán)🏃🏻‍♂️.理都是(shi)基🔅于封(fēng)閉管道(dao)中流體(ti)質量守(shǒu)恒(連續(xu)性方程(cheng))和能量(liang)守恒♻️(伯(bo)努利方(fāng)程)定律(lü)。它是利(li)用流體(tǐ)流經節(jie)流裝置(zhì)時所産(chan)生的壓(ya)力🏃🏻‍♂️差與(yǔ)流量之(zhi)間存在(zài)一定關(guan)系的原(yuán)理,通過(guò)測量壓(yā)差來實(shí)現流量(liang)測定🔴。
充(chōng)滿管道(dào)的流體(ti)流經管(guǎn)道内的(de)節流元(yuán)件時造(zào)成流束(shù)局👌部收(shōu)縮,使管(guan)中心流(liu)體流速(su)發生變(biàn)化，其靜(jing)壓力也(ye)随之變(bian)化。流量(liang)Q的計算(suàn)公式如(ru)下。
 
　　式中(zhong):Qʋ體積流(liu)量;C爲流(liú)出系數(shu);Ɛ爲可膨(peng)脹系數(shu);A爲節流(liu)件🔞開孔(kong)截面積(jī);△P爲節流(liú)裝置輸(shu)出的壓(yā)差;β爲直(zhi)徑比;ρ1爲(wèi)被測流(liú)體的🔞密(mi)度。
2差壓(ya)式流量(liàng)計的壓(yā)力引出(chū)方式及(ji)優缺點(dian)
　　差壓式(shi)流量計(jì)的壓力(lì)引出方(fāng)式主要(yao)由差壓(ya)傳感器(qì)要🥰求🔞、被(bèi)測介質(zhi)物化性(xing)質決定(dìng),主要包(bao)含毛細(xì)管導壓(yā)和管㊙️線(xian)導壓2種(zhǒng)方式,2種(zhǒng)導壓方(fāng)式在工(gong)業應用(yong)上各有(you)優勢。
2.1毛(máo)細管導(dǎo)壓
　　毛細(xi)管導壓(yā)是一種(zhong)無接觸(chù)的壓力(li)引出方(fang)式，須在(zai)取壓💘點(diǎn)安裝導(dao)壓法蘭(lan)，導壓法(fa)蘭與毛(máo)細管的(de)膜盒法(fa)蘭通過(guò)螺栓相(xiang)連,膜片(piàn)外側與(yǔ)被測介(jie)質直接(jie)接觸，膜(mó)片内側(cè)與毛細(xì)管内部(bù)充滿矽(xī)油,矽油(yóu)被密封(feng)在由膜(mo)片、毛細(xì)管和👈差(chà)壓傳感(gan)器壓力(lì)腔室所(suǒ)形成☁️的(de)空間内(nèi),利用液(ye)體的可(ke)壓縮性(xìng)小的特(tè)點進行(háng)壓力的(de)無損傳(chuan)🌈遞。
　　這種(zhong)壓力引(yin)出方式(shì)被測介(jie)質與差(cha)壓傳感(gǎn)器無需(xū)直接🐕接(jiē)觸🔱，可對(dui)傳感器(qì)起到有(yǒu)效保護(hu)。使用者(zhě)可根據(jù)被測介(jie)質的毒(du)性‼️、腐蝕(shí)💔性、易凝(níng)固性、易(yì)結晶性(xìng)和酸堿(jiǎn)度☎️進行(hang)膜片選(xuan)擇來滿(man)足使用(yong)要求。但(dan)使用的(de)變送器(qi)價格昂(áng)貴,膜片(piàn)使用過(guò)🔴程中維(wei)護要求(qiu)高，在設(shè)備轉運(yun)過程中(zhong)需要加(jiā)強對膜(mó)片的保(bǎo)護,膜片(pian)在受到(dao)尖銳物(wù)體♋觸碰(pèng).或受力(li)不均時(shi)極易損(sun)壞，導緻(zhi)壓差值(zhi)測✨量失(shī)真。
2.2管線(xiàn)導壓
　　管(guan)線導壓(yā)是一種(zhǒng)接觸式(shi)的壓力(lì)引出方(fang)式，該方(fāng)式下使(shi)用的♉變(biàn)送器無(wu)特定附(fù)屬管線(xiàn),要求管(guan)線直徑(jing)在8~12mm,管線(xian)長度在(zài)45m以内♊。變(biàn)送器高(gao)低壓腔(qiāng)室位置(zhì)預留接(jie)口，使用(yòng)時通過(guo)儀表管(guan)等管線(xian)将被測(cè)介質引(yin)入傳感(gan)器的高(gāo)低壓腔(qiang)内,差壓(yā)傳感器(qi)再檢📧測(ce)2個腔室(shì)♌所産生(shēng)的壓差(cha)。該種方(fang)式被測(ce)介質與(yǔ)差壓傳(chuan)感器直(zhi)接接觸(chu),在使🌂用(yòng)時需要(yào)根據被(bei)測介質(zhi)的物理(li)、化學性(xìng)質對差(cha)壓變送(song)器和壓(yā)力引出(chū)管線的(de)材質進(jin)行選擇(ze),避免使(shǐ)用過🈲程(cheng)中因腐(fǔ)蝕、介質(zhì)結晶和(hé)介質☔凝(níng)固等原(yuán)因導緻(zhì)流量計(ji)無法測(cè)量或 差(cha)壓變送(sòng)器 損壞(huai)，該類型(xíng)的差壓(yā)變送器(qì)價格相(xiàng)對便宜(yí)，且導壓(ya)管線😄敷(fu)設☔距離(li)長,相比(bi)毛細管(guǎn)導壓來(lái)說靈活(huó)性強，适(shì)用🤩範圍(wei)廣。
3差壓(ya)式流量(liàng)計的安(an)裝方式(shì)
3.1水平安(an)裝上部(bù)引壓
　　節(jie)流裝置(zhì)水平安(ān)裝,節流(liu)元件與(yǔ)管道的(de)同軸度(du)控💚制在(zai)1°誤差❤️内(nei)，節流元(yuan)件前至(zhi)少要保(bao)證有大(dà)于10倍管(guan)徑的直(zhí)管段，節(jiē)流元件(jian)後至少(shao)有大于(yú)5倍管徑(jìng)的直管(guan)段,節流(liú)元件兩(liǎng)端壓力(lì)從兩端(duan)管線上(shang)部引出(chū),差壓變(bian)送器🧑🏾‍🤝‍🧑🏼安(ān)裝位置(zhi)要高于(yu)節流元(yuán)件的位(wei)置高度(dù),導壓管(guan)線盡可(ke)能短(見(jiàn)圖1)。主要(yao)适用于(yú)🤞所測介(jiè)質爲氣(qi)體和純(chun)液體👨‍❤️‍👨2種(zhǒng)介質,被(bei)測介💃🏻質(zhi)沿水平(ping)方向流(liu)過節流(liu)元件後(hòu)形成壓(yā)差，節流(liú)元件兩(liǎng)端壓差(chà)從管線(xiàn)上🧑🏾‍🤝‍🧑🏼部取(qǔ)壓點傳(chuán)輸至差(cha)壓變送(sòng)器的壓(ya)力腔室(shì)被測💘量(liàng)。
 
3.2水平安(ān)裝底部(bù)引壓
　　節(jiē)流裝置(zhì)水平安(ān)裝,節流(liu)元件兩(liǎng)端壓力(lì)從兩端(duan)管線底(dǐ)部引出(chū),差壓變(biàn)送器安(an)裝位置(zhi)要低于(yu)節流元(yuán)件的🐇位(wèi)置高度(du)💯,同時也(yě)要求導(dǎo)壓管線(xiàn)盡可能(neng)短。主要(yào)适用于(yu)各類液(ye)體介質(zhì),被測介(jiè)質沿水(shui)平方向(xiang)流過節(jiē)流元件(jian)後形成(chéng)壓差,介(jiè)質壓差(cha)從管♻️線(xiàn)底部取(qu)壓點傳(chuán)輸至📞差(chà)壓變送(song)器的壓(yā)力腔室(shi)後被變(bian)送器測(ce)量。此種(zhong)方式下(xià)的液體(ti)介質可(ke)夾雜氣(qi)體,在流(liú)動過程(cheng)中導✏️壓(yā)管線内(nei)的氣🥰體(ti)會逐步(bù)析出，高(gao)低壓兩(liǎng)段管線(xiàn)内介質(zhì)趨于穩(wěn)定後不(bú)産生液(yè)柱差,對(dui)流體壓(ya)差測量(liang)不産生(sheng)影響。
3.3水(shuǐ)平安裝(zhuang)斜上0°~45°引(yǐn)壓
　　節流(liú)裝置水(shuǐ)平安裝(zhuāng),節流元(yuan)件兩端(duan)壓力從(cong)兩端管(guǎn)線上部(bu)0°~45°夾角✍️範(fan)圍内的(de)位置引(yǐn)出,導壓(yā)管線要(yao)求轉角(jiao)位置爲(wèi)🔞圓角,主(zhǔ)要适用(yong)于蒸汽(qì)類介質(zhì)的流量(liang)測量。高(gao)溫蒸汽(qì)進入導(dao)壓❄️管後(hòu)遇到環(huan)境低溫(wen)時會有(yǒu)🏃🏻‍♂️冷凝液(ye)體産生(shēng),冷凝液(yè)體會沿(yán)斜管線(xian)回🔴流到(dào)主管㊙️流(liu)程中。因(yīn)此,水平(ping)安裝狀(zhuàng)态下從(cong)斜上🙇‍♀️0°~45°夾(jia)角範圍(wéi)内引出(chu)壓力,對(duì)蒸汽類(lèi)流體流(liú)量🐪測量(liàng)最合适(shì)。
3.4垂直安(ān)裝側面(miàn)引壓
　　節(jiē)流裝置(zhi)垂直安(ān)裝,流體(tǐ)從下往(wang)上流經(jing)節流元(yuan)件後🔆産(chǎn)生壓差(cha)，安裝時(shí)要求差(cha)壓變送(sòng)器位置(zhì)要低于(yu)下端取(qu)壓💋點高(gao)度。主要(yao)适用于(yu)流體介(jie)質爲多(duō)相流🍓，多(duo)相混合(he)且比例(lì)不固定(ding)的場♉景(jǐng)時垂直(zhi)流動不(bu)會在測(ce)量位置(zhì)産生分(fen)層。例如(ru)，原油生(sheng)産平台(tái)的油井(jǐng)🌈産出中(zhōng)包含有(you)油、氣、水(shuǐ)三相，在(zài)水平安(an)裝方式(shi)下因分(fèn)層的原(yuan)因導緻(zhi)水平流(liú)動介質(zhi)分離的(de)情況下(xia)無❄️法準(zhun)确測量(liàng),在垂直(zhi)安裝過(guò)程中能(néng)夠保證(zheng)多相流(liu)💘體始終(zhong)處于混(hùn)合紊流(liú)狀态，所(suǒ)産生的(de)壓差能(néng)更真實(shí)反映實(shí)際流量(liang)。
4差壓式(shi)流量計(ji)零點誤(wu)差産生(sheng)原因及(ji)修正方(fang)法
　　差壓(yā)式流量(liang)計在不(bú)同的安(an)裝方式(shi)和引壓(ya)類型組(zu)合下适(shi)用于不(bú)同流體(ti)介質,針(zhēn)對不同(tong)情形下(xià)産生的(de)誤🏒差需(xū)🔞要用不(bu)同方法(fa)進行修(xiū)正。
4.1水平(ping)安裝時(shí)
　　差壓式(shì)流量計(ji)采用水(shui)平安裝(zhuang)方式時(shi),根據流(liú)體介👅質(zhì)特性選(xuǎn)擇合适(shi)的導壓(ya)方式可(ke)合理避(bi)免零點(dian)誤差的(de)出現。尤(yóu)其在選(xuǎn)用毛細(xì)管作爲(wèi)導壓方(fāng)式時,因(yin)不存在(zài)管線液(yè)⁉️柱壓力(li)🏃🏻‍♂️,所以無(wú)需進行(hang)修正。而(er)采用管(guǎn)線作爲(wèi)導壓管(guan)時，兩側(cè)導壓管(guǎn)處于等(děng)高位，穩(wěn)定運行(hang)後兩側(ce)📧管線介(jiè)質趨于(yú)一緻而(ér)無🐕零點(dian)壓差存(cún)⭐在。水平(ping)安裝時(shi)須在管(guan)線完全(quan)排空的(de)前提下(xia)将變送(song)器進行(hang)零點标(biao)定，同時(shí)在導壓(yā)管底部(bù)設置排(pái)放閥門(men),定期排(pái)出導壓(ya)管線内(nei)的積液(ye)、雜質等(deng)，避免管(guan)🌂線堵塞(sāi)。
4.2垂直安(an)裝且使(shi)用毛細(xì)管導壓(yā)時
　　差壓(yā)式流量(liàng)計采用(yòng)垂直安(ān)裝且使(shi)用毛細(xì)管進行(háng)㊙️導壓時(shi)，需要🈲進(jìn)行零點(dian)修正。如(rú)圖2所示(shì)，節流元(yuan)件兩端(duān)壓力主(zhu)要作用(yòng)于H/L兩個(ge)導壓點(diǎn)的導壓(ya)法蘭膜(mó)片,毛細(xì)管導壓(ya)特性使(shǐ)得H/L的安(ān)裝位置(zhì)與變送(song)器的安(ān)裝位置(zhi)均不影(ying)響在空(kong)管情況(kuang)下的零(ling)點🔴變化(hua)。在使🍓用(yong)過程中(zhong),管線内(nei)會充滿(mǎn)被測介(jie)質，此時(shi)H/L兩個導(dao)壓點會(hui)受到管(guǎn)線内液(ye)柱的壓(yā)力🐅影響(xiang)。相對于(yu)L導壓點(dian)來說,H導(dao)壓點在(zai)受管線(xiàn)内部壓(yā)力外,還(hái)承受高(gāo)度爲h的(de)被測介(jiè)質靜壓(yā),因此在(zai)使用該(gai)變送🛀器(qì)💯壓差進(jìn)行流量(liang)轉換時(shi)須将液(ye)柱靜壓(yā)切除,具(ju)體切除(chu)值💔爲:
 
　　式(shi)中:△P爲最(zui)終實際(jì)壓差值(zhi);△P'爲變送(song)器測量(liàng)差壓;ρ爲(wèi)當前被(bèi)測介質(zhì)的實際(ji)密度;g爲(wei)重力加(jia)速度;h爲(wei)差壓變(biàn)😘送器導(dǎo)壓點高(gao)👣度差。
　　通(tōng)過上述(shu)公式進(jìn)行零點(dian)修正後(hou)，準确切(qie)除了零(líng)點☔誤差(cha),流量計(ji)測量的(de)值真實(shí)可靠。
 
4.3垂(chuí)直安裝(zhuang)且選用(yòng)管線導(dao)壓時
　　差(chà)壓式流(liu)量計采(cai)用垂直(zhi)安裝且(qie)選用管(guǎn)線導壓(yā)時，管道(dao)中的介(jiè)質會通(tong)過導壓(yā)點進入(rù)H/L兩端的(de)導壓管(guan),此時要(yao)求📱差壓(yā)變送器(qi)安裝位(wèi)置要低(dī)于H端或(huò)與H端同(tong)高,因差(chà)壓變🤞送(song)器在安(ān)裝位❗置(zhì)介于💛H和(he)L導壓點(dian)之間或(huo)高于L端(duān)位置時(shí)會出現(xian)兩💰側導(dao)壓管内(nei)填充的(de)🔞介質形(xing)态不一(yī)緻,從而(ér)導緻安(an)裝後無(wu)法使用(yong)公式進(jìn)行有效(xiao)的零點(dian)修正。
　　以(yǐ)變送器(qì)安裝位(wei)置與H端(duān)同高爲(wei)例(見圖(tú)3)，在H端變(biàn)送器同(tong)高且排(pái)空總管(guan)的情況(kuàng)下,H端不(bú)受導壓(ya)管内部(bù)🔴介質的(de)液柱靜(jing)壓影⭕響(xiang),在L端則(zé)因導壓(yā)管從高(gao)處引🤩至(zhi)低處,在(zài)介質流(liú)動過程(chéng)中導壓(ya)管内部(bu)被流體(tǐ)介質逐(zhu)漸充滿(mǎn)，且相對(duì)🐉主管内(nèi)流動的(de)介質來(lai)說，導壓(yā)管内部(bù)的介質(zhì)是處于(yú)相對靜(jing)置的狀(zhuàng)🔞态，在多(duo)相流情(qing)況下進(jin)行三相(xiàng)分離，直(zhí)至管線(xian)内介質(zhi)物理性(xing)質⭐趨于(yu)穩定。因(yin)此在㊙️使(shǐ)用管線(xian)導壓時(shi)，差壓變(bian)送器在(zài)✔️排🤟空主(zhu)管線内(nei)介質👣的(de)情況下(xia),H端壓力(li)❤️爲0,L端則(zé)到受管(guan)内液柱(zhù)👅的壓力(lì)影響,産(chan)生ρ1gh的液(ye)柱靜壓(yā),因此在(zài)空管情(qing)況下差(cha)壓變送(song)器的壓(yā)力爲:
 
　　式(shi)中:△P爲空(kōng)管情況(kuang)下變送(song)器差壓(yā);ρ1爲導壓(yā)管内穩(wen)定🈲後密(mi)✂️度;g爲⛷️重(zhòng)力加速(su)度;h爲差(cha)壓變送(song)器H/L導壓(yā)點的高(gao)度差。
 
　　在(zài)将流體(tǐ)導入主(zhǔ)管線時(shi)，介質在(zài)主管線(xian)中自下(xia)而上流(liu)🔆動,H導壓(ya)點除受(shòu)管線内(nèi)部介質(zhi)攜帶的(de)壓力外(wài)，還承受(shòu)主管線(xian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻内高度(du)爲h的被(bèi)測液柱(zhu)靜壓。此(ci)時,在不(bú)考慮L端(duan)液柱靜(jìng)壓時,實(shí)際壓差(cha)值爲測(cè)量壓差(cha)和主管(guan)線液柱(zhù)靜壓之(zhī)♈差,與毛(máo)細管的(de)導壓方(fang)式相同(tong)。再将L端(duān)的導壓(yā)管内液(ye)柱壓力(li)考慮進(jin)🔞計算公(gōng)式,實際(ji)壓力爲(wèi):
 
　　式中:△P爲(wei)最終實(shi)際壓差(cha)值;△P´爲變(bian)送器測(ce)量壓差(cha);ρ爲當前(qian)被測💔介(jie)質🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的實(shi)際密度(dù);ρ1爲導壓(yā)管内穩(wěn)定後密(mì)度❤️;g爲重(zhòng)力加速(sù)度;h爲差(chà)壓變送(song)器導壓(ya)點高度(dù)差。由此(cǐ)可以得(dé)出，同爲(wèi)垂直安(an)裝的流(liu)量計在(zai)🎯使用不(bú)同導壓(yā)類别時(shi)進行的(de)修正方(fang)式存在(zai)區别。
5結(jié)束語
　　差(chà)壓式流(liú)量計的(de)關鍵參(cān)數就是(shi)節流裝(zhuāng)置前後(hòu)的壓差(chà)值🚶,差壓(yā)變送器(qì)的零點(diǎn)修正不(bú)正确，會(huì)導緻測(cè)量值出(chu)現安裝(zhuang)誤差,無(wu)法通過(guò)多次測(ce)量來消(xiāo)除。可在(zai)安裝📞時(shi)根據節(jie)流元😍件(jiàn)安裝🌏方(fāng)式、現場(chǎng)導壓方(fāng)式、變送(sòng)器安♉裝(zhuang)位置進(jin)行修正(zheng)，修正後(hou)的壓☎️差(cha)值使用(yòng)轉換公(gōng)式計算(suàn)得到正(zheng)确流量(liàng)值。

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