摘要:孔闆流(liu)量計 是工業(yè)生産中最常(chang)用的計量儀(yí)表之一。文章(zhang)闡述了🌈孔📐闆(pan)❗流量🌈儀表設(she)備的計量原(yuán)理;從孔闆節(jie)流裝置、二次(ci)測🚶量儀表和(he)信号引線方(fāng)面介紹了目(mu)前孔♈闆流量(liàng)儀表的組成(cheng)和結構;分析(xi)了現有孔闆(pǎn)流量儀表設(shè)備的優缺點(diǎn)和安裝要點(dian)。從孔闆流量(liang)儀表的整體(tǐ)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(jīng)度的因素。最(zui)後提出了孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備的改進(jin)建議。
1孔闆流(liú)量儀表的計(jì)量原理
　　當流(liú)體流經孔闆(pan)流量儀表設(she)備的孔闆時(shi)，橫截面🆚積減(jian)小，速度增加(jiā)，相應的壓強(qiang)減小，并且減(jian)小的程度與(yu)流動🛀🏻狀态的(de)流👈體速🤩度成(chéng)正比。所以可(ke)以通過檢測(cè)壓差來推✨算(suan)流速,進而計(ji)算出流量。孔(kǒng)闆前後的壓(ya)差與流量Q具(jù)有以下關系(xì):
 
　　式中:C-流出系(xì)數;d-開孔直徑(jing);ε-可膨脹性系(xi)數;β-直徑比。
2孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備的組成(cheng)
　　孔闆流量儀(yi)表設備系統(tǒng)一般包括流(liú)量儀表設備(bèi)本體、二🌈次儀(yi)表和流體組(zu)分分析系統(tǒng),其中的流體(tǐ)組分分析系(xì)統具有檢測(ce)、計算、分析和(hé)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(kong)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(liú)裝置中最重(zhòng)要的結構,還(hái)有負責固定(ding)孔闆🚩位置的(de)孔闆加持器(qì)和上下遊直(zhi)管段;此外,還(hái)需要配置引(yǐn)壓📞管、對焊法(fǎ)蘭和直通式(shi)☂️截止閥。隻有(yǒu)孔闆節流裝(zhuang)置完全符合(hé)行業标準,才(cai)可以滿足用(yòng)‼️戶的使用要(yào)求，保證信号(hao)的正确。
2.2二次(cì)測量儀表.
　　二(èr)次測量儀表(biǎo)用于測量流(liu)體溫度、靜壓(yā)和壓差等物(wù)🐇性參數。主要(yào)包括溫度測(ce)量儀、壓力測(cè)量儀、密度♉測(ce)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(qí)他物質組成(cheng),不同物🤩質傳(chuan)遞的信号不(bú)同,控制電纜(lǎn)傳遞的是電(diàn)信号,而壓力(lì)信号一般由(yóu)⛷️無縫鋼管在(zai)二者之間傳(chuán)遞。(1)電信号引(yǐn)線，在檢測系(xi)統中需要用(yòng)到很多電子(zǐ)儀表,電信号(hào)引線的作用(yong)就是使這些(xie)電子儀表之(zhi)間的信息能(neng)夠正确、及時(shi)😄的傳遞。電線(xian)或電纜都可(ke)🔅以作爲電信(xìn)号引線的原(yuan)件,不過銅芯(xīn)線的效果最(zuì)好。(2)引壓管線(xian),爲了使靜壓(yā)和壓差信🙇🏻号(hao)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(wú)縫鋼.管較爲(wèi)🐪常見，這種無(wú)縫鋼管可📱以(yi)及時⛹🏻‍♀️響應靜(jìng)壓和壓差的(de)變化,也能減(jian)少洩露,不過(guo)對安裝技術(shu)的☂️要求較高(gao)。
3孔闆流量儀(yi)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(yi)計量多種工(gong)🌈況下單相流(liu)動狀态的流(liu)量。(2)孔闆流量(liang)儀表設備的(de).元件🆚己經🤞标(biāo)準化，無須實(shí)流檢驗。(3)通過(guo)将網絡通信(xin)技術、信息🔴傳(chuán)導技術、電子(zi)測量技術、智(zhi)能控制👈技術(shù)等新技術應(ying)用于智能變(biàn)送器中，使孔(kǒng)闆流量儀表(biǎo)設備的計量(liàng)正确性、及時(shí)性、智能化大(da)大提高。
3.2缺點(dian)
(1)孔闆流量儀(yí)表設備的測(cè)量量程比較(jiào)窄。(2)因爲壓力(li)💜、溫度、長⁉️度📱、密(mi)度等多種因(yin)素都會影響(xiǎng)流體流動狀(zhuàng)态，并且孔闆(pǎn)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(jì)量設備的裝(zhuang)置安裝條👅件(jian)苛刻，安🌈裝過(guo)程必須符合(hé)SY/T6143-1996标準。
3.3安裝要(yào)點
(1)孔闆流量(liang)計量設備最(zuì)好安裝于水(shui)平輸送管道(dào)之💜上，并且與(yǔ)輸送管道軸(zhou)線垂直;(2)需要(yào)安裝配套機(jī)械設備🍉，來檢(jiǎn)🌐測孔💞闆流量(liàng)儀表設備是(shi)否安裝在管(guan)徑中心的位(wèi)置;(3)在固定孔(kong)闆流量儀表(biǎo)設備之後，需(xū)要檢測熱膨(péng)脹性能，确定(dìng)熱膨脹不導(dǎo)緻輸😘送管道(dao)和流量儀表(biao)設備變形;(4)孔(kong)闆流量儀表(biǎo)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(xiàn)需要與輸送(song)管道中心線(xiàn)垂直,且平行(háng)于地面。
4孔闆(pǎn)流量計量設(she)備的計量誤(wù)差分析
4.1孔闆(pan)流量儀表設(shè)備總體的誤(wù)差分析
　　在實(shí)際測量中,孔(kong)闆流量儀表(biao)設備測量誤(wu)差與随機🔴誤(wù)🛀差、未定系統(tong)誤差和已定(ding)系統誤差關(guān)聯較爲💃🏻緊密(mì)🌏。既可以通過(guò)修正系數來(lai)減弱随機誤(wù)差同時📱也可(ke)以🔴運用多次(ci)測量取平均(jun)值的方㊙️式做(zuò)出改善,可以(yǐ)在很大程度(du)上減弱。所以(yǐ)一般僅考慮(lü)未定系統誤(wù)差。孔闆流量(liang)儀表設備計(ji)量誤差的主(zhǔ)要因素是流(liu)出系數C所引(yǐn)起的,在設計(ji)、制造、安裝和(hé)使用過程中(zhōng)會造❓成流出(chū)系數C産生偏(pian)差,并且這種(zhong)偏差不能通(tōng)過測量得到(dào)。在密度、壓力(li)等參數不🈚變(bian)的情況下,孔(kǒng)闆流㊙️量儀表(biǎo)設備計量精(jing)度主要取決(jue)于流出😍系數(shu)C。所以,國内外(wai)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(cāo)度、圓度、節流(liú)件位置✂️、輸送(song)🌈管道的幾何(he)形狀、流體流(liu)動狀态等因(yin)素都會影響(xiǎng)流出系數C的(de)大小。
4.2安裝管(guan)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(hang)國家❌标準,計(ji)💛量精度基本(běn)能夠滿足目(mu)前生産和生(sheng)活的需要。如(ru)果安裝和📐維(wéi)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(du)的安裝情況(kuàng)主要有以下(xia)幾種:(1)孔闆經(jing)過較長時間(jian)的🈲使用之後(hòu),入口的銳利(li)度可能會發(fā)生改變,這會(huì)對計量精度(dù)造成很大影(ying)響,另外随着(zhe)不斷地使用(yong),入口直角也(yě)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(zhi)可以達到79%;(2)構(gòu)件的尺寸誤(wu)🔱差也會對測(ce)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(yong)的尺寸有較(jiao)大出入，流量(liang)計量設備和(hé)輸送㊙️管道存(cun)在偏心、台階(jiē),前💘後流量計(ji)量設備尺寸(cùn)不統-.等因🐇素(sù)。(3)安裝位置和(he)加工精度存(cún)在不足,例如(rú)取壓的位置(zhì)不對,焊縫突(tū)出,孔闆彎曲(qu),輸送👣管道粗(cū)糙度影響;(4)雜(zá)物阻塞取壓(yā)管,沉積物堆(dui)積在.上流測(ce)量管和端面(miàn)上;(5)計量結果(guǒ)會被不同類(lèi)型的測量儀(yi)表和不同的(de)管路配置影(yǐng)響，如果系統(tong)存在漏氣問(wen)題，則會使傳(chuán)入變送器的(de)壓差減小，使(shǐ)儀表的示數(shù)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(ya)管之間如果(guo)存在這些情(qíng)況，則會導緻(zhi)流量值偏大(dà);(6影響孔闆流(liu)量😍儀表設備(bei)工⚽作質量的(de)重要因素是(shi)信号管🙇‍♀️路和(he)壓差變送器(qì),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(jian)不🐇能滿足😍時(shí)🍓,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(jiàn)下的誤差
　　由(yóu)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(liang)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(bei)運行工況下(xià)的誤差。(I)短時(shi)間内，當流體(ti)流速變化幅(fu)度較小時，不(bu)🔴會引起脈動(dong)流。選用的儀(yí)表的測量量(liàng)程如果在短(duan)時間内變化(huà)不明顯.就容(rong)易産生誤差(cha)。但是在比較(jiao)長的測量時(shí)間内影響卻(que)可以忽略不(bu)計,當測量參(cān)數超過流量(liang)⛷️計量設備的(de)量程時,測量(liang)誤差就會💋大(da)大增加。(2)脈動(dong)流是指⁉️流體(ti)的流速和壓(ya)力突然改變(biàn),會使壓差産(chan)生波動。輸氣(qi)輸送管道👈的(de)積液、壓縮機(jī)的使用和調(diào)節閥的突然(rán)開關都可能(neng)導緻脈動流(liú)的産生。脈動(dong)流🙇🏻對測量精(jing)度的影響包(bāo)括原理導緻(zhì)的不正确的(de)根本因🌈素和(he)脈動流産生(shēng)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(kong)闆流量儀表(biǎo)設備計量精(jing)度的因素較(jiao)多.這些影響(xiǎng)✔️因素可以消(xiāo)除或減弱。根(gen)據實際應用(yong)情況,提出如(rú)下的孔闆流(liu)量儀表設備(bèi)改進措施。
5.1孔(kong)闆的取壓方(fang)式
　　采用角接(jiē)取壓法,角接(jiē)取壓的量程(chéng)是指上下遊(yóu)取壓中心到(dào)孔🚶闆前後端(duan)距離的二倍(bèi)等于取壓孔(kǒng)直徑。角接取(qǔ)壓法的特🏒點(dian)如下:(1)采用環(huan)室測量的方(fang)式進行測量(liang);(2)在開💘口尺寸(cùn)确定時，流量(liàng)系數不會發(fa)生變化，使流(liú)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(ruò)沒能正确地(dì)确定取壓位(wèi)置,會導♋緻測(ce)量誤差的産(chan)生。
5.2孔闆流量(liang)儀表設備的(de)标定
　　将孔闆(pan)流量儀表設(she)備與标定裝(zhuāng)置連接,針對(dui)相應的⭕裝⛱️置(zhì)分别進行标(biāo)定，隻有做好(hao)裝置的标定(dìng),獲取的數據(ju)才具有可靠(kao)性和真實性(xing),以備使用。因(yin)此,做好孔闆(pǎn)流量儀❓表設(she)備的标定是(shi)後續🎯計量環(huán)節的基礎。當(dāng)孔闆流量儀(yí)表設備進行(háng)标定時，測點(diǎn)應該🌈不小于(yu)10個，且測量結(jié)果不💔少于3次(cì)，然後取平均(jun)值。以💯測量數(shu)據爲準🏒,在雙(shuāng)對數坐标♻️軸(zhóu)中标注出數(shu)🌐據點,然後作(zuò)壓差一流量(liàng)曲線。
5.3脈動流(liú)的改善措施(shī)
(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(shu)送阻力，應該(gai)使引壓管線(xiàn)盡量短，同時(shi),爲🧑🏽‍🤝‍🧑🏻了防止産(chǎn)生諧振和壓(ya)力脈動,應該(gai)使上下遊直(zhí)管段的長度(du)相等。

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