摘要(yào)：主要介(jie)紹差壓(ya)式流量(liàng)計 的工(gōng)作原理(lǐ)和在實(shí)際應用(yong)中常見(jiàn)的幾種(zhong)安裝方(fāng)㊙️式⛷️，針🆚對(dui)流量計(jì)不同安(an)裝方式(shi)和壓力(li)引出類(lei)型産生(sheng)零💘點誤(wu)差的主(zhǔ)要原因(yīn)進行分(fèn)析，得出(chū)相應的(de)零點修(xiu)正計算(suàn)公式提(tí)高差壓(ya)式流量(liang)計的數(shù)據正确(que)性。
0引言(yan)
　　差壓式(shì)流量計(jì)是一種(zhong)在工業(yè)領域被(bei)廣泛應(yīng)用的流(liú)量計量(liang)器具，在(zài)面對不(bú)同測量(liàng)對象和(he)測量工(gong)況💁時需(xū)要進🔅行(hang)安裝方(fāng)式的适(shi)應性選(xuǎn)擇,适當(dang)的安裝(zhuāng)🐉方式可(kě)🏃‍♂️确保使(shǐ)用者獲(huo)得真實(shí)🚶的流量(liàng)🍓值。在實(shí)際工🥰作(zuo)中,差壓(yā)式流量(liang)計會遇(yu)到檢修(xiū)及部件(jian)更換等(děng)情況，原(yuán)流量計(jì)🏃‍♀️的零點(dian)修正方(fang)法無法(fa)适用于(yú)新流量(liang)計,需要(yào)進行✨有(you)針對性(xing)的零點(diǎn)修正，消(xiao)除因維(wei)🛀🏻修和更(gèng)換帶來(lái)㊙️的零點(dian)🌈誤差。
1差(chà)壓式流(liu)量計的(de)工作原(yuan)理
　　差壓(yā)式流量(liàng)計是一(yī)種測定(dìng)流量的(de)儀器，其(qí)工作原(yuan)🔴.理都是(shì)基于封(feng)閉管道(dao)中流體(tǐ)質量守(shou)恒(連續(xù)性方程(chéng))和能量(liàng)🤟守恒(伯(bó)努利方(fang)程)定律(lǜ)。它是利(lì)用流體(tǐ)流經節(jie)流㊙️裝置(zhi)時✏️所産(chan)生的壓(yā)力差與(yu)流量之(zhī)間存在(zài)一定關(guān)系♍的原(yuan)理,通過(guò)測量壓(yā)差來實(shi)現流量(liàng)測定。
充(chōng)滿管道(dào)的流體(ti)流經管(guan)道内的(de)節流元(yuan)件時造(zào)成🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流束(shu)局部收(shou)縮,使管(guǎn)中心流(liu)體流速(sù)發生變(bian)化，其靜(jìng)壓力也(ye)随之變(bian)化。流㊙️量(liàng)Q的計算(suàn)公式如(rú)下。
 
　　式中(zhong):Qʋ體積流(liu)量;C爲流(liú)出系數(shù);Ɛ爲可膨(péng)脹系數(shù);A爲節流(liú)🚶‍♀️件開🈲孔(kǒng)截面積(ji);△P爲節流(liu)裝置輸(shu)出的壓(yā)差;β爲直(zhi)徑比;ρ1爲(wèi)被測流(liu)🌈體的密(mì)度。
2差壓(ya)式流量(liang)計的壓(yā)力引出(chū)方式及(ji)優缺點(diǎn)
　　差壓式(shì)流量計(ji)的壓力(li)引出方(fang)式主要(yao)由差壓(yā)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(zhong)♌方式,2種(zhong)導壓方(fāng)式在工(gōng)業應用(yong)上各有(yǒu)優勢。
2.1毛(mao)細管導(dao)壓
　　毛細(xì)管導壓(ya)是一種(zhǒng)無接觸(chù)的壓力(lì)引出方(fang)式，須在(zai)🔴取壓點(diǎn)🔅安裝✏️導(dǎo)壓法蘭(lán)，導壓法(fǎ)蘭與毛(mao)細管的(de)膜盒法(fǎ)蘭通過(guo)🔆螺栓相(xiang)連,膜片(pian)外側與(yǔ)被測介(jie)質直接(jie)接觸，膜(mo)片内側(ce)與毛細(xi)管内部(bu)充滿矽(xī)油,矽油(yóu)被密封(fēng)在由膜(mó)片🔴、毛細(xì)管和差(chà)壓傳感(gǎn)器壓力(li)腔室所(suo)形成的(de)空間内(nei),利🌈用液(yè)體的可(kě)壓縮性(xing)小的特(tè)點進行(háng)壓力的(de)無損傳(chuan)遞✂️。
　　這種(zhong)壓力引(yǐn)出方式(shì)被測介(jiè)質與差(chà)壓傳感(gan)器無需(xū)直🏃‍♂️接接(jiē)觸，可對(duì)傳感器(qì)起到有(you)效保護(hu)。使用者(zhe)可根據(jù)被測介(jiè)質的毒(dú)性、腐蝕(shi)性、易凝(níng)固性、易(yi)結晶性(xìng)和😘酸堿(jiǎn)度進行(hang)膜片選(xuan)擇來滿(man)足使用(yòng)要求。但(dàn)使用的(de)變送器(qì)價格昂(áng)貴,膜片(pian)使用過(guo)程中維(wei)護要求(qiu)高，在♉設(shè)備轉運(yun)過程中(zhōng)需要加(jiā)強對膜(mo)片的保(bao)護,膜片(piàn)在受到(dao)尖銳物(wu)體觸碰(pèng).或受力(lì)不✊均時(shí)極易損(sǔn)壞，導緻(zhì)壓差值(zhí)測量失(shi)真💋。
2.2管線(xian)導壓
　　管(guǎn)線導壓(ya)是一種(zhǒng)接觸式(shì)的壓力(li)引出方(fāng)式，該方(fāng)式🔞下使(shǐ)用✨的變(bian)送器無(wu)特定附(fu)屬管線(xian),要求管(guǎn)線直徑(jìng)在8~12mm,管線(xian)長度在(zai)45m以内。變(biàn)送器高(gao)低壓腔(qiang)室位置(zhi)預留接(jie)口，使用(yong)時通過(guo)儀表管(guan)等管💘線(xiàn)将被測(cè)介質引(yin)入傳感(gǎn)器的高(gāo)低壓腔(qiāng)内,差壓(ya)傳感器(qì)再檢測(cè)2個腔室(shi)🔞所産生(shēng)的壓差(chà)。該種方(fang)式🔴被測(ce)介質與(yǔ)差壓傳(chuan)感器🔆直(zhi)接接觸(chù),在使📞用(yòng)時需要(yào)根據被(bei)測介質(zhi)的物理(lǐ)、化學性(xìng)質對差(cha)壓變送(song)器和壓(yā)力引出(chu)管線的(de)材質進(jìn)行選擇(zé),避免使(shǐ)用過程(chéng)中因腐(fǔ)蝕、介質(zhì)結晶和(hé)介質凝(ning)固等原(yuan)因導緻(zhi)流量計(jì)無法測(ce)量或 差(cha)壓變送(sòng)器 損壞(huài)，該類型(xing)的差壓(yā)變送器(qi)價格相(xiàng)對便宜(yí)，且導壓(yā)管線敷(fū)設😍距離(lí)長,相比(bǐ)毛細管(guǎn)導壓來(lái)說靈活(huo)性強，适(shì)用範圍(wéi)廣。
3差壓(ya)式流量(liàng)計的安(an)裝方式(shi)
3.1水平安(an)裝上部(bù)引壓
　　節(jie)流裝置(zhi)水平安(an)裝,節流(liú)元件與(yu)管道的(de)同軸度(du)控制⛱️在(zài)1°誤差内(nèi)，節流元(yuan)件前至(zhì)少要保(bǎo)證有大(da)于10倍管(guǎn)徑的直(zhi)管段，節(jiē)流元🔆件(jiàn)後💜至少(shǎo)有大于(yu)5倍管徑(jing)的直管(guǎn)段,節流(liú)元件兩(liǎng)端壓力(lì)從兩端(duan)管線上(shang)部引出(chu),差🚶‍♀️壓變(biàn)送器👈安(ān)裝位置(zhì)要高于(yú)節流元(yuán)件的❗位(wei)置高度(dù),導壓管(guan)線盡可(kě)能短(見(jiàn)圖📱1)。主要(yao)适用于(yu)所測介(jiè)質爲♍氣(qì)體和純(chún)液體2種(zhong)介質,被(bèi)測介質(zhì)沿水平(ping)方向🌐流(liu)過節流(liú)元件後(hòu)形成壓(ya)差，節🔅流(liu)元件兩(liang)✨端壓差(chà)從管線(xian)上部取(qu)壓點傳(chuán)輸至差(cha)壓變送(song)器的壓(yā)力腔室(shi)被測量(liang)。
 
3.2水平安(an)裝底部(bù)引壓
　　節(jie)流裝置(zhi)水平安(ān)裝,節流(liu)元件兩(liǎng)端壓力(li)從兩端(duan)管線底(di)部引出(chū),差壓變(biàn)送器安(an)裝位置(zhì)要低于(yu)節流元(yuán)❌件的位(wei)置高度(du),同時也(yě)要求導(dao)壓管線(xian)盡可能(neng)短。主要(yao)适用于(yú)各類液(ye)體介質(zhì),被測介(jiè)質沿水(shuǐ)平方向(xiàng)流過節(jie)流元件(jiàn)後形成(cheng)🐅壓差,介(jiè)質壓差(cha)從管線(xian)底部取(qǔ)壓點傳(chuán)輸至差(cha)壓變送(song)器的壓(ya)力腔室(shì)✉️後被變(biàn)送器測(ce)量。此種(zhong)方式下(xia)的液體(tǐ)介質💋可(ke)夾雜氣(qì)體,在流(liu)動過程(chéng)中導🍓壓(yā)管線内(nei)的氣體(tǐ)會逐步(bu)析出，高(gao)低壓兩(liang)⛹🏻‍♀️段管線(xiàn)内介質(zhi)趨于穩(wěn)定後不(bu)産生液(ye)柱差,對(duì)流體壓(yā)差測量(liàng)⁉️不産生(shēng)影響。
3.3水(shui)平安裝(zhuang)斜上0°~45°引(yǐn)壓
　　節流(liu)裝置水(shuǐ)平安裝(zhuang),節流元(yuan)件兩端(duān)壓力從(cong)兩端管(guǎn)📧線❌上部(bu)0°~45°夾角👉範(fàn)圍内的(de)位置引(yin)出,導壓(yā)管線要(yào)求轉角(jiǎo)位置爲(wei)圓角,主(zhǔ)要👨‍❤️‍👨适用(yong)于蒸汽(qi)類介質(zhì)的流量(liàng)測量。高(gāo)溫蒸汽(qì)進㊙️入導(dǎo)壓管後(hou)遇到環(huan)境📞低溫(wēn)時會有(you)冷凝液(ye)體産生(sheng),冷凝液(yè)體會沿(yan)🙇‍♀️斜管線(xiàn)回流到(dào)主管流(liú)程中。因(yīn)此,水平(píng)安裝狀(zhuang)态下從(cong)斜上0°~45°夾(jiá)角範圍(wei)内♻️引出(chu)壓力,對(dui)蒸汽類(lei)流體流(liú)量🍓測量(liang)最合适(shi)。
3.4垂直安(ān)裝側面(miàn)引壓
　　節(jiē)流裝置(zhì)垂直安(an)裝,流體(tǐ)從下往(wang)上流經(jing)節流元(yuan)件後産(chan)🌍生壓差(cha)，安裝時(shi)要求差(cha)壓變送(sòng)器位置(zhi)要低于(yú)下端🔴取(qu)壓🈲點高(gāo)度。主要(yao)适🈲用于(yú)流體介(jiè)質爲多(duō)相流，多(duō)相混合(hé)且比例(lì)不固✌️定(dìng)的場景(jǐng)時垂直(zhí)流動不(bú)會在測(ce)量位置(zhi)産生分(fen)👈層。例如(ru)，原油生(shēng)産平台(tai)的油井(jǐng)産出中(zhōng)包含有(yǒu)油、氣、水(shui)三🐉相，在(zài)水平安(ān)裝方式(shi)下因分(fèn)層的原(yuán)因導緻(zhi)水平流(liu)動介💞質(zhì)分離的(de)情況下(xià)無法準(zhun)确測量(liàng),在垂直(zhi)安裝過(guo)程中能(néng)夠保證(zhèng)多相流(liú)💃體💃🏻始終(zhong)處于混(hùn)合紊流(liu)狀态，所(suǒ)産生的(de)壓差能(néng)更真實(shi)反映實(shí)際流量(liàng)。
4差壓式(shì)流量計(jì)零點誤(wu)差産生(shēng)原因及(ji)修正方(fang)法
　　差壓(yā)式流量(liàng)計在不(bu)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(tǐ)介質,針(zhēn)對不同(tóng)情形下(xia)産生的(de)誤差需(xū)要用不(bú)同方法(fa)🐇進行修(xiu)正。
4.1水平(ping)安裝時(shi)
　　差壓式(shi)流量計(ji)采用水(shui)平安裝(zhuāng)方式時(shí),根據流(liú)體介質(zhì)🤩特♈性選(xuan)擇合适(shi)的導壓(yā)方式可(kě)合理避(bì)免零點(dian)誤差的(de)出現。尤(you)其🌏在選(xuan)用毛細(xì)管作爲(wei)導壓方(fang)式時,因(yin)不存在(zai)管線液(ye)柱壓力(lì),所以無(wú)🐉需進行(hang)🏃🏻‍♂️修正。而(ér)采用管(guǎn)線作爲(wei)導壓管(guǎn)時，兩側(cè)導壓管(guan)處于等(děng)高位，穩(wěn)定運行(hang)後兩側(cè)管線介(jiè)質趨于(yu)一緻而(er)無零點(dian)壓差存(cun)⚽在。水平(ping)安裝時(shí)須在管(guǎn)線完全(quan)🤞排空的(de)前提下(xià)将變⭕送(sòng)器進行(háng)零點标(biao)定，同時(shí)🔴在導壓(yā)管底部(bu)設置排(pái)放閥門(mén),定期排(pai)出導壓(ya)🔞管線内(nèi)的積液(ye)、雜💛質等(deng)，避免管(guǎn)線堵塞(sāi)。
4.2垂直安(an)裝且使(shǐ)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(shí)，需⚽要進(jìn)行零點(diǎn)修正。如(rú)圖2所示(shì)，節流元(yuan)件兩端(duan)壓力主(zhu)要作用(yong)于H/L兩個(gè)導壓點(dian)的導壓(yā)法蘭膜(mó)片,毛細(xì)管導壓(ya)特性使(shi)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(kōng)管情況(kuang)下的零(ling)點變化(hua)。在使用(yòng)過程中(zhong),管線内(nèi)會充滿(mǎn)被測介(jie)質，此🛀🏻時(shi)H/L兩個導(dǎo)壓點會(hui)受到管(guan)線🥰内液(ye)柱的壓(ya)力影響(xiǎng)。相對于(yú)L導🐅壓點(diǎn)來說,H導(dao)壓點在(zài)受管線(xiàn)内部壓(yā)力外,還(hai)承受高(gao)度爲h的(de)被測介(jiè)質靜壓(yā),因此在(zai)使用該(gāi)變送器(qi)壓差進(jin)行流量(liang)轉換💁時(shi)須将液(yè)柱🈲靜壓(yā)切除,具(ju)體切除(chu)值爲:
 
　　式(shì)中:△P爲最(zuì)終實際(jì)壓差值(zhi);△P'爲變送(sòng)器測量(liàng)差壓;ρ爲(wei)當🧑🏾‍🤝‍🧑🏼前被(bèi)測介質(zhi)🌈的實際(ji)密度;g爲(wei)重力加(jia)速度;h爲(wei)差壓變(bian)送器導(dao)壓點高(gao)度差。
　　通(tōng)過上述(shù)公式進(jìn)行零點(diǎn)修正後(hòu)，準确切(qie)除了零(ling)點㊙️誤差(cha),流量計(ji)測量的(de)值真實(shí)可靠。
 
4.3垂(chui)直安裝(zhuāng)且選用(yòng)管線導(dao)壓時
　　差(chà)壓式流(liú)量計采(cai)用垂直(zhi)安裝且(qiě)選用管(guǎn)線導壓(ya)時，管道(dao)中的介(jie)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(ya)變送器(qì)安裝位(wèi)置要低(di)于H端或(huo)與H端同(tong)高,因差(chà)壓變送(sòng)器在🐉安(ān)裝位置(zhì)介于H和(hé)L導壓點(dian)之間或(huo)高于L端(duān)位置時(shi)會出現(xiàn)兩側導(dao)壓管🚶内(nèi)填充的(de)💋介質形(xing)态不一(yī)緻,從而(er)導緻安(ān)裝後無(wu)法使用(yòng)公式進(jin)行有效(xiao)的零點(diǎn)修正。
　　以(yǐ)變送器(qi)安裝位(wei)置與H端(duan)同高爲(wei)例(見圖(tu)3)，在H端變(biàn)送㊙️器同(tóng)高且🔞排(pai)✌️空總管(guan)的情況(kuang)下,H端不(bú)受導壓(yā)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(zhì)低處,在(zai)介質流(liú)動過程(cheng)中導壓(ya)管内部(bu)被流體(tǐ)介質逐(zhu)漸充滿(mǎn)，且相對(dui)主管内(nèi)流動的(de)介質來(lai)說，導壓(ya)管内部(bù)的介質(zhi)是處于(yú)相對靜(jing)置的狀(zhuang)⭕态，在多(duo)相流🌈情(qing)況下進(jìn)行三相(xiang)分離，直(zhí)至管線(xian)内介質(zhì)物理🤞性(xing)質趨于(yu)穩定。因(yīn)此在✉️使(shǐ)用管線(xian)導壓時(shí)，差壓變(bian)送器在(zai)👨‍❤️‍👨排空主(zhu)管線内(nèi)介質的(de)情況下(xià),H端壓力(lì)爲0,L端則(zé)到受💞管(guǎn)内液柱(zhu)的壓力(li)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(shì)中:△P爲空(kong)管情況(kuang)下變送(song)器差壓(yā);ρ1爲導壓(ya)管内穩(wěn)定後🔆密(mì)度;g爲重(zhong)力加速(sù)度;h爲差(cha)壓變送(song)器H/L導壓(ya)點的高(gāo)度差。
 
　　在(zài)将流體(ti)導入主(zhu)管線時(shi)，介質在(zài)主管線(xiàn)中自下(xià)而上流(liú)動,H導壓(yā)📐點除受(shou)管線内(nei)部介質(zhi)攜帶的(de)壓力外(wai)🐅，還承受(shou)主管線(xiàn)内高度(dù)爲h的被(bèi)測液柱(zhu)靜壓。此(ci)時,在🏃🏻‍♂️不(bu)考慮L端(duān)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(zhi)差,與毛(mao)細管的(de)導壓方(fang)式相同(tong)。再将L端(duān)的導壓(ya)管内液(yè)柱壓力(li)考慮進(jìn)計算公(gōng)式,實際(jì)壓力爲(wei):
 
　　式中:△P爲(wèi)最終實(shí)際壓差(chà)值;△P´爲變(biàn)送器測(ce)量壓差(cha);ρ爲當前(qián)💚被測介(jiè)質的實(shí)際密度(dù);ρ1爲導壓(ya)管内穩(wen)定後密(mì)度;g爲重(zhong)力加✔️速(su)度;h爲差(chà)壓變送(song)器導壓(yā)點高度(du)差。由此(cǐ)可以得(de)出，同爲(wei)垂直安(ān)裝的流(liú)量計在(zai)使用不(bu)同導壓(ya)類别時(shi)🐇進行的(de)修正方(fang)式存在(zài)區别。
5結(jié)束語
　　差(cha)壓式流(liú)量計的(de)關鍵參(cān)數就是(shì)節流裝(zhuang)置前後(hou)的壓差(chà)🐕值,差🏒壓(yā)變送器(qi)的零點(diǎn)修正不(bú)正确，會(hui)導緻測(ce)🍉量值出(chū)現安裝(zhuang)💃誤差,無(wu)法通過(guò)多次測(ce)量來消(xiao)除。可在(zài)安裝時(shi)根據節(jie)流元⛱️件(jiàn)安裝方(fāng)式、現㊙️場(chang)導壓方(fang)式、變送(sòng)器安裝(zhuāng)位置進(jìn)行修正(zheng)，修正後(hòu)的壓差(cha)值使用(yong)轉換公(gong)式計算(suàn)得到正(zheng)确流量(liàng)值。

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