摘要：主要(yào)介紹差壓式(shì)流量計 的工(gong)作原理和在(zài)實際應用中(zhong)常見的幾種(zhong)安裝方式，針(zhēn)對流量計不(bú)同安裝方式(shì)和壓力引出(chū)類型産生零(líng)點誤🎯差的主(zhǔ)要原因🍉進行(háng)分析，得出相(xiàng)應的零⁉️點修(xiu)正🌈計算公式(shi)提高♉差壓式(shì)💞流量計的數(shù)據正确性。
0引(yǐn)言
　　差壓式流(liú)量計是一種(zhǒng)在工業領域(yù)被廣泛應用(yòng)的流量計量(liang)器具，在面對(dui)不同測量對(duì)象和測量工(gōng)況時需要進(jin)行安裝方👈式(shi)的适應性選(xuan)擇,适當的安(an)裝㊙️方式可🌈确(què)保使用者獲(huò)得真實💘的流(liu)量值。在實際(ji)工作中,差壓(ya)🔱式流量計♻️會(hui)遇到檢修及(ji)部件更換等(děng)情況，原流量(liang)計的零點修(xiu)正方法無法(fa)适用于新流(liú)量計,需要進(jìn)行有✊針對性(xing)的零點修正(zhèng)，消除因維㊙️修(xiū)和🌍更換帶來(lái)的零點☀️誤差(cha)。
1差壓式流量(liang)計的工作原(yuán)理
　　差壓式流(liú)量計是一種(zhong)測定流量的(de)儀器，其工作(zuò)原.理都是基(ji)于封閉管道(dao)中流體質量(liàng)守恒(連續性(xing)方💰程)和⭐能量(liàng)守恒⚽(伯努利(lì)方程)定律。它(tā)是利用流體(tǐ)流🔞經節流裝(zhuāng)置時所産生(shēng)⭐的壓力差與(yu)流量之間存(cún)在一定關系(xì)🚩的原理,通過(guo)測量壓差來(lai)實現💯流量測(ce)定。
充滿管道(dao)的流體流經(jīng)管道内的節(jiē)流元件時造(zào)成☀️流束局部(bu)👨‍❤️‍👨收縮,使管中(zhong)心流體流速(sù)發生變化，其(qí)靜♉壓力也随(sui)之變🔴化。流量(liang)Q的計算公式(shi)如下。
 
　　式中:Qʋ體(tǐ)積流量;C爲流(liu)出系數;Ɛ爲可(ke)膨脹系數;A爲(wei)節流件開孔(kǒng)截🎯面積;△P爲節(jie)流裝置輸出(chu)的壓差;β爲直(zhi)徑比;ρ1爲被測(cè)流體的密度(dù)。
2差壓式流量(liàng)計的壓力引(yin)出方式及優(yōu)缺點
　　差壓式(shi)流量計的壓(ya)力引出方式(shi)主要由差壓(ya)傳感器要求(qiu)😘、被測介質物(wu)化性質決定(ding),主要包含毛(máo)細管導壓和(hé)管線導壓2種(zhong)方式,2種導壓(ya)方式在工業(yè)應用上各有(yǒu)優勢。
2.1毛細管(guǎn)導壓
　　毛細管(guan)導壓是一種(zhong)無接觸的壓(ya)力引出方式(shi)，須在取壓點(diǎn)🔞安裝導壓法(fa)蘭，導壓法蘭(lán)與毛細管的(de)膜盒法蘭通(tōng)過螺栓相連(lián),膜片外側與(yǔ)被測介質直(zhi)接接觸，膜片(piàn)🔞内側與毛細(xi)管内部充滿(man)矽油💘,矽油被(bei)密封在由膜(mo)片、毛細管和(hé)✂️差壓傳感器(qì)壓力腔室所(suo)形成的空間(jiān)内,利用液體(tǐ)的可壓縮性(xing)小的特點進(jìn)行壓力的無(wú)損傳遞。
　　這種(zhong)壓力引出方(fang)式被測介質(zhì)與差壓傳感(gan)器無需🈲直接(jie)接觸，可對傳(chuán)感器起到有(you)效保護。使用(yòng)者可根據被(bèi)測介質的毒(dú)性、腐蝕性、易(yi)凝固性、易結(jié)晶性和酸堿(jiǎn)度進行膜片(piàn)選擇✍️來滿足(zú)使用要🧑🏽‍🤝‍🧑🏻求。但(dàn)使用的變送(sòng)器價格昂貴(gui),膜片使用過(guò)程中維護要(yao)求高，在🌏設備(bei)轉運過程中(zhong)需要加強對(duì)膜片的保護(hu),膜片在㊙️受到(dào)尖銳物體觸(chu)碰.或受力不(bú)均時極易損(sun)壞，導緻壓差(chà)值測❌量失真(zhen)。
2.2管線導壓
　　管(guan)線導壓是一(yi)種接觸式的(de)壓力引出方(fang)式，該方式下(xià)使用的變送(sòng)器無特定附(fu)屬管線,要求(qiú)管線直徑在(zai)8~12mm,管線長度在(zài)45m以内。變送器(qi)高低壓腔室(shi)位置預留接(jie)口，使用時通(tōng)🏃🏻‍♂️過儀表管等(děng)管線将被測(ce)介質引入🈚傳(chuan)感器的高低(di)壓腔🥰内,差壓(yā)傳感器再檢(jian)測2個腔室🔞所(suǒ)産生的壓差(chà)。該種方式被(bei)測介質與差(cha)壓傳感器直(zhi)接接觸,在使(shǐ)用時需要根(gen)據被測介質(zhi)的物理、化學(xué)性質對差壓(ya)變👅送器和☁️壓(ya)力引出管線(xian)的材質進行(hang)選擇,避免使(shǐ)用過㊙️程中因(yin)腐蝕、介質結(jié)㊙️晶和介質凝(ning)固等原因導(dǎo)緻流量計無(wu)法測量或 差(chà)壓變送器 損(sǔn)壞，該類型的(de)差壓變送器(qi)價格相對便(biàn)宜，且導壓管(guan)線🈲敷設距離(lí)長,相比毛細(xì)管導壓來說(shuo)靈活性強，适(shi)用範圍廣。
3差(cha)壓式流量計(jì)的安裝方式(shi)
3.1水平安裝上(shang)部引壓
　　節流(liu)裝置水平安(an)裝,節流元件(jian)與管道的同(tóng)軸度控制在(zài)🔆1°誤🙇‍♀️差内，節流(liú)元件前至少(shǎo)要保證有大(dà)于10倍管徑的(de)直管段，節流(liú)元件後至少(shǎo)有大于5倍管(guan)徑的直管段(duan),節流元件兩(liǎng)端壓😄力從兩(liang)端管線上部(bu)引出,差壓變(biàn)送器安裝位(wei)置要高于節(jiē)流元件的位(wèi)置高度,導壓(ya)管線盡✏️可能(néng)短(見圖💜1)。主要(yào)适用于💃所測(cè)介質爲氣體(tǐ)和純液體2種(zhong)介質,被測介(jie)‼️質沿水平方(fang)向流過節流(liu)元件🌈後形成(chéng)壓差，節流元(yuan)件兩🔞端壓差(chà)從管線上部(bu)取壓點傳輸(shū)至♌差壓變送(sòng)器的壓🐆力腔(qiāng)室被測量。
 
3.2水(shuǐ)平安裝底部(bu)引壓
　　節流裝(zhuāng)置水平安裝(zhuang),節流元件兩(liǎng)端壓力從兩(liang)端管❓線底部(bu)引出,差壓變(bian)送器安裝位(wei)置要低于節(jie)流元🈲件的位(wei)置高度,同時(shi)也要求導壓(yā)管線盡可能(néng)短。主要适用(yòng)于各類液體(ti)介質,被測介(jie)質沿水平方(fāng)向流過節流(liu)元件後形成(cheng)壓差,介質🔅壓(yā)差從管線底(dǐ)部取壓點傳(chuan)輸至差壓變(bian)送器的壓力(li)腔室後被變(bian)送器🐇測量。此(cǐ)種方式👈下的(de)液體介質📱可(kě)夾雜氣體,在(zài)流動過程中(zhong)導壓管線内(nei)的氣體會逐(zhú)步析出，高低(di)壓兩🧑🏽‍🤝‍🧑🏻段管線(xiàn)内介質趨于(yú)穩定後不産(chǎn)生液🚩柱🍓差,對(dui)流體壓差測(ce)量不産生影(ying)響📞。
3.3水平安裝(zhuāng)斜上0°~45°引壓
　　節(jiē)流裝置水平(ping)安裝,節流元(yuan)件兩端壓力(li)從兩端管線(xiàn)上部❤️0°~45°夾角🐕範(fan)圍内的位置(zhi)引出,導壓管(guǎn)線要求轉角(jiǎo)位置爲圓角(jiǎo),主要适用于(yú)蒸汽類介質(zhi)的流量測🐪量(liàng)。高溫👉蒸汽進(jin)入導壓管後(hòu)遇到環境低(dī)溫時會有冷(leng)凝液體☂️産生(shēng),冷凝液體會(hui)沿斜管線回(hui)流到主管流(liu)程中。因此,水(shuǐ)平安裝狀🧡态(tai)下從斜上0°~45°夾(jiá)角範圍内引(yǐn)出壓力,對蒸(zheng)📐汽類流體流(liú)量測量最合(he)适。
3.4垂直安裝(zhuāng)側面引壓
　　節(jie)流裝置垂直(zhi)安裝,流體從(cóng)下往上流經(jing)節流元件後(hou)産生壓差，安(ān)裝時要求差(cha)壓變送器位(wèi)置要低于🙇‍♀️下(xia)端取壓🈲點高(gao)度。主要适🌏用(yong)于流體介質(zhi)爲多相流，多(duo)相混合且比(bǐ)♋例不固定的(de)場景時垂直(zhi)流動不會在(zai)測量位置産(chan)生分層。例如(ru)，原油生産平(píng)台的油井産(chan)出中包含有(you)油、氣、水三相(xiàng)，在水平安裝(zhuāng)方式下因分(fèn)層的原因導(dǎo)緻水平流動(dong)介質分離的(de)情況✉️下無法(fa)準确測量,在(zài)垂直安裝過(guò)程中能夠保(bǎo)證多相流體(ti)㊙️始終處于混(hun)合紊🔱流狀态(tài)，所産生的壓(ya)差能更真實(shi)反映實際流(liú)量。
4差壓式流(liú)量計零點誤(wu)差産生原因(yīn)及修正方法(fa)
　　差壓式流量(liang)計在不同的(de)安裝方式和(he)引壓類型組(zu)合下适用于(yu)🛀不同流體介(jiè)質,針對不同(tóng)情形下産生(sheng)的誤😘差需要(yào)用不同🈲方法(fǎ)進行修正。
4.1水(shui)平安裝時
　　差(cha)壓式流量計(ji)采用水平安(an)裝方式時,根(gēn)據流體介👅質(zhì)特性選擇合(hé)适的導壓方(fāng)式可合理避(bi)免零點誤差(chà)的出現。尤其(qi)在選用毛細(xi)管作爲導壓(ya)方式時,因不(bu)存在管線液(yè)柱壓力,所以(yǐ)無需進行修(xiu)正。而采用✔️管(guǎn)線作爲導壓(ya)管時，兩側導(dao)壓管處于等(deng)高位，穩定運(yun)行後兩側管(guǎn)線介質趨于(yú)一緻而無零(ling)點壓差存在(zài)。水平安裝時(shí)須在管線完(wan)全排空的前(qian)提下将變送(song)器進行零點(diǎn)标定，同時在(zai)導壓管底部(bù)設置排放閥(fa)門,定期排出(chū)導壓管線内(nèi)的積液、雜💋質(zhì)等，避免管線(xian)堵塞。
4.2垂直安(an)裝且使用毛(mao)細管導壓時(shí)
　　差壓式流量(liàng)計采用垂直(zhí)安裝且使用(yong)毛細管進行(hang)導壓時，需要(yao)進行零點修(xiū)正。如圖2所示(shì)，節流元件兩(liǎng)端壓力主要(yào)作用于H/L兩個(ge)導壓點的導(dao)壓法蘭膜片(pian),毛細管導壓(ya)特🔱性使得H/L的(de)安裝位置與(yu)變送器的安(ān)裝位置均不(bu)影響在空管(guǎn)情況下的零(ling)點🔴變化。在使(shǐ)用過程中,管(guan)線内會充滿(man)被測介質，此(cǐ)時H/L兩個導壓(yā)點會受到管(guan)線内液柱的(de)壓力🙇🏻影響。相(xiang)對于L導壓點(diǎn)來說,H導壓點(dian)在受管線内(nei)部壓力外,還(hai)承受高度爲(wei)h的被測介質(zhi)靜壓,因🈲此在(zài)使用該變送(sòng)器壓差進行(hang)流量轉換時(shi)須将液柱靜(jing)壓切🧑🏾‍🤝‍🧑🏼除,具體(ti)切除值⭕爲:
 
　　式(shi)中:△P爲最終實(shí)際壓差值;△P'爲(wei)變送器測量(liang)差壓;ρ爲當前(qián)被測介質的(de)實際密度;g爲(wèi)重力加速度(dù);h爲差壓變送(song)器導壓點高(gāo)度差😍。
　　通過上(shàng)述公式進行(hang)零點修正後(hou)，準确切除了(le)零點誤差,流(liú)量計測量的(de)值真實可靠(kao)。
 
4.3垂直安裝且(qie)選用管線導(dao)壓時
　　差壓式(shi)流量計采用(yong)垂直安裝且(qie)選用管線導(dao)壓時，管道中(zhong)☀️的介質會通(tōng)過導壓點進(jin)入H/L兩端的導(dǎo)壓管,此時要(yao)求差壓變送(song)器安裝位置(zhì)要低于H端或(huò)與H端同高,因(yin)差壓變♻️送器(qi)在安裝位置(zhi)介于H和L導壓(ya)點之🏒間或高(gao)于L端位置時(shí)會出現兩🔞側(cè)導壓管内填(tián)充的介質形(xíng)态不🔱一緻,從(cong)而導🍓緻安裝(zhuang)後無🔴法使用(yòng)公式進行有(you)效的零點修(xiū)正。
　　以變送器(qi)安裝位置與(yǔ)H端同高爲例(li)(見圖3)，在H端變(biàn)送器💜同高🍉且(qie)排空總管的(de)情況下,H端不(bú)受導壓管内(nèi)部介質🙇‍♀️的液(ye)柱靜壓影響(xiǎng),在L端則因導(dao)壓管從高處(chu)引⛷️至低處,在(zai)介質流動過(guò)程中導壓管(guan)内部被流體(ti)介質逐漸充(chōng)滿，且相對主(zhu)管内流動的(de)介質來說，導(dǎo)壓👅管内部的(de)介質是處于(yu)相對靜置的(de)狀态，在多相(xiàng)流情況下進(jìn)行三相分離(li)，直至管線内(nèi)介質物理性(xing)質趨于穩定(ding)。因此在使用(yong)管🏃🏻線導壓時(shí)，差壓變送器(qi)在排空主管(guǎn)線内介質的(de)情況下,H端壓(ya)力🏃🏻爲0,L端則到(dào)受管内液柱(zhu)的壓力影響(xiǎng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,産生ρ1gh的液柱(zhu)靜壓,因此在(zai)空管情況下(xià)差壓變送器(qi)的壓力爲:
 
　　式(shi)中:△P爲空管情(qíng)況下變送器(qi)差壓;ρ1爲導壓(ya)管内穩定後(hou)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻密💰度;g爲重力(li)加速度;h爲差(cha)壓變送器H/L導(dǎo)壓點的高度(dù)差。
 
　　在将流體(tǐ)導入主管線(xian)時，介質在主(zhǔ)管線中自下(xia)而上流💋動,H導(dǎo)壓點除受管(guǎn)線内部介質(zhì)攜帶的壓力(li)外，還承受主(zhǔ)管線内高✌️度(du)爲h的被測液(ye)柱靜壓。此時(shí),在不考慮🐇L端(duan)液柱靜壓時(shí),實際壓差值(zhí)爲測量壓差(chà)和主管線液(yè)柱靜壓之差(chà),與毛細管的(de)導壓方式相(xiang)同。再将L端的(de)導壓管内液(ye)柱🎯壓力考慮(lǜ)進計算公式(shi),實際壓力爲(wei):
 
　　式中:△P爲最終(zhōng)實際壓差值(zhí);△P´爲變送器測(cè)量壓差;ρ爲當(dāng)前被測⭐介🌈質(zhì)的實際密度(dù);ρ1爲導壓管内(nei)穩定後密度(dù);g爲重♋力加速(sù)度;h爲差壓變(biàn)送器導壓點(diǎn)高度差。由此(cǐ)可以得出，同(tong)爲🛀🏻垂直安裝(zhuāng)的流💚量計在(zai)使用不同導(dǎo)壓類别時進(jin)行的修正方(fāng)式存在區别(bié)。
5結束語
　　差壓(ya)式流量計的(de)關鍵參數就(jiù)是節流裝置(zhi)前後的壓💯差(cha)值✔️,差壓變送(song)器的零點修(xiu)正不正确，會(hui)導緻測💯量值(zhí)出現安裝誤(wu)差,無法通過(guò)多次測量來(lái)消除。可在安(an)裝時根據節(jie)流元✏️件安裝(zhuāng)方式、現場導(dǎo)壓方式、變送(song)器安裝位置(zhì)進行修正，修(xiu)正後的壓差(chà)值使用❗轉換(huàn)公式計算得(de)到正确流量(liang)值。

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