差压式流量计工作原理及测量准确度技术研究

屠奕仁

摘要：传统差压式流量计测量范围以及测量精度已经难以满足当前工业生产活动需求，且在流量参数测量精度方面存在滞后性问题。为进一步提高差压式流量计测量准确度，本文主要立足于差压式流量计工作原理，对相关影响因素以及测量准确度技术方法进行研究与分析，以期可以给相关人员提供一定的借鉴价值。

关键词：差压式流量计;工作原理;测量准确度;技术研究

1 差压式流量计的概述分析

1.1 工作原理

所谓的差压式流量计可以理解为节流式流量计，在工作原理表现方面，主要利用流体流动的节流原理实现对流量参数的精准测量。在测量过程中，主要以流体经过节流装置产生的压力差为测量基础，根据测量数据反馈情况，对当前工业生产活动进行动态把握。结合当前应用推广情况来看，差压式流量计基本上可以视为工业生产应用范围最广且技术相对成熟的方法措施。在利用差压式流量计进行测定分析的过程中，待测流体流量参数可通過节流装置实现信号的转化，如转化成压差信号。其中，压差可在仪表上显现出来。在实践过程中，常用的单元组合仪器可通过利用差压变送器将节流装置中所产生的压差信号转变成生产所需的信号，并由相关负责人员进行全过程记录与管理。

1.2 工作特征

差压流量计在进行流体流量参数测定分析过程中，主要可以根据节流件所产生的差压进行合理测定。当流体经过节流件时。因管道截面出现变窄问题，导致管道内流体流速变大。在此过程中，流体动能会随之增加。同时，流体能量损失相对减少，甚至可以忽略不计。由此可以判定，流体在该流段内所呈现出的总能量基本上可以理解为一个固定数值。

结合能量守恒定律来看，在理想条件下，当流体流速处于增加状态时，部分静压会逐渐转变成为流体动能。其中，流体所涉及到的静压力值会明显下降。在这一过程中，受到上述作用的影响，会产生一个压差。该压差与流体流量存在一定的既定关系，现场操作人员只需要对该压差进行测量，就可以对流体流量值进行有效确定。

1.3 影响因素

差压式流量计在流量测量方面，可以利用下述表达式进行研究与分析：

其中，qm表示质量流量;C表示流出系数;ε表示气体膨胀性系数;d表示处于工作条件下流体的孔径数值;△p表示压差;ρ1主要表示密度-上游流体密度;β表示直径比值。结合公示内容不能看出，影响流量参数的因素较多。但是需要注意的是，不同因素对流量的影响程度存在较大差异，因此，在对这些因素进行研究与分析过程中，不应只单纯以代数值叠加进行研究分析，而是应利用权重函数进行研究与分析[1]。

2 差压式流量计测量准确度技术提升措施研究

2.1 理论补偿

2.1.1 保障差压式流量计设计数据的准确性

对于压差式流量计测量精度而言，如何保障差压流量计设计数据准确性，基本上可以视为有效提高压差式流量计测量精度的关键保障。因现场使用环境以及条件不同，在使用差压式流量计时，工作人员应该主动结合现场实际测量环境，对节流装置进行合理规划与设计。结合当前使用情况来看，大多数差压计节流装置都已经趋向于标准化方向发展，但是对于某些节流件的使用，仍旧需要进行优化设计才能够达到预期的效果。

不难看出，主动结合流体特性以及物性特点进行优化设计，是保障压差式流量计测量精度的关键因素。建议工作人员应该主动结合现场测量工况以及管道尺寸等重要参数。在实际设计过程中，还需要重点掌握流体密度等关键参数。一般来说，对于气体流体而言，在优化设计过程中还需要考虑等熵指数以及压缩系数。除此之外，对于多组分介质而言，工作人员应该根据组分类别表现实现物性分析过程，以确保可以获得流体物性信息[2]。

2.1.2 利用实流标定方式提高测量准确度

随着我国工业生产活动以及创新技术水平的不断提高，行业内部对于压差式流量计的使用需求不断增加。在这样的发展态势下，行业内部工作人员对于其测量精度提出了严格要求。结合当前应用情况来看，我国压差式流量计经过多年的建设与发展，在技术应用方面愈加成熟。但是从整体情况上来看，差压式流量计应用范围存在局限性问题，如果超过限制条件，将难以达到精准测量目的。同时，非标节流装置在实验数据理论支撑方面存在一定的匮乏现象，往往需要利用实流标定方法进行核定处理。再加上测量精度往往会受到加工设备以及现场操作人员水平的影响，在准确度方面可能会存在一定误差问题。为防止上述现象出现，建议工作人员可从以下几个方面增强差压式流量计测量准确度。

一方面，工作人员可通过适当引入气体可膨胀性系数补偿方式进行针对性处理。与此同时，工作人员也可以通过适当引入压缩系数补偿方式进行针对性处理。结合以往的经验来看，对于临界温度较高且临界压力较低的气体流体而言，在进行流量测定过程中，可通过引入压缩系数实现修正处理过程。其中在修正处理方式的选择上可引入密度修正。从上述公式上来看，流体体积流量以及质量流量在一定程度上与密度息息相关[3]。当处于运行状态时，其温度条件表现以及压力偏离设计值在一定程度上会导致流体密度发生本质性变化。此时单纯利用固定密度方式往往会引发测量误差现象。针对于此，建议工作人员在实践过程中可引入密度修正方法，对当前测量准确度进行适当优化。另一方面，工作人员也可以采用全补偿公式方法，结合上述影响因素进行综合修正，并根据修正情况进行适当补偿，减少测量误差。

2.2 安装应用

从客观角度上来讲，安装应用表现在一定程度上会对差压式流量计测量准确度产生至关重要的影响。针对于此，建议工作人员应该对差压式流量计安装应用问题予以高度重视。在正式处理过程中，工作人员应该尽量采取垂直管道安装方式，保障流体可以充满整个管道。与此同时，在进行水平管道液体测量过程中，工作人员应该对流体从下到上的流向情况进行重点关注。

如果发现流体不充满管道的现象问题，建议工作人员应该结合问题表现及具体成因进行针对性处理。在进行安装过程中，为确保管路安装效果，建议工作人员可通过提高差压测量准确度等方式，对当前流量测量误差问题进行严格控制。除此之外，为进一步深化流量计安装应用效果，工作人员可主动结合选型仪表量程方法，在小流量条件下，加强对差压计测量准确度的有效提升。

结论：总而言之，为确保差压式流量计工作测量准确度得以全面提升，建议行业内部研究人员应该主动立足于差压式流量计工作原理以及应用情况，按照行业规范要求，对当前差压式流量计优化应用问题进行重点研究与分析。并主动结合差压式流量计前沿发展动态，主动结合新技术内容，提高差压式流量计测量准确度。

参考文献

[1]许德福，王涛. 浅谈差压式流量计的工作原理及选型[J]. 广东化工，2019，40（09）：152-153.

[2]庞宝新，李元满，付生辉. 提高差压式流量计的测量准确度[J]. 上海计量测试，2018，45（S1）：19-23.

[3]张春仙，张功国. 转子流量计与差压式流量计的区别[J]. 济宁学院学报，2019，35（03）：25-29.

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