差壓式流量計(jì)作為經(jīng)典與古老的流量計(jì)，應(yīng)用范圍廣泛,。不過隨著電子式流量計(jì)如（電磁、渦街等）流量計(jì)的興起，我們有些新的行業(yè)朋友,，還真不一定熟悉這種流量計(jì)，今天這一期,，給大家好好講解這個差壓式流量計(jì),。

差壓式流量計(jì)在化工生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，也是操作人員熟悉的一種流量計(jì),，它的節(jié)流裝置（1）安裝在生產(chǎn)工藝管道（2）上,，并由引壓管（3）和差壓變送器（4）三個部分組成流量測量系統(tǒng)(如圖3—1所示)。下面對差壓式流量計(jì),，差壓變送器及差壓式流量計(jì)的安裝分別予以介紹,。

圖3-1　差壓式流量計(jì)的組成

差壓式(也稱節(jié)流式)流量計(jì)是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測量的,。差壓式流量計(jì)一般是由能將流體的流量變換成差壓信號的節(jié)流量(孔扳,、噴嘴)和用來測量壓差值的差壓計(jì)或差壓變送器及顯示儀表組成。

這種流量計(jì),，目前在化工,、煉油及其它工業(yè)中應(yīng)用很廣，應(yīng)用的歷史也較長久,，因此已經(jīng)積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和完整的實(shí)驗(yàn)資料,。對于常用的孔板、噴嘴等節(jié)流裝置,，國內(nèi)外已把它們標(biāo)準(zhǔn)化了,，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。因此,這種流量計(jì)所用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果直接投入制造和使用,，不*實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)定,。但對于非標(biāo)準(zhǔn)化的特殊節(jié)流裝置, 在使用時，均應(yīng)進(jìn)行個別標(biāo)定。

一．節(jié)流裝置的流量測量原理

節(jié)流現(xiàn)象及其原理：

流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時,，在節(jié)流裝置前后的管璧處,，流體的靜壓產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖3—2所示

圖3—2  流體流經(jīng)節(jié)流裝置時的節(jié)流現(xiàn)象

現(xiàn)在,，我們對流體流經(jīng)節(jié)流裝置前后的變化情況作進(jìn)一步分析,。

連續(xù)流動著的流體，在遇到安插在管道內(nèi)的節(jié)流裝置時,，由于節(jié)流裝置的截面積比管道的截面積小,，形成流體流通面積的突然縮小，在壓力作用下,，流體的流速增大,，擠過節(jié)流孔，形成流速的擴(kuò)大而降低,。與此同時,，在節(jié)流裝置前后的管壁處的流體靜壓力就產(chǎn)生了差異,形成靜壓力差△p(△p=P1- P2)，如圖3-3所示,。并且p1>p2,，

圖3—3  孔扳附近流束及壓力分布情況

此即為節(jié)流現(xiàn)象,從圖中可以看出，節(jié)流裝置的作用在于造成流束的局部收縮從而產(chǎn)生的壓差.并且,流過的流量愈大在節(jié)流裝置前后所產(chǎn)生的壓差也愈大,， 因此可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小,。由于節(jié)流裝置造成流束的收縮，  同時流體又是保持連續(xù)流動的狀態(tài),因此在流束截面積小處的流速達(dá)到大,， 在流速截面積小處,，流體的靜壓力低。

同理,，在孔板出口端面處，由于流速已比原來增大,，因此靜壓力仍舊比原來的為低(即圖中P2

二.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有孔板（下圖左）,噴嘴和文丘里管（下圖右）等,其中又以孔板應(yīng)用廣,。

我們把應(yīng)用廣泛的節(jié)流裝置-----孔板作一簡單的介紹。

孔板的結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)孔扳是一塊圓形的中間開孔的金屬扳,，開孔邊緣非常尖銳,，而且與管道軸線是同心的，用于不同管道內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)孔板,，其結(jié)構(gòu)形式基本是幾何相似的,，如圖3-4所示，標(biāo)準(zhǔn)孔扳是旋轉(zhuǎn)對稱的,，上游側(cè)孔板端面的任意兩點(diǎn)間連線應(yīng)垂直于軸線,。

孔板的開孔，在流束進(jìn)入的一面做成圓柱形，而在流束排出的一面則沿著圓錐形擴(kuò)散,，錐面的斜角為F,。當(dāng)孔板的厚度E>0.02D(D為管道內(nèi)徑)時，F(xiàn)應(yīng)在3D一45о之間(通常做成45о的為多),，孔扳的厚度E一般要求在3—10mm范圍之內(nèi),。孔板的機(jī)械加工精度要求比較高,。

圖3—4  標(biāo)準(zhǔn)孔扳

孔板使用條件的規(guī)定

(1)．被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道截面連續(xù)地流動,。

(2)．管道內(nèi)的流束(流動狀態(tài))應(yīng)該是穩(wěn)定的。

(3)．被測介質(zhì)在通過孔板時應(yīng)不發(fā)生相變(例如：液體不發(fā)生蒸發(fā),，溶解在液體中的氣體應(yīng)不會釋放出來),，同時是單相存在的。對于成份復(fù)雜的介質(zhì),，只有其性質(zhì)與單一成分的介質(zhì)類似時 才能使用,。

(4)，測量氣體(蒸汽)流量時所析出的冷凝液或灰塵,，或測量液體流量時所析出的氣體或沉淀物,，既不得聚積在管道中的孔板附近，也不得聚積在連接管內(nèi),。

(5)．在測量能引起孔板堵塞的介質(zhì)流量時,，心須進(jìn)行定期清洗。

(6)．在離開孔板前后兩端面2D的管道內(nèi)表面上,，沒有任何凸出物和肉眼可見的粗糙與不平的現(xiàn)象,。對于標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。標(biāo)準(zhǔn)文丘里噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管,， 這些條件均適用,。

孔板因?yàn)橹圃旃に嚭唵危惭b方便,，成本低,。因此被廣泛的應(yīng)用，但在使用時特別要注意,，尤其是用于測量腐蝕性介質(zhì)及含有灰塵的介質(zhì)有流量時,，  要經(jīng)常觀察測量結(jié)果是否準(zhǔn)確，防止由于腐蝕和堵塞取壓口而造成的測量誤差過大,， 或根本不能測量的現(xiàn)象發(fā)生,， 每年大檢修應(yīng)進(jìn)行孔扳的清洗工作，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重時應(yīng)立即更換新的孔板,。

三,、差壓變送器變送器是用于生產(chǎn)過程參數(shù)的檢測,，供各種工業(yè)過程參數(shù)的測量、變換及信號傳送用,。其中以差壓變送器的使用廣泛,，用來測量流量、液位,、壓力,、密度等參數(shù)。

電容式變送器采用電容式變換元件,，把壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成電容量的變化,，主要完成對壓力或差壓信號進(jìn)行檢測和變送的任務(wù)。變送器把被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號：4-20mA.DC輸出,。它的特點(diǎn)是精度高,、體積小、性能好,、可靠性好,、長期穩(wěn)定性且調(diào)整方便。一般精度為0.25級,。

電容式差壓工作原理

電容式變送器的測量部分是由敏感部件和法蘭組件構(gòu)件,，法蘭組件通過錐管螺紋與被測介質(zhì)相連。法蘭和敏感部件用四個雙頭螺栓夾固,，分為高,、低壓兩室，用H．L表示,。如果低壓室用盲孔法蘭,，則構(gòu)成壓力變送器，如果低壓室抽真空密封,，則構(gòu)成壓力變送器,。

圖3-5為電容式變送器的測量部分---δ室

敏感部件的核心是δ室（也包括檢查線路板），δ室為對稱結(jié)構(gòu),，由*相同的左右兩室構(gòu)成差動電容的固定極板,，測量膜片焊接在兩室中間，作為差動電容　的活動極板,，在兩室的空腔中充滿硅油（或氟油），以便傳送測量壓力,。當(dāng)被測壓力P1,，P2作用于隔離膜片時，差壓ΔP經(jīng)硅油傳送到測量膜片,，引起微小的位移量Δd從而改變了兩差動電容的值,，將適當(dāng)?shù)募铍妷涸诓顒与娙?，將它產(chǎn)生的交變電流經(jīng)整流，控制,，放大等轉(zhuǎn)換電路的處理后,，在變送器上就得到與測量壓力成比例的4-20MADC信號，這就是電容式差壓變送器的基本原理,。

運(yùn)行維護(hù)方法

電容式變送器無機(jī)械傳動部分,，敏感組件采用全焊接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換部分的線路板采用接插式安裝,，堅(jiān)固,，耐用，故一般幾乎不需要大的維修,，如出現(xiàn)不正常情況時,，可從以下幾方面檢查：

1．系統(tǒng)輸送偏高

可能的原因和較正方法：

a．導(dǎo)壓管：檢查導(dǎo)壓管上的接頭和焊口，是否有堵塞和滲漏,，在某些容易結(jié)晶的化工介質(zhì)中使用時,，更應(yīng)特別注意沉積物有堵塞導(dǎo)壓管。

b．電路連接:要經(jīng)常保持電氣回路中的接插件清潔干燥,，特別注意檢查敏感部件的連接情況,，指示表頭是否斷路，電源電壓,，極性對否,。

c．電氣故障：其原因都已檢查后,可用備用線路板去代替，如故障消除,，則可確定為線路的故障,應(yīng)于更換修理.

d．敏感元件:若發(fā)現(xiàn)敏感部件的故障時,，可參考有關(guān)規(guī)程進(jìn)行檢查.

2．系統(tǒng)輸出偏低或無輸出

可能的原因及較正方法：

a．引壓管：檢查連接是否正確，有無泄漏或堵塞,。檢查引液導(dǎo)管中是否有氣體,。法蘭中有無沉積物。

b．電氣部件的連接：

檢查敏感部件的引線是否有短路,。確保接插件的清潔,、可靠靠、絕緣良好,。用好的線路板去檢驗(yàn),，找出故障的線路板并給予更換。

3.系統(tǒng)輸出不穩(wěn)定

可能的原因及較正方法：

a. 檢查電氣回路是否有短路,，開路及多點(diǎn)接地,。

b. 調(diào)整阻尼時間，加大阻尼量,，能否消除系統(tǒng)振蕩,。

c．導(dǎo)壓管的檢查,，檢查液體導(dǎo)壓管中是否有氣體。在氣體導(dǎo)壓管中是否有液體,。

差壓式流量計(jì)的安裝

要使差壓式流量計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)流量測量,，除了正確地選用和計(jì)算外，還必須正確地安裝節(jié)流裝置,，引壓管和差壓變送器,，以保證信號的正確獲取、變送和指示,。

1．節(jié)流孔扳要求裝得和管道軸線同心,，并垂直于管道軸線，孔扳的銳邊要向著流動方向,，不得裝反,。

2．節(jié)流孔板應(yīng)安裝在直管段部分，否則彎頭,、閥門等局部阻力的影響,，造成測量不準(zhǔn)，有關(guān)節(jié)流裝置的前后安裝直管長度,，可從儀表手冊或相關(guān)的資料中查得,。

3．當(dāng)測量液體流量時，測壓孔開在水平管道下半部,，差壓變送器應(yīng)安裝在孔板之下,。當(dāng)差壓計(jì)不得不放在節(jié)流裝置上方時應(yīng)在導(dǎo)壓管高點(diǎn)加放氣閥，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有氣體,，如圖3—6所示,。

圖3-6　測量液體流量時信號管路的安裝方法

a) 顯示儀表位于節(jié)流裝置下方.

b) 顯示儀表位于節(jié)流裝置上方且中間有隔墻.

4．當(dāng)測量氣體流量時，測壓孔開在管道的上半部,，差壓變送器應(yīng)安得高于孔板,。當(dāng)無法滿足此要求時，必須在導(dǎo)壓系統(tǒng)低處加冷凝和放水閥,，以保證導(dǎo)壓管內(nèi)沒有液體,。如圖3-7所示。

圖3-7　測量氣體流量時信號管路的安裝方法

5．當(dāng)測量蒸汽流量時,，測壓孔開在管道水平直徑上,，必須在孔板引壓孔附近裝置冷凝罐，蒸汽在此冷凝后并充滿導(dǎo)壓管,，使差壓變送器與高溫蒸汽隔開,，如圖3-8所示。

圖3-8　測量蒸汽流量時信號管路的安裝方法

6．安裝差壓變送器時,，必須在差壓變送器附近（常為上方）裝置“三閥組”如圖3-9所示,。

圖3-9差壓變送器三閥組安裝示意圖

作差壓計(jì)的三閥組，必須注意兩個原則：

①不能讓導(dǎo)壓管內(nèi)的凝結(jié)水或隔離液流失

②不能使測量元件（膜盒或波紋管）受壓和受熱

三閥組的起動順序應(yīng)是,，打開正壓閥1,，關(guān)閉平衡閥2，打開負(fù)壓閥3,，停動的順序應(yīng)與上述相反,，即關(guān)閉負(fù)壓閥3，打開平衡閥2,，關(guān)閉正壓閥1,。這樣就可以免除由于一時疏忽，而把某一高壓引入測量室而造成測量室單相受壓而損壞儀表的危險,。