流量孔板計的計量誤差和分析

　　流量孔板計設計技術成熟、結構簡單，是石油化工等工業領域測量流體流量的主要設備。針對流量孔板計長期使用過程中測量誤差增大、精度下降問題，基于流量孔板計的工作原理，分析了直徑比β、流出系數C、可壓縮流體密度ρ1等物理參數變化以及導壓管差壓Δp傳送失真等對測量精確度的影響。

 

　　在此基礎上，提出了對孔板進行合理設計與選材，降低孔板腐蝕率;對孔板進行正確安裝，保證孔板前后壓差的可靠性;直管段規范安裝，并在檢修期間嚴格清理孔板和直管段以降低直徑比β以及流出系數C的變化對測量結果的影響;采用智能儀表，實施溫壓補償，對計量過程中參數進行在線計算和校等多種改進措施，力求達到降低誤差、提高計量結果精確度的目的。

 

　　計量誤差指計量結果與真值的偏離程度，計量結果越接近真值，其精確度越高。以節流裝置為檢測元件的流量孔板計，用于氣體、液體和蒸汽的流量測量，被廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域，實現對生產過程的監控以及能源的計量。其主要原因是該

 

　　流量孔板計具有相對簡單的結構、成熟的設計技術、較低的生產成本和穩定、可靠的性能等特點。但是在流量計的使用過程中，由于各種因素(如孔板腐蝕磨損、測量范圍度較窄、現場安裝的要求不達標、引壓管線維護不到位等)，會造成一系列計量誤差，使測量精度下降。如何正確設計、安裝、維護流量計，減小計量誤差，提高計量精確度，是每一個流量計量工作者的工作重點［1-3］。

 

　　流量孔板計由檢測元件、差壓變送器以及流量顯示儀表組成。檢測元件有多種，如節流孔板、噴嘴和文丘里管等。其中，節流孔板以加工方便、穩定性好等優點，應用較為普遍。1流量孔板計工作原理節流裝置測量原理如圖1所示。流體流經孔板時，由于孔板孔徑小于管徑，會造成流束的急劇收縮，流速增加，動能的增大來自壓力能的減小。流體流過孔板后壓力降低，孔板前后壓力不相等，產生壓差。

 

　　根據流體流動連續性原理和伯努利方程(能量守恒定律)可知［4］，節流式差壓流量計可壓縮流體流量計算公式為：式中：qv為單位體積流量，m3/s;C為流出系數;d為工作條件下節流孔板開孔直徑，m;β為孔板開孔直徑與管道內徑之比;Δp為節流孔板前后差壓，Pa;ε、ρ1分別為流量孔板正端取壓口平面上的可膨脹系數和流體密度，kg/m3。由式(1)可知，體積流量qv與流體流量孔板前后的差壓Δp的平方根成正比。差壓Δp通過差壓變送器測量。