孔板流量計測量原理
孔板流量計是將標準孔板與多參數差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領域的過程控制和測量。節流裝置又稱為差壓式流量計，是由一次檢測件（節流件）和二次裝置（差壓變送器和流量顯示儀）組成廣泛應用于氣體。蒸汽和液體的流量測量。具有結構簡單，維修方便，性能穩定。在已知有關參數的條件下，根據流動連續性原理和伯努利方程可以推導出差壓與流量之間的關系而求得流量。
其基本公式如下：
c－流出系數 無量綱
d－工作條件下節流件的節流孔或喉部直徑
D－工作條件下上游管道內徑
qm－質量流量 Kg/s
qv－體積流量 m3/s
?－直徑比d/D無量綱
流體的密度Kg/m3
可膨脹性系數 無量綱
基本結構
節流件：標準孔板、標準噴嘴、長徑噴嘴、1／4圓孔板、雙重孔板、偏心孔板、圓缺孔板、錐形入口孔板等
取壓裝置：環室、取壓法蘭、夾持環、導壓管等
連接法蘭（家標準、各種標準及其它設計部門的法蘭） 、緊固件。
測量管
孔板流量計結構圖：
使用條件
孔板流量計是將標準孔板、智能差壓變送器、三閥組、智能流量積算儀配套組成的，又稱差壓式流量計、平衡流量計，具有量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體的流量。廣泛應用于石油、化工、冶、電力、供熱、供水等域的過程控制和測量。
在充滿管道的流體，當它們流經管道內的節流裝置時，流束將在節流裝置的節流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節流件前后便產生了壓力降，即壓差，介質流動的流量越大，在節流件前后產生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續性定律為基準的。
孔板流量計節流裝置（孔板流量計）是集流量、溫度、壓力檢測功能于體，并能進行溫度、壓力自動補償的新代流量計，該孔板流量計采用先進的微機技術與微功耗新技術，功能強，結構緊湊，操作簡單，使用方便。
孔板流量計正常使用條件：
（1）工藝介質要持續的通過孔板流量計而且要充滿導壓管管，否則流量將無法測量。例如棒磨機給水流量無指示，儀表工到現場檢查變送器打開排污有少量水流出，認為是導壓管堵塞了，用氮氣吹，發現是通的，仔細檢查后發現節流元件安裝在靠近出水口附近（常壓），而且管道又再處（距地面11m）水沒有充滿工藝管道。建議把孔板流量計移位，后來把孔板移到距地面7米左右的橫管段，這時水能滿管流量指示正常。
（2）被測介質在物理上和熱力學上必須是均勻的單相流體。
（3）被測介質流經節流裝置時不得發生相變；即使導壓管內發生相變也不行。
（4）節流裝置所測得被測介質必須是穩定流，或被測介質是穩定的緩慢變化的，不適用于動流和臨界的流量測量。
（5）流束應與管道平行，不得有旋轉流。
安裝要求
節流裝置的安裝和適用于下列管段和管件有關：節流件上游側第一阻力件、第二阻力件，節流件下右側第一阻力件，從節流件上游第二阻力件到下游第一阻力件之間的管段以及差壓訊號管路等。
管道條件
（1）節流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見的彎曲。
（2）安裝節流件用得直管段應該是光滑的，如不光滑，流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。
（3）為保證流體的流動在節流件前1D出形成充分發展的紊流速度分布，而且使這種分布成均勻的軸對稱形，所以直管段必須是圓的，而且對節流件前2D范圍，其圓度要求其甚為嚴格，并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：
（A）節流件前OD，D/2，D，2D4個垂直管截面上，以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內徑單測值，取平均值D。任意內徑單測量值
與平均值之差不得超過±0.3%。
（B）在節流件后，在OD和2D位置用上述方法測得8個內徑單測值，任
意單測值與D比較，其最大偏差不得超過±2%。
2）節流件前后要求一段足夠長的直管段，這段足夠長的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關，見表1（β=d/D,d為孔板開孔直徑，D為管道內徑）。
（4）節流件上游側第一阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不論實際β值是多少）取表一所列數值的1/2。
（5）節流件上游側為敞開空間或直徑≥2D大容器時，則敞開空間或大容器與節流件之間的直管長不得小于30D（15D）。若節流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時，則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表1上規定的最小直管段長1外，從敞開空間到節流件之間的直管段總長也不得小于30D（15D）。
節流件上下游側的最小直管段長度表
注：1、上表只對標準節流裝置而言，對特殊節流裝置可供參考
2、列數系為管內徑D的倍數。
3、上表括號外的數字為“附加相對極限誤差為零”的數值，括號內的數字為“附加相對極限誤差為±0.5%”的數值。即直管段長度中有一個采用括號內的數值時，流量測量的極限相對誤差τQ/Q。應再算術相加0.5%亦即（τQ/Q+0.5）%
4、若實際直管段長度大于括號內數值，而小于括號外的數值時，需按“附加極限相對誤差為0.5%”處理。
（1）直流件安裝在管道中，其前端面必須與管道軸線垂直，允許的最大不垂直度不得超過±1°。
（2）節流件安裝在管道中后，其開孔必須與管道同心，其允許的最大不同心度ε不
得超過下列公式計算結果:ε≤0.015D（1/β-1）。
（3）所有墊片不能用太厚的材料，最好不超過0.5mm，墊片不能突出管壁內否則可能引起很大的測量誤差。
（4）凡是調節流量用的閥門，應裝在節流件后最小值管段長度以外
（5）節流裝置在工藝管道上的安裝，必須在管道清洗吹掃后進行。
（6）在水平或傾斜管道安裝的節流裝置的取壓方式。
一、被測流體為液體時，為防止氣泡進工藝管道入導壓管，取壓口應處于工藝管道中心線下偏≤45°的位置上，正負取壓口處于與管道對稱位置時，兩者應在同一水平面上（如下圖）。
二、被測流體為氣體時，為防止液體截止閥導壓管（冷凝液）進入導壓管，取壓口應處工藝管道中心管道上方線上插≤45°的位置，正負取壓口處于與管道對稱位置時，兩者應在同一水平線上（見下圖）。
三、被測流體為蒸汽時，應保證冷凝器中冷凝液面恒定和正負導壓管上的冷凝面高度一致，正負壓口處于與管道對稱位置時，兩者應在同一水平面上（見下圖）。
上述三種取壓口的安裝量式，均可與管道對稱和管道的同一側進行安裝。
（7）安裝節流裝置的管道處于垂直時，冷凝器應處于同一水平位置上，這樣可以消除因取壓孔位置高度不同而引起的測量誤差。
（8）導壓管應按被測流體的性質和參數使用耐壓，耐腐蝕的材質制造，其內徑不得小于6㎜長度最好在16M之內，視被測流體性質而安，不同長度下的最小內徑（見下表）。
（9）安裝差壓信號按1：10傾斜度敷設。
安裝方式
測量液體：測量液體流量時工藝管道水平安裝，差壓變送器的位置放出空氣處于節流裝置下方時，取壓口應在節流裝置的水平中心軸線下偏45°角引出，這樣可以消樣除由流體傳放出的氣體進入導壓管和差壓變送器。
測量水蒸汽：測量蒸汽流量時，安裝方式一般為差壓變送器低于、高于節流裝置兩種。取壓口位置應附合上述安裝要求，并在導壓管制高點處裝上放氣閥和氣體收集器。
測量氣體：測量介質為清潔的氣體流量時，安裝方式一般為差壓變送器高于、低于節流裝置兩種取壓口位置應符合上述安裝要求，當差壓變送器低于節流裝置時，導壓管必須向下彎至差壓變送器，并在最低處裝置放水閥和沉積器。
測量腐蝕性液體和氣體：測量腐蝕性的液體和氣體流量時，取壓口應附合上述安裝要求，不論管道是水平安裝或垂直安裝，差壓變送器高于或低于節流裝置，均必須在差壓變送器和節流裝置之間的隔離器，并在隔離器至差壓變送器的管路內填充隔離液，使被測流體不能與差壓變送器接觸，以免破壞差壓變送器的正常工作性能。
重復開方
差壓式流量計總是要有開平方運算這一環節，但若在差壓變送器開了平方后，在流量二次表中再開一次平方，就會產生相當大的誤差。表9.2所列即為各典型試驗點重復開方后理論輸出值的對照表。
重復開方后的理論輸出對照表
| 差壓值/％ |
開方后的流量值/％ |
重復開方后的輸出值/％ |
差壓值/％ |
開方后的流量值/％ |
重復開方后的輸出值/％ |
差壓值/％ |
開方后的流量值/％ |
重復開方后的輸出值/％ |
0
1
4
9 |
0
10
20
30 |
0
31.62
44.72
54.77 |
16
25
36
49 |
40
50
60
70 |
63.25
70.71
77.46
83.67 |
64
81
100 |
80
90
100 |
89.44
94.87
100 |
重復開方的錯誤一般發生在差壓變送器帶來開方功能的系統中，是由于疏忽引起的，一般是在物料平衡計算中出現嚴重問題而懷疑流量示值大幅度偏高時才進行檢查，并最后得到糾正。
避免重復開方錯誤的有效方法如下。
①更新認識。許多老的儀表人員對差壓變送器功能的認識習慣性停留在“差壓變送”上面，意即僅為差壓測量而已，故習慣性將二次表設置為開平方特性。
②加強基礎資料管理�；A資料不僅包括二次表校驗單，還應包括二次表的組態數據記錄單，變送器校驗單。
③組態時強調按數據記錄單操作，避免即興操作。并在組態完畢與記錄單校對無誤后加上密碼，防止隨意改動。
孔板銳角
普通孔板流量計的測量主要取決于迎向流體的開孔及其端面（要尖銳），而與其后的形狀關系不大。后面加工倒角（喇叭口）是為了盡快使流體恢復均衡平穩流動狀態，也有利于減小孔板造成的永久壓力損。近十年出現的多孔孔板平衡流量計，巧妙地將流體整流器和測量裝置融合為一體，此類孔板一般無須刻意倒角，流束仍恢復很快，各孔入口也無須特別尖銳（對精確測量無礙），卻大大縮短了所須直管段，減小了永久壓力損。
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