1 差壓式流量計(jì)作為傳統(tǒng)的計(jì)量手段已有近百年的發(fā)展歷史，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，今天它仍然是應(yīng)用zui多的工業(yè)在線流量測(cè)量儀表，占整個(gè)工業(yè)界流量計(jì)應(yīng)用總數(shù)的70%以上。

差壓式流量測(cè)量系統(tǒng)是由節(jié)流裝置和差壓變送器等現(xiàn)場(chǎng)儀表以及積算儀等二次表組成，隨著電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，變送器和積算儀、記錄儀的水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，DCS和計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用，二次儀表的精度、靈敏度和功能達(dá)到了*的水平。變送器已可以分辨出小至零點(diǎn)幾毫米水柱的差壓。但是，一次源的問題始終沒有大的突破，成了制約差壓式流量計(jì)發(fā)展的瓶頸，使得高水平的下游儀表無法發(fā)揮出應(yīng)有的率。

幾十年來，一次節(jié)流裝置的不斷改進(jìn)一直計(jì)量儀表研發(fā)人員的努力方向。差壓式流量計(jì)所使用的節(jié)流裝置，主要是標(biāo)準(zhǔn)孔板、噴嘴和文丘里管〔1〕。鑒于這些節(jié)流裝置的技術(shù)性能存在著種種缺陷，為適應(yīng)現(xiàn)實(shí)工業(yè)計(jì)量的需要，人們先后發(fā)明了幾種以孔板、噴嘴為基礎(chǔ)的改型節(jié)流裝置，如環(huán)形孔板、錐形入口孔板、四分之一圓孔板（噴嘴）、耐磨孔板〔2〕、楔形流量計(jì)、以及錐形流量計(jì)等，并推出畢托管、阿牛巴等均速流量計(jì)。這些改型的節(jié)流裝置在某一特定測(cè)量條件下可以彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置在技術(shù)性能方面的某些不足，但使用局限性都很大，測(cè)量精度也偏低，畢托管、阿牛巴流量計(jì)是一種性能相對(duì)較好的節(jié)流裝置，但堵塞、斷裂和*精度不高的問題仍未*解決。

由我公司研制的威力巴流量計(jì)較傳統(tǒng)均速管流量計(jì)具有較大的突破。

2*的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)

威力巴均速流量探頭通過多對(duì)取壓孔取壓，遍及全部管道直徑，其它非均速類型的插入式流量計(jì)多是單點(diǎn)取壓。例如：渦輪式、渦街式、電磁式、超聲波式等，所取的信號(hào)是湍流剖面分析，取得某個(gè)典型的值來代替平均值。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，管道、環(huán)境等現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜多變，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生非定型的速度剖面，用一點(diǎn)的測(cè)量值來代替平均流速是不可能準(zhǔn)確的。均速探頭精度克服了單點(diǎn)取壓的缺陷，但傳統(tǒng)的畢托管、阿牛巴流量計(jì)等均速流量計(jì)仍然存在如前面我們所提到的堵塞、斷裂和*精度不高仍未*解決的問題。威力巴*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)*解決了傳統(tǒng)均速管存在的問題。

此外，我們可以通過分析其它形狀的探頭存在的問題，來說明威力巴流量計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

· 圓形探頭                               

這種探頭產(chǎn)生一個(gè)無法預(yù)知的精度。原來的圓形探頭是為經(jīng)濟(jì)性流體而設(shè)計(jì)，達(dá)不到工業(yè)要求的精度。

圓形探頭流體分離點(diǎn)不固定，圍繞著探頭產(chǎn)生一個(gè)不穩(wěn)定的低壓信號(hào)，低壓孔易堵塞。

·磚石形探頭

它采用了尖銳的形狀，使流體分離點(diǎn)固定，與多變形探頭相比提高了精度，但同時(shí)也使渦街脫落力放大很多，探頭會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)、噪聲信號(hào)，使變送器信號(hào)失真，低壓孔易堵塞。

   而威力巴流量計(jì)以其的防堵設(shè)計(jì)，*擺脫了阿牛巴等插入式流量計(jì)易堵塞的弊端，使均速管流量計(jì)的水平達(dá)到了的高度。

a.       高取壓孔不會(huì)堵

探頭前面形成高壓區(qū)，阻止了顆粒進(jìn)入。在探頭的高取壓孔處流體的速度是零，沒有流體會(huì)進(jìn)入取壓孔。

在穩(wěn)定的流場(chǎng)中，高壓取壓孔和引壓管中并無介質(zhì)相對(duì)流動(dòng)，前部形成高壓區(qū)，與外界壓力處于動(dòng)態(tài)         

平衡狀態(tài)，流體繞過阻流體時(shí)，速度將發(fā)生變化，所以沒有流體進(jìn)入高壓取壓孔。

b.       低取壓孔實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防堵

一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的后、側(cè)部。這就是為什么秋天的樹葉總是集中在背風(fēng)的房子后面的原因。其它探頭由于低壓取壓孔在探頭的尾部，在渦街力的作用下，探頭的取壓孔很快地被渦流帶來的雜質(zhì)堵死。

雖然有些探頭采取吹掃等措施來防堵，但指標(biāo)不治本，無法從根本上解決堵的問題，必將影響正常的生產(chǎn)計(jì)量。

威力巴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是*將低壓取壓孔取在探頭側(cè)后兩邊、流體與探頭的分離點(diǎn)之前的探頭。低壓孔避開了渦流的影響，避免了渦流帶來的雜質(zhì)對(duì)取壓孔的堵塞。這就是威力巴所讀取的信號(hào)更穩(wěn)定和實(shí)現(xiàn)有效防堵的關(guān)鍵，也是威力巴可以工作在其它探頭無法工作的環(huán)境的根本原因。可見，威力巴實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)防堵。

3威力巴流量計(jì)的精度

威力巴和孔板等其它差壓流量計(jì)一樣都遵循伯努利方程：

Q＝K×C×

其中：Q＝管道內(nèi)的體積流量

      K＝流量系數(shù)

      C＝流量常數(shù)

      DP＝差壓發(fā)生器產(chǎn)生的差壓

可見：C為常數(shù)，要確定Q，必須確定K和DP。

· 流量系數(shù)

公司根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)理論、邊界層理論和實(shí)際流體的測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)過5年時(shí)間的探索，開創(chuàng)性地建立了威力巴流量探頭的流量系數(shù)K的數(shù)學(xué)分析模型。K=威力巴流量系數(shù)對(duì)伯努利方程理論在具體應(yīng)用上作了重要的補(bǔ)充。由世界的獨(dú)立的流量實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過全面測(cè)試證實(shí)，它的流量系數(shù)K的精度達(dá)±0.5％，并且是線性的，其的變化與雷諾數(shù)無關(guān)，由于威力巴的流量系數(shù)有正確的理論基礎(chǔ)，使得它比其它流量計(jì)更、更易得知，

· 差壓DP

正如前面所講述的威力巴*的科學(xué)設(shè)計(jì)，使得差壓DP更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定。

a.       zi彈頭形狀的探頭受到的牽引力zui小，使流體與探頭分離點(diǎn)固定。

b.       采用完整的金屬腔結(jié)構(gòu)，避免了其它探頭的三片式結(jié)構(gòu)的腔室間滲漏，保證了*精度并使探頭強(qiáng)度大大增加。

c.       低壓孔取在探頭的側(cè)后兩邊，探頭與流體分離點(diǎn)之前，避免了低壓孔受渦流影響，避免了低壓孔被堵，使低壓信號(hào)更穩(wěn)定，測(cè)量更。

d.       前部表面進(jìn)行了粗糙處理并增加了防淤槽：控制附面層，在各種流速下，流體在探頭表面的附面層都是紊流層，保證了低流速流體時(shí)探頭仍可獲得穩(wěn)定的信號(hào)，并在很寬的流量范圍內(nèi)保證了的流量系數(shù)。

e.       探頭通過管道中流體的整個(gè)速度分布剖面，由多個(gè)取壓孔取壓，取壓的間距是經(jīng)面積積分后所得，所測(cè)信號(hào)是反映流體平均速度的真實(shí)信號(hào)。

4安裝及運(yùn)行費(fèi)用

威力巴探頭的型號(hào)達(dá)七種之多，有彈簧鎖定型、簡捷安裝型、在線安裝型等等，分別滿足不同需要，只需要進(jìn)行幾英寸的線條焊接，完成安裝非常簡單和快捷，安裝成本極低。特別是利用工具可實(shí)現(xiàn)帶壓在線安裝，而且靈活多變的運(yùn)行系統(tǒng)能夠簡單地快速插入和拔出探頭，全部的閥和各種儀器的接口只需進(jìn)行簡單的裝配。當(dāng)管徑為10英寸時(shí)，安裝一個(gè)威力巴比安裝一個(gè)孔板的費(fèi)用節(jié)省60%以上。

威力巴的運(yùn)行成本也是比較低的。它是一種非收縮節(jié)流的設(shè)計(jì)，作為插入式探頭，只產(chǎn)生非常低的*性壓力損耗，典型的少于0.7KPa，而孔板元件產(chǎn)生的*壓力損耗超過14KPa，與孔板相比，威力巴的能量損耗降低了95%。使用威力巴只需一年的時(shí)間，就會(huì)通過節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用而使采購成本將為零。

5應(yīng)用與發(fā)展前景

威力巴的*的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的技術(shù)性能，對(duì)解決目前*的所謂“大流量、低壓力的計(jì)量”難題和煤氣、非潔凈天然氣的臟污流體的計(jì)量難題，將會(huì)發(fā)揮重要的作用；對(duì)于那些目前不得不仍在使用著孔板、阿牛巴管等傳統(tǒng)差壓儀表但又非常需要提高測(cè)量精度、改善計(jì)量效果的計(jì)量場(chǎng)合，威力巴管將成其理想的換代產(chǎn)品；威力巴管配之以精密型差壓變送器和智能二次儀表，能實(shí)現(xiàn)*穩(wěn)定、準(zhǔn)確地在線計(jì)量。一體化威力巴流量計(jì)更具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，可以同時(shí)測(cè)量壓力、溫度、DP，輸出動(dòng)態(tài)補(bǔ)償流量信號(hào)，可以部分取代振動(dòng)式質(zhì)量流量計(jì)、氣體超聲流量計(jì)等高價(jià)位流量儀表。

我廠合成裝置微差壓流量分別采用過靶式流量計(jì)、渦街流量計(jì)和電磁流量計(jì)都沒有達(dá)到*運(yùn)行的效果，我們將合成和尿素裝置中的部分一次元件更換成威力巴，一直運(yùn)行良好并且至今沒有維護(hù)量。在客戶公司空分裝置輸出到成品車間的工業(yè)風(fēng)含有粉塵比較多，而且成品車間有時(shí)zui少開1-2條線，有時(shí)zui多開六條線，流量有時(shí)很低，有時(shí)很高，相差比較大，選用其它流量計(jì)滿足這樣的要求比較困難。我們?yōu)槠浒惭b了一臺(tái)威力巴流量計(jì)，克服了由于粉塵大一次元件堵塞的問題，且滿足了在不同的工況情況下，都能計(jì)量的目的，深受用戶好評(píng)。

6結(jié)束語〔3〕

威力巴流量計(jì)以其*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)克服了孔板、阿牛巴等傳統(tǒng)差壓式儀表的計(jì)量弊端但仍不失其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠之特點(diǎn)，它作為新一代差壓式流量測(cè)量儀表給傳統(tǒng)差壓式流量測(cè)量技術(shù)帶來了全新的發(fā)展活力，具有其廣泛的使用性，它的良好發(fā)展前景是顯而易見的。