一 概述
楔形流量計屬差壓式流量計，自20 世紀70 年代后期我國引進美國泰勒（Taylor）
公司的這種產(chǎn)品后，在化工企業(yè)的高黏度液體測量中使用效果令人滿意。美國一
家污水處理廠1987～1988 年共安裝15 臺楔形流量計測量污水流量，投運后儀表
運行正常。據(jù)國外相關(guān)報道：一臺管徑為76.2mm 的楔形流量計，其被測液體內(nèi)
含有19%～23%的固體，黏度達680mPa·s，雷諾數(shù)僅為12～17，在這樣的運行
條件下，測量準確度仍達到±2%，這是其他節(jié)流裝置根本達不到的。我國獨山子石化總廠煉油廠在蒸餾渣油、丙烷脫瀝青、酮苯脫臘裝置的原料流量檢測上
采用的孔板、電靶流量計使用效果一直不佳，換成楔形流量計測量后，效果很好。
二 測量原理
楔形流量計是根據(jù)伯努利公式，利用流體在流動過程中遵守能量守恒定律，
即動能和靜壓能之和不變，以流體通過起節(jié)流作用的圓缺楔形塊時產(chǎn)生壓差的原
理而進行流量測量的。楔形流量孔板由兩塊平板（一般為不銹鋼）制成，這兩塊平
板在臨界角上焊接在一起，然后插入槽內(nèi)，差壓引出管在位于楔形片中心兩邊等
距離的地方。見圖1。
當流體流經(jīng)V 形節(jié)流塊時，流通面積減少，流速增大，靜壓減小，從而產(chǎn)生
靜壓力差。由于壓差的平方根與流量成正比，測得壓差即可求得管道中的流量。
三 結(jié)構(gòu)及基本特點
1. 楔形流量計基本結(jié)構(gòu)
楔形流量計的構(gòu)造簡單，其結(jié)構(gòu)（見圖2）介于圓缺孔板、噴嘴和1/4 圓孔板之
間，在兼顧以上幾種形式流量計的優(yōu)點時，還兼具較好的適應性。
2. 主要特點

（1）較臟污的流體易于通過，污物不易附著、積沉，提高了測量的準確性，延
長了使用維護周期，適合于冶金、化工、環(huán)保等多種介質(zhì)測量。
（2）改善了對孔板入口尖銳度的要求，提高了測量準確性。
（3）適用于高黏度介質(zhì)，應用廣泛。
（4）量程比寬，通常可達10∶1 以上；測量準確度較高，可達±（0.5～1）% FS。
（5）壓損比孔板小
本公司生產(chǎn)的楔形孔板，夾角一般為60°～90°。若夾角為0°，即成為圓
缺孔板。夾角越小，產(chǎn)生的靜壓差越大，同時壓損也相應增大。由于楔形孔板呈
倒三角形，這種形狀有導流作用，流體流動時能圓滑過渡。與孔板相比，楔形孔
板產(chǎn)生的壓損較小。圖3 為楔形孔板與銳孔板產(chǎn)生的壓力損失比較。
（6）楔形孔板具有圓缺孔板的優(yōu)點
當流體中含有雜質(zhì)或固體時，容易從楔形孔板下部流過，不會沉積在孔板周
圍，即楔形孔板有自清洗作用。
（7）適用于低雷諾數(shù)RD 流量測量
標準孔板、文丘里管等不宜在低雷諾數(shù)下進行測量。標準孔板的流量系數(shù)通
常在雷諾數(shù)4000 以上時趨于穩(wěn)定，在低雷諾數(shù)時，其流量系數(shù)會隨雷諾數(shù)的變化
而變。當雷諾數(shù)小于1800 時，則流量與差壓之間會偏離基本的平方根關(guān)系，這顯
然會對測量準確度造成很大影響。而楔形孔板是V 型節(jié)流元件，流量系數(shù)線性好，
具有噴嘴入口的曲線流暢、無滯流區(qū)的特點，雷諾數(shù)對其影響小。當雷諾數(shù)小至
500 時，楔形流量計的準確度和流量系數(shù)變化不大；雷諾數(shù)在400～10000 之間進
行流量測量，誤差小于±3%，楔形孔板雷諾數(shù)與流量系數(shù)的曲線見圖4。
（8）安裝使用方便
與孔板相比，楔形流量計兩端用法蘭與工藝管道連接即可，安裝方便、日常
維護量小、運行成本相對低廉。
四 楔形流量計的標定
1. 楔形流量計為非標儀表，出廠時每臺儀表必須經(jīng)過實流標定
重鋼電子公司生產(chǎn)的楔形流量計采用標準表法，用水作介質(zhì)對每臺儀表進行
標定，所建立的水流量標定裝置獲得了重慶市*頒發(fā)的“計量標準
考核證書”及計量器具生產(chǎn)許可證，用戶使用后普遍反映良好。
楔形流量計在設(shè)計時選擇的流出系數(shù)由于很難準確地測量楔形元件的流通面
積，找出等效孔徑，因而大多憑經(jīng)驗先選擇流出系數(shù)，只有通過標定才能計算出
實際的流出系數(shù)，確定該臺儀表的誤差，并對原設(shè)計的差壓進行調(diào)整以達到儀表
準確度等級的要求。
2. 標定及數(shù)據(jù)處理

為保證儀表在使用范圍內(nèi)的準確性，標定點應選擇在常用流量范圍內(nèi)，一般
選取流量測量上限的20%、40%、60%、80%、；每一標定點按企業(yè)標準規(guī)
定，用計算機多次采樣后取平均值，再求出各標定點的流出系數(shù)（C）平均值作為該
儀表的流出系數(shù)。其C 值計算公式如下：
?ε ? ? Δ ?ρ
? ?
=
m D P
C qv m
2
2
0.00399
1
重鋼電子公司生產(chǎn)的數(shù)十臺楔形流量計，經(jīng)標定后對流出系數(shù)的分析，各種
規(guī)格楔形孔板（管徑25～300mm、量程比為10：1）的流出系數(shù)十分穩(wěn)定，測量誤
差均小于±1%。八成左右的儀表顯示流量與標準電磁流量計（經(jīng)華東國家計量測試
中心、上海市計量測試技術(shù)研究院給出的校準證書標明，其zui大示值誤差為
-0.10%、-0.12%）之差均在±0.5%以內(nèi)。
楔形流量計標定數(shù)據(jù)表列出了qvmax= 50000kg/h、Hmax=44kPa、楔形比β=
0.2522 的楔形孔板的標定數(shù)據(jù)。
五 楔形流量計的應用
楔形流量計量程比寬，雷諾數(shù)適用范圍在300～106 之間，因而尤為適用于高
黏度流體測量，如化工廠各種高粘度流體及污水；較臟污的氣體，如高爐煤氣、
焦爐煤氣測量；也可進行蒸汽、天然氣等氣體測量。實際應用舉例如下：
（1）重鋼焦化廠工業(yè)萘初塔循環(huán)流量、精塔循環(huán)、初期塔原料、精塔原料、一
段、二段焦油的測量，過去一直采用靶式流量計，使用效果欠佳。該廠首先在工
業(yè)萘初塔循環(huán)流量上嘗試采用了楔形流量計進行流量檢測，實踐表明其運行穩(wěn)定、
可靠。后又在其他幾個點上采用了楔形流量計，包括精塔循環(huán)、初塔原料、精塔
原料、一段焦油流量、二段焦油流量。如今，基本取消了原電靶流量計，流量檢
測穩(wěn)定性、可靠性大大提高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、維護工作量大減、故障率極低，降低生
產(chǎn)能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，帶來明顯經(jīng)濟效益。
（2）本公司煉鐵廠異地大修的3 號高爐（750m3）煤氣發(fā)生量和熱風爐用高爐煤
氣（管道直徑為D1820×10mm 和D1420×10mm）均采用楔形流量計進行測量，根
據(jù)二年多的使用情況看，數(shù)據(jù)十分穩(wěn)定，取壓管從未堵塞。
（3）重鋼中板廠使用的部分蒸汽和天然氣流量的計量也采用了楔形流量計，經(jīng)
天然氣二年多、蒸汽一年多的使用，用戶反映良好。
（4）重慶第四鋼廠在全廠天然氣、壓縮空氣計量系統(tǒng)中全部采用重鋼電子公司
生產(chǎn)的楔形流量計，克服了以前用孔板時用量變化范圍大的難題，滿足了工藝生
產(chǎn)的需求。
（5）重鋼公司各單位使用zui多的是工業(yè)水流量的測量，目前已用十多臺。由于
工業(yè)為保證儀表在使用范圍內(nèi)的準確性，標定點應選擇在常用流量范圍內(nèi)，一般
選取流量測量上限的20%、40%、60%、80%、；每一標定點按企業(yè)標準規(guī)
定，用計算機多次采樣后取平均值，再求出各標定點的流出系數(shù)（C）平均值作為該
儀表的流出系數(shù)。其C 值計算公式如下：
?ε ? ? Δ ?ρ
? ?
=
m D P
C qv m
2
2
0.00399
1
重鋼電子公司生產(chǎn)的數(shù)十臺楔形流量計，經(jīng)標定后對流出系數(shù)的分析，各種
規(guī)格楔形孔板（管徑25～300mm、量程比為10：1）的流出系數(shù)十分穩(wěn)定，測量誤
差均小于±1%。八成左右的儀表顯示流量與標準電磁流量計（經(jīng)華東國家計量測試
中心、上海市計量測試技術(shù)研究院給出的校準證書標明，其zui大示值誤差為
-0.10%、-0.12%）之差均在±0.5%以內(nèi)。
楔形流量計標定數(shù)據(jù)表列出了qvmax= 50000kg/h、Hmax=44kPa、楔形比β=
0.2522 的楔形孔板的標定數(shù)據(jù)。
五 楔形流量計的應用
楔形流量計量程比寬，雷諾數(shù)適用范圍在300～106 之間，因而尤為適用于高
黏度流體測量，如化工廠各種高粘度流體及污水；較臟污的氣體，如高爐煤氣、
焦爐煤氣測量；也可進行蒸汽、天然氣等氣體測量。實際應用舉例如下：
（1）重鋼焦化廠工業(yè)萘初塔循環(huán)流量、精塔循環(huán)、初期塔原料、精塔原料、一
段、二段焦油的測量，過去一直采用靶式流量計，使用效果欠佳。該廠首先在工
業(yè)萘初塔循環(huán)流量上嘗試采用了楔形流量計進行流量檢測，實踐表明其運行穩(wěn)定、
可靠。后又在其他幾個點上采用了楔形流量計，包括精塔循環(huán)、初塔原料、精塔
原料、一段焦油流量、二段焦油流量。如今，基本取消了原電靶流量計，流量檢
測穩(wěn)定性、可靠性大大提高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定、維護工作量大減、故障率極低，降低生
產(chǎn)能源消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，帶來明顯經(jīng)濟效益。
（2）本公司煉鐵廠異地大修的3 號高爐（750m3）煤氣發(fā)生量和熱風爐用高爐煤
氣（管道直徑為D1820×10mm 和D1420×10mm）均采用楔形流量計進行測量，根
據(jù)二年多的使用情況看，數(shù)據(jù)十分穩(wěn)定，取壓管從未堵塞。
（3）重鋼中板廠使用的部分蒸汽和天然氣流量的計量也采用了楔形流量計，經(jīng)
天然氣二年多、蒸汽一年多的使用，用戶反映良好。
（4）重慶第四鋼廠在全廠天然氣、壓縮空氣計量系統(tǒng)中全部采用重鋼電子公司
生產(chǎn)的楔形流量計，克服了以前用孔板時用量變化范圍大的難題，滿足了工藝生
產(chǎn)的需求。
（5）重鋼公司各單位使用zui多的是工業(yè)水流量的測量，目前已用十多臺。由于
工業(yè)水含有泥沙和雜質(zhì)，以往使用孔板容易使雜質(zhì)在孔板前堆集，易造成取壓管
發(fā)生堵塞，儀表維護工作量大。改用楔形流量計后，這些問題大大減少，效果明顯。

六 節(jié)能情況
重鋼某廠壓縮空氣總量計量裝置使用楔形流量計和孔板流量計的情況對比如
下：
工藝參數(shù)：
D322×8mm
Mmax=14400m3/h
Mcom=10800m3/h
Mmin=4000m3/h
P 工=0.6MPa
t=30℃
采用楔形孔板經(jīng)計算為：楔形比h/D=0.5、楔子高度h=153mm、節(jié)流面積比
m=0.5、zui大差壓ΔPmax=1.56kPa。
采用孔板流量計經(jīng)計算為：β=0.707
zui大差壓ΔPmax=2.24kPa（采用北京博斯達儀器儀表有限公司生產(chǎn)的“流量測
量節(jié)流裝置專家系統(tǒng)軟件”進行計算；楔形比h/D=0.5，與孔板β=0.707 其節(jié)流面
積比是一樣的）。
楔形孔板壓差為752.73Pa，標準孔板壓差為1080.84Pa，*壓損的差值為
328.1Pa，標準孔板多消耗的功率為246.1W，每年多耗能費用為1293.4（元/年）。
采用楔形孔板比標準孔板在此例（β=0.707）稍有節(jié)能效果，如果其β 值在0.5 左右
節(jié)能效果更好些。
七 結(jié)語
本文在介紹楔形流量計使用的優(yōu)點時，決無貶低孔板六 節(jié)能情況
重鋼某廠壓縮空氣總量計量裝置使用楔形流量計和孔板流量計的情況對比如
下：
工藝參數(shù)：
D322×8mm
Mmax=14400m3/h
Mcom=10800m3/h
Mmin=4000m3/h
P 工=0.6MPa
t=30℃
采用楔形孔板經(jīng)計算為：楔形比h/D=0.5、楔子高度h=153mm、節(jié)流面積比
m=0.5、zui大差壓ΔPmax=1.56kPa。
采用孔板流量計經(jīng)計算為：β=0.707
zui大差壓ΔPmax=2.24kPa（采用北京博斯達儀器儀表有限公司生產(chǎn)的“流量測
量節(jié)流裝置專家系統(tǒng)軟件”進行計算；楔形比h/D=0.5，與孔板β=0.707 其節(jié)流面
積比是一樣的）。
楔形孔板壓差為752.73Pa，標準孔板壓差為1080.84Pa，*壓損的差值為
328.1Pa，標準孔板多消耗的功率為246.1W，每年多耗能費用為1293.4（元/年）。
采用楔形孔板比標準孔板在此例（β=0.707）稍有節(jié)能效果，如果其β 值在0.5 左右
節(jié)能效果更好些。
七 結(jié)語
本文在介紹楔形流量計使用的優(yōu)點時，決無貶低孔板及其他儀表之意。在一
些不是作為計量結(jié)算十分嚴格的場所，采用一些實用、可靠的非標儀表也是可以
考慮的。標準與非標儀表也是相對的，今天的非標有可能成為明天的標準。加之
諸多設(shè)計好的標準節(jié)流裝置因現(xiàn)場條件所限成為非標，而且有些誤差還難以確定，
這種情況在工廠的計量中屢見不鮮。使用楔形流量計后，我們的體會是：工作穩(wěn)
定，準確度適中，能適應多種介質(zhì)，維護量小。缺點是必須每臺標定，價格比孔
板貴。