差压式流量计有效测量范围选择时应注意的几个影响因素

　　长期以来，热电行业中差压式流量计是应用最广泛、历史最悠久的计量器具之一。 尤其是标准节流元件只要按照相关标准设计、制造、安装和使用就能保证测量准确度，这是很少见的。 但差压流量计也存在有效测量范围不够宽的弱点，早期文献认为只能达到3∶1，近年来，不少文献表明能达到10∶1。 根据GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》 中计量器具准确度等级要求强制性条款的规定， 测量水蒸气的计量器具的系统准确度等级应优于±2.5%，下面我们在标准要求的框架下讨论差压式流量计有效测量范围的制约因素。

　　一、差压测量准确度对差压式流量计有效测量范围的影响

　　众所周知，Qm2(流量)∝ΔP(差压)。 因此，在Qm百分率流量较小时，ΔP就更小，这就对差压测量准确度提出了非常高的要求。例如，在Qm为满量程的20%时，ΔP理论值只有满量程的4%。 如果此时选用的差压变送器是(4～20)mA、0.1级，则差压测量的不确定度为±0.34%， 引入的流量测量不确定度为±0.58%;如果选用的差压变送器是0.5级，则差压测量的不确定度为±1.72%，引入的流量测量不确定度为±1.31%。特别地，当选用的差压变送器是(0～10)mA、0.5级时，则差压测量的不确定度为±12.5%，引入的流量测量不确定度为±3.53%， 就非常大了， 超出了GB17167-2006中所要求的±2.5%。 因此，节流式差压流量计有效测量范围与差压测量准确度有着密切的关系。

　　二、流出系数(C)非线性对差压式流量计有效测量范围的影响

　　传统的节流式差压流量计认为流出系数C是常数，其实C与雷诺数有关。根据GB/T2624-1993《流量测量节流装置%用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》给出C与雷诺数的关系式(以角接取压为例)：

　　式中：β———标准孔板开孔直径与管道内径之比 ;ReD———雷诺数。 为了更清楚地说明雷诺数对流量计范围度地制约，图1给出了1台DN50、β(标准孔板开孔直径与管道内径之比)=0.6的典型标准孔板流出系数随雷诺数变化的关系曲线。 由图1可见，当量程比为10∶1，雷诺数为10×104，所对应的C值与雷诺数为1×106时，所对应的C值之差导致的流量值差异为3.35%，则只能规定此节流装置不能在ReD>10×104的条件下使用。 而如果满量程所对应的雷诺数为4×105，从图1中查得数据计算出该流量计的测量范围最大只能为4∶1。由此可见，差压式流量计有效测量范围受到雷诺数变化的影响。

　　三、可膨胀性系数(ε)对差压式流量计有效测量范围的影响