插入式流量计仪表系数K及其影响因素

    插入式流量计是一类以结构形式划分的流量计,其测量原理和传感器结构是相应满管式流量计的改型,它与满管式流量计相比具有结构简单、重量轻、能方便的实现不断流拆装、仪表的适用性强等特点,尤其在大口径流量的测量上优点明显,但由于该类仪表的使用特性受流体流动特性的影响很大,仪表的测量精度较低,长期以来国内外对它的研究都未曾深入,通常把它视为一种辅助性的流量计而一直未能得到推广和应用。近年来,随着我国对能源和环保计量的进一步重视,插入式流量计被越来越多的应用于水、空气、煤气、天然气、蒸汽等介质的计量。

    1　结构与原理

    目前已被推广应用的插入式流量计可分为点流速计型和径流速计型两大类。国内使用较多的是点流速计型插入式流量计(如涡轮、涡街等)。

    典型的点流速计型插入式流量计的结构如图1所示,它由测量头、插入杆、插入机构、转换器和仪表壳体(测量管道)组成。

    当测量头插入管道中某一特定位置(一般为管道轴线上或管道平均流速处),测量出该处局部流速,然后根据管道内流速分布及仪表与管道的几何参数等推算出管道内的流量值。

    点流速计型插入式流量计如涡轮、涡街的测量头为脉冲-频率型,其流量计算公式为:

    　　　　q_V=f/K                           (1)

式中　q_V—体积流量,m³/s;

      f—流量计的频率,Hz;

      K—流量计的仪表系数,1/m³。

    2　仪表系数K

    式(1)中的仪表系数K反应了点流速计型插入式流量计的仪表特性,其相对于平均K值的偏差程度表示了基本误差、线性度等决定仪表是否合格的关键指标。因此,正确理解仪表系数K及其计算修正方法对于插入式流量计的设计选型和正确应用具有十分重要的意义。

    2·1　点流速计型插入式流量计的标定

    点流速计型插入式流量计的标定方法有两种:流量计法和流速计法。

    流量计法是对整台流量计进行标定,其标定设备和方法与满管式流量计相同,但由于点流速计型插入式流量计常用于大口径流量的测量,因此其相应的标定设备和标定费用昂贵,无法被普遍采用,只有在某些特定场合(如技术监督部门对流量计测量结果的仲裁、流量计的定型试验等)使用。

    流速计法是把流量计的测量头当作是一台流速计来标定。首先测得测量头的仪表系数K₀,然后根据使用现场的流体及管道条件确定修正系数,再和管道横截面面积推算出整台流量计的仪表系数K。流速计法的标准标定装置液体采用直线明槽,气体采用低速风洞。