威力巴流量计及其应用

　　差压式流量计被广泛使用,占整个流量计总数的70%以上。但是,孔板在传统应用中所存在的缺点,如压损较大、运行成本高、量程比小、边缘磨损变形影响长期精度,以及安装和维护工作量大等问题,使它的应用受到了限制。而阿牛巴传感元件从设计到实际应用上都有其致命的弱点,严重影响了该产品在工业现场的广泛应用。

　　威力巴传感元件及其技术,是阿牛巴测量技术的创新和发展。它在精度、可靠性、重复性、防堵性和长期高精度等各方面上都达到了一个崭新的高度。

　　1　工作原理

　　威力巴传感元件的测量原理和其他差压式流量计一样,遵循伯努力方程和流体连续性原理。其流量公式为:式中　为工作状态下的体积流量;p0为探头前平均压力;p为探头后平均压力;K为威力巴的流量系数;ρ为流体密度;S为流体流过威力巴的流通截面积。

　　2　形状结构及技术特点

　　威力巴是一种子弹头的断面外形,一体化的金属腔结构;阿牛巴断面形状:一种为圆形,另一种为钻石形。他们的结构都为三片式结构。威力巴的负压孔在探头的侧后两边、流体与探头的分离点之前,探头前部表面进行了粗糙处理且有防淤槽。阿牛巴的负压孔在探头的正后侧,探头的中心轴线上,其探头迎向流体的表面是光滑的。这两种探头在形状结构上的区别决定了他们在与被测流体接触时的相互作用特性也不同。

　　图2是威力巴与流体的相互作用特性示意图。从形状上,探头受到的牵引力最小,产生的涡街脱落力也很小,流体与探头的分离点固定。探头前部进行表面粗糙处理,相当于有了一个紊流发生器,使流量系数K的线性度几乎不随雷诺数而变化,从而保证了在流速较低时测量的准确度。

　　威力巴探头采用完整的金属腔结构,避免了高低压腔室之间的渗漏,保证了长期精度,并能承受更高的压力和温度。低压孔的孔位取在探头与流体分离点之前,避免了低压孔受涡流影响,从本质上解决了堵塞问题和信号不稳定的问题。探头插入后通过管道中流体的整个速度剖面。取压孔位置是经面积积分后确立的,取压方式是多孔均速取压,这种独特设计使所测信号能反映流体截面真实的平均速度。另外,特别是创造性地在理论上推导出流量系数K的数学模型,且K系数不随雷诺数而变化,这个K系数模型是经过美国独立的流体实验室验证的。因此,威力巴传感元件是一种测量范围宽,长期精度高,稳定性和重复性好,适用于气体、液体和蒸气的先进的差压式流量传感元件。

3　应用

　　3·1　应用试验

　　1998年5月,开始在工业现场应用试验。首先选择了一件V200-10-H-R2-B5C和一件V500-10-H-R2-F615C传感元件在水介质流量测量和高炉煤气介质流量测量中做应用试验。安装之前,在精度为0·5级容积法的水流量标定装置上,对测量水介质的威力巴探头进行了精度测试。经过3次的反复数据测试,验证其精度≤1%。当差压值小于差压限制条件25·4Pa时,精度为3%~4%之间,且能稳定测量,与VERIS公司提供的技术性能指标相符合。