差压流量计是一种以测量流体流经节流装置所产生的静压差来得到流量大小的一种流量计。差压流量计最基本的配置包括节流装置、差压信号管路和压差计三个部分。节流装置有许多种,但我国计量机构对角接取压和法兰取压的孔板以及角接取压的喷嘴制定了国家标准,称为标准节流装置。采用标准节流装置时,节流装置的尺寸计算、设计、制造加工和安装可利用标准中的实验数据、图表和方法进行,加工安装后不必再进行标定,给制造、使用带来很大方便。有时为了避免安装上造成的附加误差,设计上往往要求在节流装置前后附有一定长度的直管段,随同节流装置由制造厂成套供应。除了标准孔板和标准喷嘴外,还有一些适合于特殊用途的非标准节流装置,如压力损耗很小的文丘里管及道尔管;可适用于测污秽、含颗粒流体的圆缺孔板及偏心孔板;测雷诺数很小的圆喷嘴和测微小流量用的内藏孔板(内藏孔板一般装在差压变送器内部,变送器直接与工艺管道连接)等。
差压流量计应用范围广泛,可测量全部单相流体,包括液、气、蒸汽。可测量部分混相流,如固、气液、液固等。差压流量计产品覆盖一般生产过程的管道直径、工作状态(压力和温度)。应用最普遍的标准孔板,结构易于复制,简单牢固,性能稳定可靠,使用期长,价格低廉。标准型检测元件得到国际标准化组织和国际法制计量组织的认可,无需实流校准即可使用。
差压流量计还存在一些缺点:测量的重复性、精度在流量计中属于中等水平,由于众多因数的影响,精度提高比较困难;范围度窄,一般为3:1或4:1;现场安装条件要求较高,如需较长直管段长度(如孔板、喷嘴等),一般较难满足;检测元件与差压显示仪之间的引压管线易产生泄漏、堵塞、冻结及信号失真等故障;压损大(指孔板、喷嘴等)。
选用标准节流装置无需个别校准。非标准节流装置原则上要校准后才能使用。选用标准节流装置时,要注意每一种节流件皆有管道直径、直径比、雷诺数、管道内壁粗糙度等限制值。孔板价格便宜,时首选类型。在同样差压下,经典文丘里管比孔板和喷嘴的压力损失少得多。对腐蚀性流体或高速流体(如高温蒸汽),孔板人口边缘很快变钝,流出系数发生偏移,采用喷嘴、文丘里管。由于喷嘴、文丘里管几何形状复制比孔板困难,未经校准的流出系数不确定度较高,如果采取实流校准则流出系数不确定度可降低。
正确选用节流装置类型需考虑如下因素。
(1)被测流体类型方面,是测液体、气体还是蒸汽?是洁净的还是脏污的?是否有腐蚀性或磨蚀性?
(2)被测流体压力、温度界限、密度、黏度等参数、是否脉动流等情况。
(3)检测件安装条件,如管道内径准确值、直管段长度、阻流件类型等。
(4)仪表性能要求,如精确度、范围度、重复性等。
(5)是用于计量还是自行控制。