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如何為差壓測量選擇合適差壓流量計以及他們自身的優點和缺點
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-12-17 08:42:40【小中大】
盡管使用第一臺DP設備已有100多年的歷史，但它們仍然是所有流量測量回路中最大的安裝基礎，特別是在過程和化學，石油和天然氣領域。英國上海自動化儀表有限公司測量與分析的DP流量和溫度產品經理概述了提供的主要選項，并解釋了技術發展如何穩步擴大儀表對其他領域的吸引力。
差壓測量的起源可以追溯到1738年，當時意大利數學家Daniel Bernoulli確定流動流體中的總能量（動能+壓力+勢）是恒定的。
大約60年后，另一位意大利人 - 喬瓦尼巴蒂斯塔文丘里 - 確定流入限制的流體以壓力為代價獲得動能或速度，當流體離開限制時，一些壓力恢復。
在伯努利發展他的理論270多年后，基于差壓測量原理的流量計繼續占據全球流量計市場的大部分。2007年，上海自動化儀表有限公司進行的一項調查估計，差壓裝置的全球市場實際上每年增長約6％，總價值超過10億美元。
差壓流量計說明
要實現差壓測量，需要兩個關鍵的設備項目。
首先，需要產生壓降的主要元素。基本上，該元素在流線中產生限制或減少，這導致上游和下游壓力之間的差異。根據所用元素的類型和被測介質的類型，這種限制可以在形狀上變化。有關可用的不同元素的更多信息包含在本文后面。通過差壓變送器測量壓力差，然后可以使用差壓變送器來計算流量。變送器技術的最新發展改變了差壓測量的可能性。
例如，隨著多變量變送器的出現，用戶現在不僅可以在一個單元內測量壓差，還可以測量靜壓和溫度，從而為他們提供可用于進一步增強其過程的附加數據。
選擇差壓流量計的關鍵因素是壓降問題。
雖然產生局部壓力下降是測量原理的一個組成部分，但重要的是要確保最小化任何永久性壓力損失，以便最大化流動能量。某些類型的差壓流量計在最大化這種回收率方面優于其他類型。例如，文丘里流量計具有更大的壓力恢復部分，比孔板流量計提供更低的壓降。差壓流量計的最大優點之一是其固有的多功能性。它們可用于測量氣體，蒸汽和液體的流量，使其比任何其他類型的流量計具有更廣泛的應用領域。這種多功能性和差壓原理的相對簡單性使得DP流量計在銷售和安裝基礎方面享有最大的市場。
特別是，它們在整個石油和天然氣工業中得到廣泛使用，并且隨著能源需求推動新的石油和天然氣勘探設施的建設，它們將繼續快速安裝。盡管石油和天然氣市場仍然是核心領域，但差壓流量計技術的最新發展也開辟了新領域的新應用。
選擇合適類型的差壓流量計
為任何應用選擇最佳類型的流量計需要仔細考慮一系列因素。在涉及差壓流量計的情況下，存在一系列傳感器，每種傳感器對于某些類型的應用都具有其自身的優點和缺點。
差壓流量計的主要類型是：
孔板流量計
皮托管
文丘里管
流量噴嘴
楔形元素
孔板流量計
孔板流量計是所有DP設備中最常用的。與其他儀表類型相比，它們的耐用性和低購買成本意味著它們在整個行業中得到廣泛應它們適用于各種高溫，低速應用，可測量清潔，臟污或腐蝕性液體，包括粘性液體，以及蒸汽和氣體。孔板流量計通常包括扁平金屬盤，在中心鉆有精密孔，其尺寸和輪廓取決于應用。盤本身通常由安裝在管道中的托架組件固定就位。可提供各種類型的孔板流量計，包括同心，偏心和分段，每種都具有針對特定應用的各自優點。
傳統孔板流量計的一個主要缺點源于安裝所需的單獨部件的數量。典型的孔板流量計安裝包括孔板，孔口法蘭，隔離閥，閥歧管，DP變送器，互連管和聯軸器。當連接在一起時，所有這些都存在潛在的泄漏點，這些泄漏點可能影響流量計的準確性和可靠性，并且導致被測量的液體或氣體的逸散性排放。由于諸如長脈沖線或阻塞脈沖線之類的問題，或者由于氣體系統脈沖線中的冷凝或液體管線中的氣泡導致的信號受損，它們也可能遭受慢速響應。
孔板流量計技術的最新進展已經克服了這些問題。
例如，上海自動化儀表有限公司的電磁流量計采用單件式設計，結合了孔板安裝所需的所有主要部件。這樣就無需用戶采購和安裝單獨的歧管，變送器和脈沖管道，通常可將安裝和調試成本降低多達50％。一體化設計還解決了與脈沖線相關的先前問題，從而提高了準確度并加快了響應速度。
皮托管
作為一種低成本，易于安裝的低壓降流量計，皮托管是測量清潔液體，氣體或蒸汽的理想解決方案。雖然不如孔板流量計準確，但它們可以很容易地安裝在大多數位置，包括方形或矩形管道。皮托管通過感測流動的沖擊壓力與靜壓之間的差異來測量流量。
皮托管有兩種主要類型。單端口皮托管測量沖擊壓力，管插入流動流中，其傳感端口面向流動方向。然后插入第二管以測量靜壓。測量的流量與沖擊壓力和靜壓之間的差值成比例。
這些設備受到僅在實際撞擊點測量的能力的限制。相比之下，平均皮托管沿其長度具有多個沖擊感應端口，位于相同的計算點，并包括外部和內部沖擊管。
內管提供各種傳感器孔的二次平均，使得平均皮托管非常適合應對大多數應用中發現的短管道固有的非均勻流動剖面條件。
文丘里流量計
作為最古老的流量計之一，文丘里管流量計代表了流量測量領域的主力，用于測量清潔液體和氣體。盡管它們已經成熟，但它們仍然在石油和天然氣行業享有市場支配地位，其穩定的性能，低壓降，可靠性和耐久性使其成為石油和天然氣應用的艱巨需求的理想選擇。
文丘里管的總體設計很簡單。它由與管道直徑相同的平行入口部分組成，然后是錐形減小（通常為21°夾角）和平行喉部。出口也是圓錐形的，但與入口角度較淺（通常為15°）。出口錐體的最終直徑與管道相同（稱為經典風險 - 最常見的設計）或直徑小于管道的直徑（截頭或短文丘里管）。高（即上游）壓力分接位于入口錐體之前，而低（下游）壓力分接位于喉部分的中心。
近年來，文丘里儀表的使用已經擴展到海底測量和處理領域，其特性使得它們特別適合于在這種應用中發現的惡劣環境。它們還可以設計用于海底應用中常見的高過程和環境壓力，適用于生產中的多相流體（油+氣+水+砂）。將專業的海底DP變送器，布線系統和歧管與文丘里組件集成在一起也相對容易。
流量噴嘴
流動噴嘴基本上是流動管，具有平滑的入口和尖銳的出口。流量噴嘴型流量計最常用于非粘性液體或氣體的高速流量測量，在存在可能損壞孔板的腐蝕或氣蝕風險的應用中。典型的例子包括蒸汽提升設備的流量測試。由于沒有鋒利的邊緣可能會隨著時間的推移而降低并影響性能，因此流量噴嘴具有出色的長期精度。它們還提供相對較低的壓力損失。
楔形流量計
這些類型的流量計具有V形流量限制，特別適用于測量要求更高的流體類型，例如具有高固體含量，高粘度或高腐蝕性/磨蝕性顆粒的流體。它們也是測量氣流的理想選擇。實現最佳性能選擇合適的DP流量計傳感器只是一個方面。為了優化安裝，考慮一系列其他因素也很重要。這些包括變送器調節。傳統上，較舊的發射器技術測量精度為校準量程的±0.2％。隨著變送器技術的進步，現在已將基準精度提高到校準量程的±0.025％。
另一個考慮因素是泄漏路徑的最小化，既可以改善健康和安全，又可以提高過程效率。這里的答案是選擇可以安裝遠程隔膜密封件的DP初級，例如楔子。或者，用戶可選擇全焊接設計采用集成焊接歧管，這些類型的設備可減少與傳統歧管相關的泄漏路徑。通過引入第二代多變量壓力變送器，可以測量來自任何DP主要設備的質量流量。該技術可以追溯應用，使其成為現有安裝的理想選擇，通過測量質量流量來提高性能。
下表提供了各種差壓流量計的快速指南以及每種差壓流量計的應用類型：
摘要
以上信息為各種類型的差壓流量計及其對特定應用的一般適用性提供了基本指導。憑借在工業和公用事業應用中設計和制造全系列流量計技術的數十年經驗，上海自動化儀表有限公司可以為您提供滿足您需求的最佳解決方案。
如需了解更多產品詳細信息，可咨詢上海自動化儀表有限公司分廠導航里的上海自動化儀表九廠欄目頻道。
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