在工業(ye)化(hua)迅(xun)速發展的大(da)時(shi)代，缺少不(bu)了(le)壓(ya)力(li)變(bian)送器、流(liu)量(liang)計、液(ye)位(wei)計、密(mi)度計、差壓(ya)變(bian)送器等儀表把現場第(di)一(yi)數據實時(shi)傳輸到工控(kong)系統(tong)上，為整個工業(ye)自動(dong)化(hua)系統(tong)充(chong)當控(kong)制、檢(jian)測等一(yi)系列的眼(yan)睛，接下來華恒儀表為您解讀(du)工業(ye)現場最(zui)前沿的壓(ya)力(li)變(bian)送器使(shi)用(yong)情況。

　　差壓流量計是應用(yong)很廣泛的一種(zhong)流量計，已經實(shi)現(xian)了標(biao)準(zhun)(zhun)孔(kong)板流量計、噴嘴和文(wen)丘里管的標(biao)準(zhun)(zhun)化，只(zhi)要按照標(biao)準(zhun)(zhun)設計、制造、檢驗、安裝和使用(yong)，不經實(shi)流標(biao)定就(jiu)能得到規定的準(zhun)(zhun)確度。

　　但該(gai)類流量(liang)計有(you)一個顯著(zhu)(zhu)的弱(ruo)點，即量(liang)程比不(bu)盡人意(yi)。自從２０世(shi)紀８０年(nian)代(dai)ＣＰＵ進入(ru)工(gong)業(ye)儀表(biao)之后，情況有(you)了(le)改觀，通(tong)過引入(ru)流出系(xi)(xi)數(shu)Ｃ非線性(xing)的校正技術及膨脹性(xing)系(xi)(xi)數(shu)的自動校正技術，再加上差壓測(ce)量(liang)精確度(du)從２０世(shi)紀７０年(nian)代(dai)的１．５％提高(gao)到(dao)(dao)現在的０．０４％，使差壓式流量(liang)測(ce)量(liang)的系(xi)(xi)統不(bu)確定度(du)有(you)了(le)顯著(zhu)(zhu)提高(gao)，同時量(liang)程比也得到(dao)(dao)顯著(zhu)(zhu)的拓展，從早(zao)先的３∶１，擴大到(dao)(dao)１０∶１。

　　后(hou)來有(you)的儀表公司推(tui)出了雙量(liang)(liang)(liang)程差壓(ya)流量(liang)(liang)(liang)計(ji)，即增設了１臺低量(liang)(liang)(liang)程差壓(ya)變送(song)器以(yi)及用Ｈａｒｔ通信(xin)的方法傳送(song)差壓(ya)信(xin)號(hao)，可將量(liang)(liang)(liang)程比(bi)(bi)擴(kuo)大到３０∶１，筆者就測量(liang)(liang)(liang)精確(que)度(du)和量(liang)(liang)(liang)程比(bi)(bi)的關系問(wen)題進行分析(xi)，然后(hou)提出提高測量(liang)(liang)(liang)精確(que)度(du)和擴(kuo)大量(liang)(liang)(liang)程比(bi)(bi)的實用方法。

　　３∶１量程比(bi)的原因分(fen)析

　　流量(liang)》兩個標(biao)(biao)準中，并未對標(biao)(biao)準中所涉(she)及(ji)的(de)幾種差壓(ya)裝置能達(da)到(dao)(dao)的(de)量(liang)程(cheng)比(bi)做出規定，只對能達(da)到(dao)(dao)的(de)不(bu)確定度(du)做出了規定，例(li)如大家所熟悉的(de)標(biao)(biao)準孔板流量(liang)計(ji)，只要(yao)滿足５０ｍｍ≤Ｄ≤１　０００ｍｍ，ｄ１２．５ｍｍ，０．２≤≤０．６，ＲｅＤ５　０００的(de)使用條件，就能得到(dao)(dao)０．５％的(de)不(bu)確定度(du)。其(qi)中，Ｄ為管(guan)道(dao)內徑，ｄ為孔板流量(liang)計(ji)開孔直徑，為直徑比(bi)，ＲｅＤ為與Ｄ有關的(de)雷諾(nuo)數。

　　所(suo)謂流(liu)量(liang)(liang)量(liang)(liang)程(cheng)比就(jiu)是保(bao)證(zheng)精確度的(de)zui大流(liu)量(liang)(liang)ｑｍａｘ與(yu)(yu)zui小流(liu)量(liang)(liang)ｑｍｉｎ之(zhi)比。在(zai)常(chang)用壓力和溫度條件下，雷諾(nuo)數與(yu)(yu)流(liu)量(liang)(liang)成正比關(guan)系(xi)。所(suo)以，如(ru)果ｑｍａｘ與(yu)(yu)ｑｍｉｎ之(zhi)比為(wei)１０，就(jiu)意味著ＲｅＤｍａｘ與(yu)(yu)ＲｅＤｍｉｎ之(zhi)比為(wei)１０。而在(zai)上(shang)述(shu)標準中(zhong)，ＲｅＤｍａｘ與(yu)(yu)ＲｅＤｍｉｎ之(zhi)比差１０倍(bei)、１００倍(bei)甚至更大的(de)倍(bei)數，標準中(zhong)規定的(de)Ｃ＝ｆ（，ＲｅＤ）的(de)模型都能(neng)達到(dao)規定的(de)不確定度。

　　所以能(neng)夠做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點是(shi)因為從ＧＢ／Ｔ　２６２４—１９９３版(ban)開始，就已經不再(zai)將流(liu)出(chu)系(xi)數(shu)Ｃ當(dang)常數(shu)來處(chu)理，而是(shi)當(dang)變量來處(chu)理。在(zai)該標準中給出(chu)了(le)Ｃ＝ｆ（，ＲｅＤ）的(de)關(guan)系(xi)式，到(dao)了(le)ＧＢ／Ｔ　２６２４２００６，在(zai)總結了(le)十多年的(de)zui新研究(jiu)成果(guo)之(zhi)后，對該模型作了(le)進(jin)一(yi)步完(wan)善，給出(chu)了(le)精確度更高(gao)的(de)關(guan)系(xi)式，如(ru)標準孔板流(liu)量計（角接取壓）的(de)關(guan)系(xi)式如(ru)下：

　　標準孔板流量(liang)計（角接取壓）的關(guan)系(xi)式

　　將式(shi)（１）用圖(tu)形來表示，如(ru)圖(tu)１所示。從圖(tu)１可看(kan)出，當ＲｅＤ較大時(shi)，Ｃ近似成水平線(xian)，即Ｃ為(wei)常(chang)數；但隨著ＲｅＤ的減小，Ｃ逐漸(jian)增大。若將和(he)ＲｅＤ代入式(shi)（１）計算出Ｃ，可基(ji)本消除ＲｅＤ對Ｃ的影(ying)響，保(bao)證了０．５％的不確(que)定度。

　　典型標(biao)準(zhun)孔(kong)板流(liu)出系數(shu)(shu)隨雷(lei)諾數(shu)(shu) 變化(hua)(hua)曲線(xian)（  ＝０． ６ ）通(tong)常(chang)情況下差(cha)壓裝置(zhi)制造(zao)廠提供的(de)(de)設計(ji)計(ji)算(suan)書中都規定了(le)３∶１的(de)(de)量程比，原(yuan)因(yin)是制造(zao)廠無法確(que)定用(yong)戶將(jiang)差(cha)壓裝置(zhi)買回去是否進行(xing)Ｃ的(de)(de)非線(xian)性補(bu)償(chang)，而且制造(zao)廠無法進行(xing)Ｃ的(de)(de)非線(xian)性補(bu)償(chang)。而在(zai)該計(ji)算(suan)書中，需(xu)要提供產(chan)品的(de)(de)不確(que)定度，如果zui小流(liu)量太小，將(jiang)會導致(zhi)不確(que)定度嚴(yan)重惡化(hua)(hua)。

　　孔板流(liu)量計制造廠解(jie)決該問題的(de)方法(fa)之(zhi)一(yi)是(shi)縮小量程比(bi)(bi)，傳(chuan)統(tong)方法(fa)是(shi)將(jiang)量程比(bi)(bi)定為３∶１，這時(shi)提供(gong)給用戶(hu)的(de)Ｃ是(shi)常(chang)用流(liu)量對應的(de)Ｃ。按照國家相(xiang)關標(biao)準(zhun)的(de)規定，這一(yi)點的(de)不(bu)(bu)確定度(du)(du)是(shi)比(bi)(bi)較小的(de)，而偏離常(chang)用流(liu)量之(zhi)后，例如在３０％ｑｍａｘ點或(huo)１００％ｑｍａｘ點，不(bu)(bu)確定度(du)(du)將(jiang)顯著增大。

　　該方法使(shi)用了(le)幾(ji)十年，而且在(zai)ＧＢ　２６２４１９８１中(zhong)用標準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)形式(shi)(shi)固(gu)定下來。用標準(zhun)(zhun)圖(tu)(tu)形來表(biao)示標準(zhun)(zhun)孔板流量(liang)計與(yu)(yu)ＲｅＤ的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)節流裝置設計計算中(zhong)必(bi)用的(de)(de)(de)工具。在(zai)該標準(zhun)(zhun)中(zhong)，不(bu)使(shi)用Ｃ而采用流量(liang)系(xi)數(shu)ａ。ａ也不(bu)是(shi)(shi)(shi)按照公式(shi)(shi)計算出(chu)來的(de)(de)(de)，而是(shi)(shi)(shi)查圖(tu)(tu)得到的(de)(de)(de)。ａ與(yu)(yu)２和管(guan)(guan)徑Ｄ的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)如圖(tu)(tu)２所(suo)示［１１］。由(you)圖(tu)(tu)２可知，ａ不(bu)僅與(yu)(yu)有關(guan)，而且與(yu)(yu)Ｄ有關(guan)，這(zhe)反映(ying)了(le)管(guan)(guan)道內壁絕對粗糙(cao)度相同(tong)的(de)(de)(de)前后(hou)直管(guan)(guan)段，由(you)于管(guan)(guan)道內徑不(bu)同(tong)，其(qi)速度分布也不(bu)同(tong)，所(suo)以(yi)雖相同(tong)，而流量(liang)系(xi)數(shu)卻不(bu)同(tong)。圖(tu)(tu)２中(zhong)還(huan)反映(ying)出(chu)一個問題，即流量(liang)系(xi)數(shu)與(yu)(yu)雷諾(nuo)(nuo)數(shu)沒有關(guan)系(xi)。即在(zai)實(shi)際雷諾(nuo)(nuo)數(shu)大于界限雷諾(nuo)(nuo)數(shu)之后(hou)，Ｃ＝ｆ（，ＲｅＤ）曲線已經接近(jin)水平，所(suo)以(yi)忽略了(le)ＲｅＤ的(de)(de)(de)影響。

　　流量系數 ａ 與  ２ 的關系

　　目(mu)前(qian)，隨著儀(yi)表技術的(de)飛(fei)速發(fa)展(zhan)，實時計(ji)算Ｃ已變得簡單，Ｃ的(de)非(fei)線(xian)性在(zai)線(xian)補償較容易(yi)實現。因此，對于差壓(ya)裝置(zhi)制(zhi)造廠來說(shuo)，量(liang)程比(bi)不再受孔板流量(liang)計(ji)的(de)約束。

　　儀(yi)(yi)器儀(yi)(yi)表(biao)是工(gong)業(ye)化進程的基石，只有選用工(gong)業(ye)現(xian)場選用合適的儀(yi)(yi)表(biao)，才(cai)能(neng)夠(gou)事(shi)半功倍，自動(dong)化流程才(cai)能(neng)夠(gou)更加自動(dong)化。