在工(gong)(gong)業(ye)化迅速(su)發展的(de)(de)大時代(dai)，缺少不了壓(ya)力變(bian)送器(qi)、流量計、液位計、密度計、差壓(ya)變(bian)送器(qi)等(deng)儀表(biao)把現場(chang)第一(yi)數據實時傳輸到工(gong)(gong)控(kong)系統上(shang)，為整(zheng)個工(gong)(gong)業(ye)自動(dong)化系統充當控(kong)制(zhi)、檢測等(deng)一(yi)系列(lie)的(de)(de)眼睛，接下來華恒儀表(biao)為您解讀工(gong)(gong)業(ye)現場(chang)最前沿的(de)(de)壓(ya)力變(bian)送器(qi)使用情況。

　　本文介紹的環形(xing)孔板節流裝置。近(jin)年來(lai)，在(zai)我單位(wei)的爐煤氣、焦(jiao)爐煤氣、混合煤氣等介質的流量測量中獲(huo)得了(le)成功(gong)應用，在(zai)解(jie)決防(fang)堵(du)塞、防(fang)堆積等方面(mian)有突出(chu)的點。

　　工作原理

　　標準孔板的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通截面(mian)是(shi)(shi)(shi)板（孔板）片中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)孔，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體通過時(shi)因流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突然收縮而加速，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體繞過孔板入口(kou)邊緣時(shi)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)面(mian)層是(shi)(shi)(shi)圓(yuan)柱形(xing)(xing)。環(huan)(huan)形(xing)(xing)孔板的(de)(de)(de)(de)(de)(de)小流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通截面(mian)是(shi)(shi)(shi)板（測(ce)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)板）片的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外緣和管內壁(bi)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓(yuan)環(huan)(huan)，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體通過時(shi)因流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)通面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突然收縮而加速，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體繞過測(ce)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)板入口(kou)邊緣時(shi)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)面(mian)層也是(shi)(shi)(shi)圓(yuan)柱形(xing)(xing)，對流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體產生(sheng)阻(zu)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)是(shi)(shi)(shi)相(xiang)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。因此孔板或測(ce)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)板對流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)力系(xi)數(shu)是(shi)(shi)(shi)相(xiang)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這就使兩有可能具有相(xiang)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)出系(xi)數(shu)。

　　標準孔板(ban)(ban)節(jie)流(liu)裝置和環(huan)形(xing)(xing)孔板(ban)(ban)節(jie)流(liu)裝置的(de)(de)結構分別(bie)如圖1和圖2所示。由圖可見，環(huan)形(xing)(xing)孔板(ban)(ban)與標準孔板(ban)(ban)的(de)(de)區別(bie)是(shi)：標準孔板(ban)(ban)的(de)(de)小(xiao)(xiao)流(liu)通面是(shi)與管(guan)軸(zhou)(zhou)線同軸(zhou)(zhou)的(de)(de)圓(yuan)柱，環(huan)形(xing)(xing)孔板(ban)(ban)的(de)(de)小(xiao)(xiao)流(liu)通面是(shi)與管(guan)軸(zhou)(zhou)線同軸(zhou)(zhou)的(de)(de)圓(yuan)環(huan)柱，從(cong)流(liu)場的(de)(de)對(dui)稱(cheng)性考慮，都優于(yu)圓(yuan)缺孔板(ban)(ban)、偏心孔板(ban)(ban)；另方面，環(huan)形(xing)(xing)孔板(ban)(ban)把(ba)中間(jian)流(liu)速、靠近管(guan)壁處流(liu)速低的(de)(de)流(liu)動模(mo)式(shi)強(qiang)制變成了靠近管(guan)壁處流(liu)速、中間(jian)流(liu)速低的(de)(de)流(liu)動模(mo)式(shi)，相當于(yu)流(liu)場的(de)(de)二次分配(pei)，進入環(huan)形(xing)(xing)孔板(ban)(ban)的(de)(de)上游(you)流(liu)場如果因(yin)上游(you)局部阻(zu)力的(de)(de)干(gan)擾(rao)產生了畸變（即(ji)不再軸(zhou)(zhou)對(dui)稱(cheng)），在二次分配(pei)時就會(hui)因(yin)“均(jun)化”的(de)(de)趨勢恢復(fu)成軸(zhou)(zhou)對(dui)稱(cheng)，就像沒有(you)受到(dao)局部阻(zu)力的(de)(de)干(gan)擾(rao)似的(de)(de)。

　　環(huan)形(xing)孔(kong)板節(jie)流(liu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和普通的(de)標準孔(kong)板樣(yang)，依據的(de)基本原(yuan)理是流(liu)體(ti)連(lian)續(xu)性方(fang)程和伯(bo)努利方(fang)程。把(ba)環(huan)形(xing)孔(kong)板的(de)測流(liu)件安裝(zhuang)(zhuang)在圓管中，當流(liu)體(ti)流(liu)經(jing)(jing)節(jie)流(liu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)時，其上(shang)、下游側之間就會(hui)產生壓力差，見圖3環(huan)形(xing)孔(kong)板工作原(yuan)理圖，經(jing)(jing)推導可得到流(liu)量(liang)基本方(fang)程式：

　　式中，qm為(wei)流(liu)(liu)體(ti)的(de)質(zhi)量流(liu)(liu)量，kg/h；C為(wei)流(liu)(liu)出系數；ε為(wei)流(liu)(liu)體(ti)經過節流(liu)(liu)裝(zhuang)置(zhi)后(hou)的(de)可膨脹性系數（對液體(ti)ε=1）；β為(wei)徑(jing)(jing)比（β=d/D1，d：環形(xing)孔板的(de)等效孔徑(jing)(jing)，mm，D1：管道內徑(jing)(jing)，mm）；D為(wei)測量管（工作狀態下）的(de)內徑(jing)(jing)，mm；ΔP為(wei)節流(liu)(liu)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)、下游取(qu)壓(ya)口處(chu)測取(qu)的(de)差(cha)壓(ya)值,KPa；ρ1為(wei)流(liu)(liu)體(ti)（在節流(liu)(liu)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)游側工作條件下）的(de)密度(du)，kg/m3。

　　經過正確設計計算制造出來的(de)(de)測流(liu)板(ban)在流(liu)體中形成阻(zu)擋，當(dang)流(liu)量為qm時產生的(de)(de)差(cha)壓(ya)為ΔP，利用差(cha)壓(ya)變送器將差(cha)壓(ya)值ΔP轉(zhuan)變成標準電流(liu)信號，再經過顯(xian)示儀表(biao)或數(shu)據處理系統，顯(xian)示出流(liu)體的(de)(de)流(liu)量或總量。

　　產品的點

　　環形孔板(ban)的(de)殊結構決定了它在應用時(shi)的(de)諸多點，這些點不但在理論上是(shi)(shi)有根據的(de)，而且也已(yi)經(jing)被(bei)現場使(shi)用證明。比(bi)較(jiao)突出的(de)是(shi)(shi)：

　　（1）結構牢固、性(xing)能穩(wen)定、工作(zuo)可靠，基本上是“維護(hu)儀表”。

　　（2）儀(yi)表本(ben)體是段(duan)直(zhi)的(de)(de)測量管，內壁經(jing)過加(jia)工，精度(du)(du)，而標(biao)準(zhun)孔板要另訂段(duan)直(zhi)管段(duan)才能達到同(tong)樣(yang)效果。安裝誤(wu)差（偏心(xin)、密封墊片(pian)伸入管道等(deng)）對儀(yi)表的(de)(de)測量幾(ji)乎沒(mei)有響，因此本(ben)儀(yi)表的(de)(de)使用(yong)精度(du)(du)比標(biao)準(zhun)孔板。

　　（3）節流件和測量管內壁都是形狀簡(jian)單的(de)(de)圓形，容易達(da)到的(de)(de)尺寸精(jing)度(du)、嚴的(de)(de)形位(wei)公差，利用“抽樣(yang)標(biao)定”就能獲得精(jing)度(du)，流出(chu)系數(shu)穩定性好。

　　（4）流(liu)(liu)體進入儀表本體后經(jing)過測流(liu)(liu)板的(de)突然阻擋，強(qiang)制再(zai)分配均(jun)化了(le)來(lai)流(liu)(liu)時的(de)畸(ji)變，通過環(huan)孔節流(liu)(liu)再(zai)加上“ 均(jun)壓(ya)環(huan)”取(qu)壓(ya)機構，使得進入差(cha)(cha)壓(ya)變送器(qi)的(de)測量值（ 差(cha)(cha)壓(ya)）很少(shao)受上游(you)局部阻力的(de)響。

　　（5）環(huan)(huan)形(xing)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)不(bu)(bu)但可測量(liang)(liang)般流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)，還可測量(liang)(liang)含雜(za)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)。因為環(huan)(huan)形(xing)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)檢測件結構(gou)形(xing)式(shi)與標(biao)準孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)有本質(zhi)不(bu)(bu)同，環(huan)(huan)形(xing)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)小流(liu)(liu)(liu)(liu)通(tong)面是(shi)(shi)緊(jin)貼管(guan)內壁的(de)(de)(de)(de)(de)圓環(huan)(huan)，而標(biao)準孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)小流(liu)(liu)(liu)(liu)通(tong)面是(shi)(shi)處(chu)于(yu)管(guan)中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)同心圓。流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)較低，般是(shi)(shi)緊(jin)貼著管(guan)壁邊流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)，在(zai)標(biao)準孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)附近(jin)，雜(za)質(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)得慢，很容(rong)(rong)易沉淀(dian)堆積，以(yi)于(yu)響測量(liang)(liang)精度或(huo)堵(du)塞(sai)取壓口(kou)。即使(shi)是(shi)(shi)圓缺孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)或(huo)偏(pian)心孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)，也避(bi)不(bu)(bu)了(le)這種(zhong)故障。然而對于(yu)環(huan)(huan)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)節(jie)流(liu)(liu)(liu)(liu)式(shi)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計，流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)隨著主(zhu)流(liu)(liu)(liu)(liu)起速(su)通(tong)過小流(liu)(liu)(liu)(liu)通(tong)截面（環(huan)(huan)隙），不(bu)(bu)大(da)(da)可能堆積在(zai)測流(liu)(liu)(liu)(liu)板(ban)(ban)(ban)(ban)附近(jin)，取壓口(kou)遠離滯流(liu)(liu)(liu)(liu)區，不(bu)(bu)容(rong)(rong)易堵(du)塞(sai)，何況采取了(le)多個取壓口(kou)（冗(rong)余設(she)計）并聯在(zai)均壓環(huan)(huan)上，只有全部堵(du)死才會(hui)失(shi)效，這就大(da)(da)大(da)(da)延長了(le)檢修周(zhou)期。防(fang)堵(du)型(xing)環(huan)(huan)形(xing)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計的(de)(de)(de)(de)(de)均壓環(huan)(huan)上與取壓口(kou)正對著的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)壁處(chu)設(she)有‘ 堵(du)頭’或(huo)排污(wu)球閥，可定期旋開(kai)排污(wu)或(huo)用(yong)捅條疏(shu)通(tong)雜(za)物。對含塵量(liang)(liang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)，可以(yi)選(xuan)帶隔離膜片的(de)(de)(de)(de)(de)差壓變送(song)器(qi)，堵(du)塞(sai)的(de)(de)(de)(de)(de)可能性小。帶均壓環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)堵(du)型(xing)環(huan)(huan)形(xing)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)板(ban)(ban)(ban)(ban)結構(gou)見圖4。

　　總結

　　焦(jiao)爐煤氣、半水煤氣等臟(zang)污(wu)流體介質含有粉(fen)塵、焦(jiao)油(you)、萘、硫化物(wu)、水，使(shi)(shi)用(yong)(yong)其它(ta)儀表遇到的問題較(jiao)多。在(zai)(zai)(zai)儀表結構方(fang)面，采用(yong)(yong)均壓環(huan)和(he)多個取壓口(kou)，在(zai)(zai)(zai)均壓環(huan)上(shang)與取壓口(kou)相對的地方(fang)焊(han)接段與取壓管相同內徑(jing)的排(pai)(pai)污(wu)管、連接個球(qiu)閥，在(zai)(zai)(zai)清污(wu)時(shi)打開球(qiu)閥排(pai)(pai)污(wu)或在(zai)(zai)(zai)停氣時(shi)用(yong)(yong)捅條疏通，也可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)專用(yong)(yong)結構在(zai)(zai)(zai)不停氣時(shi)用(yong)(yong)桿(gan)插入管壁清理取壓管。我單位已(yi)應用(yong)(yong)十(shi)幾臺，長(chang)的使(shi)(shi)用(yong)(yong)已(yi)有6年(nian)，今未發生故障，節(jie)約了(le)大量的維護人力和(he)物(wu)力。為(wei)生產(chan)單位提供了(le)準確(que)的計量數據，使(shi)(shi)生產(chan)單位在(zai)(zai)(zai)節(jie)能降耗工作中有數據進(jin)行指導，降低了(le)生產(chan)能耗。

　　儀器儀表是工業化(hua)進程的(de)基(ji)石，只有選用(yong)工業現(xian)場選用(yong)合適的(de)儀表，才能(neng)夠事半功(gong)倍，自動化(hua)流(liu)程才能(neng)夠更加(jia)自動化(hua)。