差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸以计算流量的仪表。差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压变送器和流量积算仪)组成。通常以检测件的型式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里管流量计、均速管流量计等。二次装置为差压变送器和流量积算仪及DCS等。
差压式流量计的应用最广泛的节流式检测件按其标准化程度分为标准式和非标准式二大类。所谓标准检测件是指只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流校准即可确定其流量值和估算流量误差，非标准检测件是成熟程度较差，尚未列入标准文件中的检测件。
差压式流量计是一类应用广泛的流量计，在各类流量仪表中其用量占居首位，其中尤以节流式差压流量计中用标准节流装置作为检测件的最为普及，是流量计选用时优先考虑的仪表。一般把流量测量国际标准ISO5167中所包括的节流装置称为标准节流装置，而把除此以外的节流装置以及不符合标准使用条件的标准节流装置称为非标准节流装置。标准节流装置的种类在全部节流装置中只占极少数，目前它只有三种：孔板、喷嘴和文丘里管，而全部节流装置目前已超过20种。标准节流装置的发展历史悠久，积累了极其丰富的技术资料，国际标准ISO5167就是这些技术资料的总结文件。在使用中只要严格遵循标准的各项要求，可以无须实流校准即能确定流量与仪表信号的关系并估算其测量误差。这是此类流量计获得广泛使用的重要原因。
一、差压式流量计原理和结构
1、差压式流量计基本原理
在昌晖仪表网《差压式流量计简介》中已对差压式流量计工作做了详细介绍，在本文不再累述。
2、差压式流量计流量公式
差压式流量计流量公式中qm为质量流量，kg/s；qv为体积流量，m3/s；C为流出系数；ε为可膨胀性系数；β为直径比，β=d/D；d为工作条件下节流件的孔径，m；D为工作条件下上游管道内径，m；△P为差压，Pa；ρ1为上游流体密度，kg/m3。由上面的流量公式可见，流量为C、ε、d、ρ、△P和β6个参数的函数，此6个参数可分为实测量(d、ρ、△P和β)和统计量(C、ε)两类。
①实测量
◆d和D
在上面的流量公式中d与流量为平方关系，其精度对流量总精度影响较大，误差值一般应控制在±0.05%左右。还应计及工作温度对材料热膨胀的影响。标准规定管道内径D必须实测，需在上游管段的几个截面上进行多次测量求其平均值，误差不应大于±0.3%。除对数值测量精度要求较高外，还应考虑内径偏差会对节流件上游通道造成不正常节流现象所带来的严重影响。因此，当不是成套供应节流装置时，在现场临时配管应充分注意这个问题。
◆ρ
在流量方程中与△P是处于同等位置，亦就是说，当追求差压变送器高精度等级时，绝不要忘记ρ的测量精度亦应与之相匹配。否则ΔP的提高将会被ρ的降低所抵销。昌晖流量积算仪密度补偿精度很高，这就是用户觉得昌晖流量积算仪测量很准确的原因。
◆ΔP
差压ΔP的精确测量不应只限于选用一台高精度差压变送器。实际上差压变送器能否接受到真实的差压值还决定于一系列因素，其中正确的取压孔及引压管线的制造、安装及使用是保证获得真正差压值的关键，这些影响因素很多是难以定量或定性确定的，只有加强制造及安装的规范化工作才能达到目的。
②统计量
◆C
统计量C是无法实测的量(指按标准设计制造安装，不经校准投用)，在现场使用时最复杂的情况出现在实际的C值与由标准确定的C值不相符合。它们的偏离是由设计、制造、安装及使用一系列因素造成的。应该明确，上述各环节全部严格遵循标准的规定，其实际值才会与标准确定的值相符合，现场是难以完全满足这种要求的。
应该指出，与标准条件的偏离，有的可定量估算(可进行修正)。有的只能定性估计(不确定度的幅度与方向)，但是现实中，有时不仅是一个条件偏离，这就带来非常复杂的情况，因为一般资料中只介绍某一条件偏离引起的误差。如果许多条件同时偏离，则缺少相关的资料可查。
以下列举应该着重检查的问题。
a、结构的偏离
●孔板入口直角锐利度
●孔板厚度
●孔板上游端面平面度
●取压位置
●取压孔加工不规范或堵塞
●管径尺寸与计算不符
●节流件附近产生台阶、错位
●环室尺寸产生台阶、偏心
●焊接，焊缝突出
●节流件偏心(不同轴度)
b、管线布置的偏离
●阻流件靠近节流装置
阻流件类型很复杂，有单一阻流件，亦有组合式阻流件，标准仅给出单一的，对于组合式阻流件的资料还欠缺。
●流动调整器的应用
使用流动调整器目的是使进入节流件的流动为充分发展管流，但并非随意使用它都能达到目的，有时使用不当反会带来流场偏倚、堵塞、高压损等负作用。
c、使用偏离
●孔板弯曲(变形)
●上游端面沉积脏物
●上游测量管沉积脏物
●孔板入口直角边缘变钝、破损
d、管道粗糙度的影响
●管道粗糙度增加使速度分布曲线变陡，会增大流出系数。
●管道粗糙度是一个难以掌握的因素，它与流体性质、管壁腐蚀、积垢等有关，随时间而变化。
●可膨胀性系数ε是对流体通过节流件时密度发生变化而引起的流出系数变化的修正，它的误差由两部分组成：其一为常用流量下ε的误差，即标准确定值的误差；其二为由于流量变化ε值将随之波动带来的误差。一般在低静压高差压情况，ε值由不可忽略的误差。但△P/P≤0.04时ε的误差可忽略不计。
3、差压式流量计结构
差压式流量计典型安装示意图可以在孔板产品页面查阅。差压式流量计其部件包括一次装置和二次装置的差压变送器。引压管朝上倾斜，对于水，斜率为80mm/m，对于更粘的流体，为160-320mm/m，其长度尽可能缩短。对于热的液体。应使未被保温的引压管线足够长，以便使密度的变化减小。二次装置的流量积算仪一般安装在仪表控制室，没有在图中表示出，它与差压变送器用电信号线连接。
二、差压式流量计特点
1、差压式流量计优点
①应用最多的孔板流量计结构简单牢固，性能稳定可靠，使用寿命长。
②应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之比拟，所有单相流体，包括液、气、蒸气皆可测量，部分混相流，如气固、气液等亦可应用。一般工业生产过程的管径、工作状态(压力、温度)皆可测量。为适应广泛的使用要求，检测件已开发数10种之多，但是大多数检测件仍研究得很不充分，只有有限的品种曾进行过深入的试验研究，它就是标准节流装置。
③检测件与差压变送器、流量积算仪可分别由不同厂家生产，这种生产方式便于专业化和规模经济生产；并且两者可以自由组合，非常灵活方便。
④检测件，特别是标准型的，是全世界通用的，并得到国际计量组织的认可。对标准型检测件进行的试验研究是国际性的，其它流量计一般仅依靠个别厂家或研究群体进行，因此其研究广度与深度不可同日而语。从时间上看标准型自60年前由国际标准化组织确定后再也没有变化，这样研究资料的积累就极其丰富，可以说对标准型检测件的试验研究及实践检验其深度和和广度在流量计中都没有先例的。
⑤正是由于上述原因，标准型节流式差压流量计无须实流校准即可投用。
⑥目前在各种类型差压式流量计中以节流式及动压头式应用最多，节流式已发展至数10种，并且随着应用范围的拓宽，新品种不断地开发出来，较成熟的向标准型方向发展，国际标准化组织设有专门技术委员会负责此项工作；动压头式以均速管流量计为代表近年有较快发展，它是插入式结构，使用维护方便深受用户欢迎。
2、差压式流量计缺点
①测量精度普遍较低，由于众多因素的影响错综复杂，难以精确掌握。
②范围度窄，由于差压变送器输出的4-20mA差压信号与流量为平方关系，一般范围度仅3:1-4:1。
③现场安装条件要求较高，特别所需较长的直管段长度现场难以满足，引压管线易发生堵塞，冻结及信号失真等故障。
④压损大(指孔板、喷嘴等)。
《差压式流量计的选用(一)》的内容到此结束，连载文章《差压式流量计的选用(二)》主要介绍差压式流量计应用概括和选用考虑要点，期待你关注。
作者：孙淮清
