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摘 要：检测仪表的合理选型正确使用不仅是工艺生产的需要，也是节能降耗的需要。本文仅对玻璃生产线常见的气体流量计的选型与应用进行一些探讨。
关键词；合理选型； 正确使用； 节能降耗； 多孔平衡流量计
玻璃生产线（含全氧燃烧、富氧燃烧、特种玻璃、深加工玻璃线等）常有些气体介质的流量需要测量，如助燃风、调温风等冷却风、压缩空气、惰性气、氮气、氢气、氧气、天然气、液化气、蒸汽等。以最常见的风流量计的选型应用为例，按时期先后大致如下：节流差压式流量计（标准节流孔板、文丘里管等），涡街流量计，差压式流量计（均速管流量计），热式质量流量计，节流差压式流量计（弯管流量计），节流差压式流量计（多孔孔板平衡流量计）等。几种流量计各有优缺点，下面对它们进行一些分析探讨，以期合理选型正确使用。
1. 标准节流差压式流量计
标准节流孔板及文丘里管等典型的节流差压式流量计，是传统最常见的流量计。基于流体连续性原理和流体力学能量守衡原理，遵从伯努利定律。标准节流式流量计的基本公式为：
质量流量：M=α ε Ad （2ρ△P）1/2
体积流量：Q=M/ρ=α ε Ad （2△P/ρ）1/2
α----流量系数，ε----流束膨胀系数，Ad----工作状态下节流件开孔面积，ρ----节流件上游侧取压处流体密度，标准节流件上、下游侧规定的取压孔位置上所测得的静压力之差。
以孔板流量计为例，推导得其应用公式为：
Q=0.01252 α ε kt d2 （△P/ρ）1/2
当孔板流量系数α、流束膨胀系数ε、管道与孔板材料热膨胀校正系数kt、流体密度ρ及孔板节流孔径d近似视为常数C时，流体流量Q与孔板前、后的压力差△P的平方根成正比，公式简化为：
Q=C△P-2
3. 均速管流量计
属差压式流量计，由单点测速的皮托管演变发展而来，基于流体力学能量守衡原理，遵从伯努利定律。流体的全压（总压力）等于其动压加静压，测得流体的平均全压与平均静压之差△P，就获得流体的平均动压值。流体的平均动压即平均差压△P与平均流速V间的关系为：
V=K（2△P/ρ） 1/2
Q=A V
其中K为均速管流量系数，A为管道有效截面积。
均速管流量计导致的流体压力损失很小，其永久压力损失仅是标准孔板的5%以下，均速管结构简单，安装维护比较方便（但比涡街流量计和热式质量流量计要增加取压导压管和差压变送器），大口径管路流量测量时优点突出。各公司标称的所需直管段差异很大，有的小到2D，大的却要20D；价格差异也很大，不含差压变送器，便宜的一两千元，贵的上万元。
4. 热式质量流量计
热式质量流量计基于热传递原理。传感元件是封装于不锈钢套管内的2个精密热电阻RTD（一般为铂电阻），其一是流体介质温度传感元件，另一为加热兼传感元件，由它们组成惠斯登电桥的两个桥臂，控制加热传感器的加热功率，以使加热传感器和参比温度传感器间保持恒定温差△t=ts-ta=常数。流体流过加热传感器所带走的热量和流体的流速与密度之积ρV的m次方成正比，即与流体的质量流量的m次方成正比。流体的质量流量变化时，必须同时相应改变加热传感器的加热功率，才能保持△t不变，故测得加热功率就间接地测得流体的质量流量。检测元件总热损失E与质量流速ρV、质量流量M间的函数关系式如下：
E=（k As /d）[B+C（ρ V d/μ） m]（ Ts – Ta）
M=A ρ V
k----流体导热系数，As----被加热元件面积，B----传感器支撑件的自然对流、热辐射和热传导总的热传递常数（相对于介质的强制对流，传感器的自然对流、热辐射和热传导影响极小），C----常数，d----传感器直径，μ----流体黏度，m----系数（一般m≥0.3），Ts----元件表面温度，Ta----介质温度，A----管道有效截面积.
5. 总结
标准节流孔板、文丘里管等传统节流差压式流量计永久压力损大（由于死区和大量涡流），量程比小，要求直管段长，尤其不适合允许压力损小、直管段短和大口径管路的测量。
新型的A+K多函数孔圆盘式平衡流量计BFM（Balanced Flow Meter），是美国航空航天局、马歇尔航空飞行中心深入研究、大量试验的成果，巧妙地将传统整流器和节流件一体化、创新化，虽然原理类同标准孔板等节流式差压流量计，同样遵从伯努利定律，但由于圆盘具有多个独特的函数孔，在节流同时还对流体进行整流和平衡调整，因此在减小直管段要求（最短0.5D），减小永久压力损（是传统的1/3），提高量程比（>10：1）、测量精度（优于0.5%）、稳定性（噪声是传统的1/15）、耐污堵等方面均有极大改善。还可测双向流、气液两相流、浆料甚至固体颗粒流，几乎适用于所有流体。
以下是美国A+流量技术公司（A+FlowTek） （合作商上海科洋科技发展有限公司）提供的A+K多孔平衡流量计与其它差压式流量计的对比（由于各制造厂及现场状况的差异，以下有些描述不尽准确，个别作了修改，仅供参考）：
参考文献
[1] 王芳. 涡街流量计的应用探讨[J]. 化工自动化及仪表. 2012（06）
[2] 王庚. 焦化企业流量仪表选型[J]. 现代冶金. 2011（01）
[3] 桑国旗. 里氏硬度计的发展及正确选型与正确使用[J]. 热处理. 2013（04）
[4] 王龙海.涡街流量计的使用与维护[J]. 化工自动化及仪表. 2011（04）
[5] 陈培，卢嘉，郑永辉，李东.涡街流量计的选型[J]. 石油化工自动化. 2012（04）
关键词；合理选型； 正确使用； 节能降耗； 多孔平衡流量计
玻璃生产线（含全氧燃烧、富氧燃烧、特种玻璃、深加工玻璃线等）常有些气体介质的流量需要测量，如助燃风、调温风等冷却风、压缩空气、惰性气、氮气、氢气、氧气、天然气、液化气、蒸汽等。以最常见的风流量计的选型应用为例，按时期先后大致如下：节流差压式流量计（标准节流孔板、文丘里管等），涡街流量计，差压式流量计（均速管流量计），热式质量流量计，节流差压式流量计（弯管流量计），节流差压式流量计（多孔孔板平衡流量计）等。几种流量计各有优缺点，下面对它们进行一些分析探讨，以期合理选型正确使用。
1. 标准节流差压式流量计
标准节流孔板及文丘里管等典型的节流差压式流量计，是传统最常见的流量计。基于流体连续性原理和流体力学能量守衡原理，遵从伯努利定律。标准节流式流量计的基本公式为：
质量流量：M=α ε Ad （2ρ△P）1/2
体积流量：Q=M/ρ=α ε Ad （2△P/ρ）1/2
α----流量系数，ε----流束膨胀系数，Ad----工作状态下节流件开孔面积，ρ----节流件上游侧取压处流体密度，标准节流件上、下游侧规定的取压孔位置上所测得的静压力之差。
以孔板流量计为例，推导得其应用公式为：
Q=0.01252 α ε kt d2 （△P/ρ）1/2
当孔板流量系数α、流束膨胀系数ε、管道与孔板材料热膨胀校正系数kt、流体密度ρ及孔板节流孔径d近似视为常数C时，流体流量Q与孔板前、后的压力差△P的平方根成正比，公式简化为：
Q=C△P-2
3. 均速管流量计
属差压式流量计，由单点测速的皮托管演变发展而来，基于流体力学能量守衡原理，遵从伯努利定律。流体的全压（总压力）等于其动压加静压，测得流体的平均全压与平均静压之差△P，就获得流体的平均动压值。流体的平均动压即平均差压△P与平均流速V间的关系为：
V=K（2△P/ρ） 1/2
Q=A V
其中K为均速管流量系数，A为管道有效截面积。
均速管流量计导致的流体压力损失很小，其永久压力损失仅是标准孔板的5%以下，均速管结构简单，安装维护比较方便（但比涡街流量计和热式质量流量计要增加取压导压管和差压变送器），大口径管路流量测量时优点突出。各公司标称的所需直管段差异很大，有的小到2D，大的却要20D；价格差异也很大，不含差压变送器，便宜的一两千元，贵的上万元。
4. 热式质量流量计
热式质量流量计基于热传递原理。传感元件是封装于不锈钢套管内的2个精密热电阻RTD（一般为铂电阻），其一是流体介质温度传感元件，另一为加热兼传感元件，由它们组成惠斯登电桥的两个桥臂，控制加热传感器的加热功率，以使加热传感器和参比温度传感器间保持恒定温差△t=ts-ta=常数。流体流过加热传感器所带走的热量和流体的流速与密度之积ρV的m次方成正比，即与流体的质量流量的m次方成正比。流体的质量流量变化时，必须同时相应改变加热传感器的加热功率，才能保持△t不变，故测得加热功率就间接地测得流体的质量流量。检测元件总热损失E与质量流速ρV、质量流量M间的函数关系式如下：
E=（k As /d）[B+C（ρ V d/μ） m]（ Ts – Ta）
M=A ρ V
k----流体导热系数，As----被加热元件面积，B----传感器支撑件的自然对流、热辐射和热传导总的热传递常数（相对于介质的强制对流，传感器的自然对流、热辐射和热传导影响极小），C----常数，d----传感器直径，μ----流体黏度，m----系数（一般m≥0.3），Ts----元件表面温度，Ta----介质温度，A----管道有效截面积.
5. 总结
标准节流孔板、文丘里管等传统节流差压式流量计永久压力损大（由于死区和大量涡流），量程比小，要求直管段长，尤其不适合允许压力损小、直管段短和大口径管路的测量。
新型的A+K多函数孔圆盘式平衡流量计BFM（Balanced Flow Meter），是美国航空航天局、马歇尔航空飞行中心深入研究、大量试验的成果，巧妙地将传统整流器和节流件一体化、创新化，虽然原理类同标准孔板等节流式差压流量计，同样遵从伯努利定律，但由于圆盘具有多个独特的函数孔，在节流同时还对流体进行整流和平衡调整，因此在减小直管段要求（最短0.5D），减小永久压力损（是传统的1/3），提高量程比（>10：1）、测量精度（优于0.5%）、稳定性（噪声是传统的1/15）、耐污堵等方面均有极大改善。还可测双向流、气液两相流、浆料甚至固体颗粒流，几乎适用于所有流体。
以下是美国A+流量技术公司（A+FlowTek） （合作商上海科洋科技发展有限公司）提供的A+K多孔平衡流量计与其它差压式流量计的对比（由于各制造厂及现场状况的差异，以下有些描述不尽准确，个别作了修改，仅供参考）：
参考文献
[1] 王芳. 涡街流量计的应用探讨[J]. 化工自动化及仪表. 2012（06）
[2] 王庚. 焦化企业流量仪表选型[J]. 现代冶金. 2011（01）
[3] 桑国旗. 里氏硬度计的发展及正确选型与正确使用[J]. 热处理. 2013（04）
[4] 王龙海.涡街流量计的使用与维护[J]. 化工自动化及仪表. 2011（04）
[5] 陈培，卢嘉，郑永辉，李东.涡街流量计的选型[J]. 石油化工自动化. 2012（04）