1 引言

      利用工業(yè)管道的彎頭進行管道流體流量測量的觀點提出至今已有九十多年了，在過去的幾十年中對彎管流量計的研究始終沒有停止過。進入二十世紀九十年代以后，在我國對彎管流量計的研究和應(yīng)用已形成一定的規(guī)模，在很多行業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場對彎管流量計的應(yīng)用越來越多。據(jù)不完全統(tǒng)計國內(nèi)生產(chǎn)銷售彎管流量計的廠家網(wǎng)上登錄已有十五家之多。

      彎管流量計做為一種計量產(chǎn)品生產(chǎn)，必須有國家計量監(jiān)督管理部門的批準和審察，經(jīng)查詢各家的產(chǎn)品宣傳資料，絕大多數(shù)廠家均獲準使用CMC生產(chǎn)標志。但是，由于該產(chǎn)品尚未有國家統(tǒng)一的技術(shù)標準和檢驗規(guī)范，因此使各家彎管流量計產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量良莠不齊，有的廠家為了追求銷售利潤甚至不顧市場法規(guī)，以劣充優(yōu)，用價格優(yōu)勢占領(lǐng)市場，因此給用戶在彎管流量計的選型、安裝和使用方面都帶來不少誤解和麻煩，或造成不應(yīng)有的損失。也違備了計量的科學性和嚴肅性。

      2 彎管流量計的基本原理

      流體在管道中流動，經(jīng)過管道轉(zhuǎn)彎時由于受到彎曲管壁的導(dǎo)流作用，使流體在流進彎管時靠近彎管內(nèi)側(cè)的流體流速被增大，而靠近外側(cè)流體的流速被減小，且在90°彎管的45°中心線的過流斷面處達到極限狀態(tài)，根據(jù)能量守衡定律使彎管內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生一個差壓值，該差壓值的大小與流體流速、流體密度和彎管的結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。當彎管結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素確定之后，流體的流量就是彎管內(nèi)外側(cè)差壓值的唯一函數(shù)。這就是利用彎管進行流量測量的基本原理。彎管是管道系統(tǒng)中的重要管道部件且廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)管線中，因此，以標準結(jié)構(gòu)的彎管傳感器取代工業(yè)管線的彎頭是進行管道流體計量最直接最方便的測量方法。

      3 彎管流量計的特點

      3.1 無附加阻力損失

      彎管傳感器是一個具有嚴格幾何結(jié)構(gòu)尺寸的標準90°彎頭，只要以標準彎頭取代工業(yè)管道彎頭就可以實現(xiàn)測量，在標準彎頭內(nèi)無任何插入件和節(jié)流件，因此不會對流體增加阻力損失。

      3.2 安裝方便、耐磨損、維護量小

      做為一次檢測件的標準90°彎管傳感器保持了與管道壁厚材質(zhì)的一致性且可以直接焊接在管道上，一次焊接完成后就不會再發(fā)生泄漏等另人頭疼的問題，且壽命與管道等同。彎管流量計的維護主要是差壓變送器零點的調(diào)整和二次表的檢驗。

      3.3 適用性強、量程范圍寬直管段要求不嚴格

      3.4 測量精度高、重現(xiàn)性好

      3.5 基于彎管流量計的以上優(yōu)點，做為一次檢測元件的彎管傳感器可以采用焊接方式安裝在管道上，由于各種工業(yè)管道的現(xiàn)場安裝是多種多樣可以是空間任意狀態(tài)，從某種意義上講彎管傳感器在工業(yè)現(xiàn)場的安裝原則上可以是空間任意狀態(tài)。也就是說彎管傳感器在安裝時沒有嚴格的方位限制，我廠通過十幾年的研究，對彎管傳感器的現(xiàn)場安裝提出了以下四種方式：

      （1） 水平轉(zhuǎn)水平  
      （2） 水平轉(zhuǎn)垂直
      （3） 垂直轉(zhuǎn)水平
      （4） 空間任意狀態(tài)

      4. 現(xiàn)場應(yīng)用中存在問題

      4.1 誤認彎管傳感器就是一個工業(yè)彎頭

      由于一些用戶對彎管流量計的檢測原理缺乏深入了解或受某些商家的片面宣傳，至使一些用戶采用現(xiàn)場彎頭打孔取壓方式做檢測傳感器。經(jīng)我廠十幾年的深入研究，我們可以肯定地告訴每一個用戶，彎管傳感器并非一般工業(yè)彎頭，更不可以現(xiàn)場管道彎頭打孔而成。彎管傳感器必須是一個具有嚴格幾何結(jié)構(gòu)尺寸、能產(chǎn)生準確差壓信號的標準90°彎管，同口徑的彎管均為幾何相似形的特征。彎管傳感器是彎管流量計一次儀表的核心部件。

      4.2 彎管傳感器的現(xiàn)場任意方位安裝有約束

      從理論講彎管傳感器可以實現(xiàn)空間任意狀態(tài)安裝，但實際應(yīng)用中空間任意狀態(tài)的安裝是不提倡的。由于彎管內(nèi)外側(cè)差壓屬微差壓范疇，對微差壓的測量必須選用精度高、可靠性好的差壓變送器，另一方面在差壓的檢測中一定要注意內(nèi)外側(cè)取壓點是否存在安裝上的高度差，如果取壓點存在高差，檢測中對這一高差忽略不計就可能造成檢測結(jié)果的很大偏差。因此彎管內(nèi)外側(cè)取壓點高差的修正是空間安裝狀態(tài)傳感器必須注意的問題，如果空間安裝取壓點高差修正參考點選擇不準確就會造成測量結(jié)果的不準確。所以在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避開空間任意狀態(tài)（如現(xiàn)場確實不能選用以上三種安裝方式，可用我廠特為任意狀態(tài)研制的V型彎管傳感器來實現(xiàn)測量），而要首選水平轉(zhuǎn)水平的安裝方式。且水平安裝彎管還可以實現(xiàn)雙向測量。

      彎管傳感器耐磨損、耐高溫、耐震動、抗干擾能力強的優(yōu)點使彎管流量計的應(yīng)用范圍廣，特別是在鋼鐵、化工企業(yè)被用來檢測各種煤氣或其它雜質(zhì)多、臟污、含水量大的氣體。根據(jù)多年的應(yīng)用現(xiàn)場經(jīng)驗總結(jié)，對檢測臟污、含水量大的氣體我認為不宜選擇垂直向下轉(zhuǎn)水平和水平轉(zhuǎn)垂直向上的安裝方式，因為這種安裝方式容易使介質(zhì)中的雜質(zhì)或水積存在水平管道影響差壓信號的
準確檢測。

      4.3 溫壓補償?shù)恼`區(qū)

      在流量測量中流體的溫度、壓力變化對流體流量測量起著至關(guān)重要的作用。我們知道流體的流量值大小不僅取決于差壓變送器檢測的差壓值△P，而且取決于介質(zhì)密度ρ的計算，因為流量

，所以介質(zhì)密度計算不準確所造成的測量誤差與差壓變送器檢測差壓的不準確，所造成測量不確定度是完全一樣的。實際應(yīng)用中任何儀表的實際運行工況總會偏離設(shè)計工況，實際工況參數(shù)與設(shè)計工況參數(shù)偏差越大，則測量的偏差就越大。在流量檢測中有的人會認為介質(zhì)壓力、溫度與設(shè)計工況稍有偏差可不對密度修正，還有人為了計算方便，常以定值補償代替實時補償，更有的人以市場通用智能表代替專用二次表等等。這些都會因流體溫度、壓力補償?shù)拿芏扔嬎悴坏轿欢纬闪髁繖z測的較大誤差，為此充分利用現(xiàn)代電子技術(shù)構(gòu)筑彎管流量計專門配套儀表實現(xiàn)流體工況壓力、溫度的實時檢測和完備的流體密度在線補償計算是提高系統(tǒng)檢測準確度的重要途徑。

      4.4 彎管流量計的高溫適應(yīng)范圍

      彎管流量計耐高溫能檢測400℃以上的高溫蒸汽，但有一點必須注意，即彎管傳感器只宜安裝在管道只產(chǎn)生彈性變形的工業(yè)管道，而不宜安裝在產(chǎn)生塑性變形的管道上。特別是在測高溫氣體時若彎管前后直管段足夠長時，為減少管道彈性變形對彎管的影響，應(yīng)在彎管前后兩倍管徑范圍增加錨固支點，以保證流量檢測的可靠性。

      4.5 彎管傳感器的出廠標識應(yīng)齊全

      我們知道彎管傳感器是一個標準90°結(jié)構(gòu)件，其前后結(jié)構(gòu)對稱。根據(jù)用戶檢測介質(zhì)和預(yù)定安裝位置，彎管流量計生產(chǎn)廠家在彎管加工中要滿足工業(yè)現(xiàn)場需求，就要―一對應(yīng)生產(chǎn)，為方便現(xiàn)場安裝，所以彎管傳感器出廠前要有明確標識，除規(guī)格、型號、編號外還應(yīng)有安裝方式及介質(zhì)流向標識。

      結(jié)束語

      測量技術(shù)水平的高低是衡量一個國家科學技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標志，彎管流量檢測技術(shù)在我國工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用僅僅是拉開了一個序幕，關(guān)注彎管流量計現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)的總結(jié)和提高，是彎管流量計系統(tǒng)研究的重要補充，為此我熱切希望各界同行都來關(guān)心這一課題的研究，為推動我國計量技術(shù)的發(fā)展做出貢獻。