变面积孔板是一种新型差压式流量计，范围度宽，可测范围100：1，测量准确度高，精确度土1%，尤其适蒸汽流量计量使用。

　　1概述

　　传统的孔板流量计最大的不足是在被测流量相对于满量程流量较小时，差压信号很小，这一缺点大大影响其测量的范围度和准确度。变面积可变压头孔板流量计，由于突出的优点，使得在测量范围度要求大、测量精确度要求高、振动较明显等场合得到了广泛应用。

　　2变面积孔板流量计工作原理

　　线性孔板又称弹性加载可变面积可变压头孔板，曲面圆锥体在弹簧力的作用下来回移动，其流通面积随流量大小而自动变化，使输出信号(差压)与流量成线性关系，其结构如图1所示。

　　在孔板流量计中，当流体流过开孔面积为A的孔板时，流量创。孔板前后产生的差压之间有如下关系:

　　在图1所示的变而积孔板流量计中，于孔板处插入一个纺锤形锥体，由差压引起的活塞一弹簧组件的压缩量(活塞的移动1离)为X，则:

　　由式(5)可知，流量与差压成线性关系，所以取出差压信号即可得到流量。

　　3变面积孔板流量计特点

　　3.1范围度宽

　　变面积孔板流量计的差旅信号’。流星成线性关系，可测范围为l00二1，因此，对于流量变化大的测量对象，一台流量计就可解决，能适应蒸汽、燃油测量的日夜及冬夏季负荷变化。

　　3.2准确度高

　　流量计出厂前逐台经过水标定，并进行多项补偿最大比例误差为士1%}

　　3.3直管段要求低

　　由于孔板的变面积设计，使其成为在高雷诺数条件下工作的测量机构，可在紧靠弯管、一三通下游的部位进行测量(为了保证测量准确度，制造厂还是要求上游直管段)6倍管径，下游直管段}3倍管径)。

　　3.4耐振性好

　　在振动较大的恶劣场所，人们总是抱怨振动对准确的影响，变面积孔板则和一般的孔板计量一样是有很好的抗振动性能，以保证计一量准确。

　　4保证测量准确度的措施

　　4.1逐台用水标定

　　从式((2)和式 (3) 可知，只要线性孔板，f,的弹簧线性好，而且活塞被加仁成理想形状，使得流通面积A与位移X的1/2次方成线性关系，就能使片压与流量之间的线性关系成立。由于活塞的曲面加工可能会存在偏差，采用了逐台标定的方法消除影响。逐台标定是以水为介质，不同G径均选择14个标定点，其中流量较小时，标定点排得较密，图2所示为一台DN200变面积子版流量计的标定曲线，(1一英寸水柱一249.0889Pa)。

　　利用标定数据对变面积孔板流量计的非线性误差进行校正还需借助于流量二次表。具体做法是将标定数据写入二次表中的折线表，然后二次表根据输入的差压信号(电流值)用杳表和线性内插的方法求得水流量值9mn。得到水流量值还不是最终目的，因为被测流体不一定是水，当被测流体为其他液体时，用式(6)进行密度校正。

　　4.2雷诺数校正

　　孔板流量计的流量系数同雷诺数之问有确定的函数关系，当质量流量变化时，雷诺数成正比变化，因而引起流量系数的变化。在变面积孔板流量计中，采用较简单的经验公式(7)进行雷诺数校正。

　　但若计算结果大于m值时，则取km=m0。n和m数值同于孔板的口径DN有关，己经固化在制造商提供的流量二次表内。

　　4.3温度影响及其校正

　　温度影响变面积孔板流量计使之产生误差主要通过三条途径:

　　a.流体温度变化引起流体密度变化、从而导致差压与流量之间的关系变化。

　　b.流体温度变化引起管道内径、孔板开孔直径以及活塞几何尺寸的变化，温度升高，环隙面积增大，导致流量计示值有偏低趋势。

　　c.流体温度变化，变面积孔板流量计中的承载弹簧温度相应变化，弓}起式((2)中的弹性常数Kz发生变化。温度升高，Kz减小，活塞位移x增大。

　　上述二条途径对流量示值的影响都可以进行校正，其中途径。可由下式((10)中的流体密度进行补偿。在线性孔板用来测量蒸汽流量时，流体温度作为自变量，参与查蒸汽密度表。从而可由二次表自动进行此项补偿。

　　上述途径b和c流量示值的影响关系较复杂，在变面积孔板流量计中，采用式(8)所示的经验公式进行校正:

　　此项校正也是在流量二次表中完成的，其中t为来自温度传感器(变送器)的流体温度信号。

　　4.4可膨胀性校正

　　节流式差压流量计用来测量蒸汽、气体流量时，必须进行流体的可膨胀性校正。依据ISO标准，在变面积孔板流量计中用经验公式(9)进行校正:

　　可膨胀性校正也在流量二次表中完成，由二次表进行在线计算。

　　4.5蒸汽质量流量的计算

　　用变面积孔板型流量计测量蒸汽流量时，蒸汽质量流量在二次表中由式(10)计算得到:

　　5 安装和使用

　　变面积孔板型流量计的安装如图3所示。

　　①水平度要求

　　线性孔板应安装在水平管道上，其原因是线性孔板内部的纺锤形活塞及承载弹簧都有一定的重量，如果管道倾斜此重力势必引起输出差压信号的漂移。

　　②引压管的引向如图2所示。如果线性孔板安装位置很高，考虑维修的方便，可以将差压变送器安装在维修人员便于接近的位置，但应按仪表安装规程保证引压管的坡度，确保引压管内充满冷凝水，以利差压信号的不失真传递。

　　③用变面积孔板流量计测量减温减压器前(或后)蒸汽流量时，安装部位应尽量远离减温减压器设备，因为减温减压器振动都较大，更重要的是减温减压过程引起的流动脉动容易引起流量示值升高[’]，远离脉动源可因脉动幅值的衰减而减小影响。但总的来说，相同的脉动条件对变面积孔板流量计的影响要比标准孔板小得多，这是因为变面积孔板流量计的变截面特性，使得流过节流部位的流速比标准孔板高。

　　6流量二次表的功能、特点、要求

　　6.1下限流量计费功能f31

　　任何流量计都有保证精确度的最小流量和可测量最小流量，如果流量进一步减小，将会出现精确度无法保证或小信号切除的情况，这对贸易计量来说是不公正的。

　　在流量积算仪中，分别设定“下限流量约定值”和“下限收费流量”。仪表运行后，如果实际流量小于“下限流量约定值”，即以“下限收费流量”取代实际流量进行积算。

　　6.2停汽判断功能

　　有些用户在休息天将蒸汽完全关闭，停止用汽，这时不能再按“下限收费流量”计费，方法是由仪表根据停汽后流体温度、压力参数的变化作出判断，判断结果一旦为“停汽”，即停止积算。

　　6.3超计划耗用计费功能

　　流量计如果超过设定范围运行，一般均导致计量值偏低。除此之外，在热网中如果超计划耗能，还将影响热网的供热品质。这不仅损害供方利益，而且损害其他用户利益。因此，，热力公司一般同需方约定最大用能量，如果超过此量，一般约定加1倍或数倍收费。

　　智能流量积算仪可设定两个参数，分别是“最大耗用流量”和“超用费率”。仪表运行时，依次显示两个瞬时流量，一个是“实际流量”，另一个是“收费流量”。

　　6.4掉电记录功能

　　用于热能计量的表计在电源中断后，累积值虽能保持但不会继续增加。有时需方为了少付热费，就将仪表电源拉掉一段时间。流量积算仪的掉电记录功能可以将掉电事件一次不漏地记录下来。当主电源掉电时，仪表自动记下内部实时时钟所指的日期和时间，当主电源恢复供电时，仪表再一次记下实时时钟所指的日期和时间。

　　6.5定时抄表功能

　　定时抄表功能，就是仪表在抄表员所指定的抄表时刻(在菜单中预先设置)，读取流量累积值并存放在仪表的一个单元中。将全厂流量积算仪设置同一抄表时间，抄表人员巡回路线和时间的差异都不影响抄录结果，因此有利十分表和总表的平衡计算。

　　6.6无纸记录功能

　　有许多流量测量系统都希望具备记录功能，记下重要数据和信息。在智能流量积算仪中加上一片海量存储器，在软件的支持下，使仪表具有无纸记录功能，从而可收到简单、可靠、价廉、存储的信息量大的效果。

　　7变面积孔板流量计的典型应用实例

　　从2006年7月开始在嘉兴嘉爱斯热电有限公司的13家用户中采用了DN50-200mm I=1径的GILFLO流量计21台，其中8家印染企业原来采用标准孔板流量计，最小口径250mm，最大400mm，另外5家企业是新增用户，直接采用了GILFLO流量计。8家印染企业是热网主要用户，蒸汽用量占整个供热量的2/3，每小时用量达到(180-220)吨，在使用标准孔板流量计时，每天在两个交接班时段共计约3个小时流量明显减少，大部分时间，部分设备在运行，流量值小于标准孔板流量计的下限值，导致流量指示为零，造成蒸汽计量的损失。