[發明專利]一種凹弧形雙流向均速管流量計

在審

• 申請號: 201811323325.8
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109443458A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 張濤;張景麗;陳增輝
• 申請（專利權）人: 天津市天大泰和自控儀表技術有限公司
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種凹弧形雙流向均速管流量計，包括沿直徑插入測量管道中的檢測桿、設置在檢測桿內的總壓管和靜壓管，總壓管位于迎流面，靜壓管位于背流面，在檢測桿的迎流面和背流面設置有總壓孔和靜壓孔，所有的總壓孔與總壓管相連通，從總壓管引出平均總壓p；所有的靜壓孔與靜壓管相通，從靜壓管引出靜壓p；利用測得的總壓p與靜壓p之差獲取管道截面上平均流速的大小，其特征在于，檢測桿的截面形狀類似菱形，四邊均為凹弧形，迎流面和背流面均為凸弧形，凹弧形的邊相接之處為流線型。本發明能夠有效提高均速管流量計的輸出差壓，提升均速管低流量測量的精度。

技術領域

本發明涉及均速管流量計。

背景技術

作為插入式流量儀表之一的均速管流量計(國外稱Annubar、Verabar、Probar等)是60年代后期基于皮托管測速原理發展起來的一種差壓式流量計。與傳統流量傳感器比，均速管流量計因其結構簡單、安裝拆卸方便、壓力損失小、成本低的優勢廣泛應用于電力、冶金、石化等行業大口徑管道的流量測量中。它具有以下諸多優點：

(1)應用范圍廣。均速管流量計可用于不含固體顆粒的所有流體的流量測量；適用的管道直徑范圍較寬，最小直徑可達25mm，最大直徑可達9m；可以測量不規則管道(如方形或矩形管道)的流量。

(2)均速管流量計結構簡單、重量輕，安裝、拆卸、維修方便，可實現不斷流拆裝，制造成本低。

(3)壓力損失小、節能。均速管流量計的不可恢復壓力損失僅占其輸出差壓的2～15％，僅為孔板的5％以下，明顯減少了動力消耗，節能效果顯著。

(4)準確度長期穩定性好。均速管流量計沒有可動及易磨損部件，當管徑大于300mm時，其準確度能達到±1％，穩定性為±0.1％，一般滿足實用的要求。

均速管流量計是插入式差壓流量傳感器，其檢測桿橫截面外接圓直徑遠小于管道橫截面直徑，造成其輸出差壓較小，且易受檢測桿下游漩渦的影響而產生波動，使均速管線性度、重復性難以提高。因此自均速管流量計問世以來，科研人員一直致力于其截面形狀的研究，以增大均速管流量計輸出差壓，改善其線性度、重復性等性能指標。目前，應用最廣泛的有4種均速管截面形狀：圓形、菱形、Delta形和子彈頭形。

(a)圓形：最早均速管檢測桿截面形狀，后來發現流體在雷諾數Re＜10⁵時，在圓截面上分離點為78°；而Re＞10⁶時，分離點將轉為130°，當Re處于10⁵～10⁶之間時，分離點不確定，因而引出流量系數有近±10％的偏差。

(b)菱形：由美國DSI公司1978年推出，檢測桿橫截面存在銳邊，流體在繞它們流動時，分離點被固定在銳邊上。主要解決了圓形均速管流量計存在的流體分離點變化問題，可以獲得較高的差壓，但其重復性不是很理想。

(c)Delta形，由德國思科公司推出，其性能與菱形均速管相差不大，分離點固定的同時，均速管本身對流場也產生了較大影響，其下游區域出現了運動強度和尺度都較大的漩渦，受其影響，均速管差壓波動較大，重復性受到影響，線性度也難以再有所提高。

(d)子彈頭形，1992年由美國Veris公司推出，稱為Verbar。Verbar在其彈頭前端表面做了粗糙處理，提高其測量準確度。彈頭形采用流線型的截面形狀，降低了均速管對流場的影響，線性度有所提高。靜壓點的位置卻使其輸出差壓相對其他類型均速管偏低不少，影響了它在低密度、低流速情況下的測量效果。

發明內容

本發明的目的是根據均速管截面形狀與流場之間相互作用規律，提供一種新型截面形狀均速管，命名為凹弧形雙流向均速管流量計。本發明能夠有效提高均速管流量計的輸出差壓，提升均速管低流量測量的精度，從而拓展差壓式流量計的應用范圍。本發明采取以下技術方案：