阿牛巴流量計在測量應用中性能分析

引言

阿牛巴（Annubar）流量計（又稱笛形阿牛巴流量計）是根據皮托管測速原理發展起來的一種新型差壓流量檢測元件，它輸出為差壓信號，與測量差壓的儀器儀表配套使用，可準確測量圓形管道、矩形管道中的多種液體、氣體和蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）的流量，并以其壓力損失小、安裝方便等優點逐漸取代孔板和其它檢測元件，在電力、石油、 化工、輕紡、冶金等工業中得到廣泛應用，zui重要的是阿牛巴流量計非常好地解決了其它流量計在大口徑管道測量上的許多問題。但阿牛巴流量計從設計、制造到安裝使用，都要求十分嚴格，只要其中一個環節稍加不慎，就可造成很大誤差。

原理分析

阿牛巴流量計的結構如圖 所示，它有一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿，在迎向流體流動方向有成對的測壓孔，一般說來是兩對，但也有一對或多對的，其中空金屬桿外形似笛子。迎流面的多點測壓孔測量的是總壓，與全壓管相連通，引出平均全壓P1，背流面的中心處一般開有一只孔，與靜壓管相通，引出靜壓P2。阿牛巴流量計是利用測量流體的全壓與靜壓之差來測量流速的，是一種差壓式檢測桿流量計，阿牛巴的檢測桿輸出差壓（△p）和流體平均速度（v），可根據經典的伯努利方程得出：

V＝ K×（2／ρ×△P）^1/2

式中；△P—全壓與靜壓之差，kPa；
ρ—流體在工作狀態下的密度Kg/m3；
k—校正系數。

如果用流量來表示，其流量計算基本公式為

Qv＝K×π/4×D²（2ΔP/р）^1/2

式中：Qv—流經測量管的流體流量m3/h；
D—測量管內徑mm。

由式（2）可以看出，阿牛巴流量計系統的實質是對差壓△P 的測量 
 
影響流量計精度的因素和解決措施

① 阿牛巴流量計的差壓式檢測桿上各取壓孔處的流速是不同的，各取壓孔之間存在一定的壓力差，這樣，各取壓孔之間就有介質流動，流動介質中的雜物就會產生埋積，形成堵塞，時間一長就會造成差壓損失。目前阿牛巴制造廠雖然聲稱測量傳感器的抗堵塞問題已能解決，但由于各生產工藝的特殊情況，筆者還是建議加裝必要的附屬設備如雜物過濾裝置等，以確保儀表正常工作（可和供貨商協商具體的做法）。

② 從流量的基本公式可知，只要有效地測出檢測桿的輸出差壓△P，就可測出流體的流量值。長期以來檢測桿背壓檢測孔一直只用一個測孔，人們認為檢測桿檢測孔按規范要求已處于位勢流中，而位勢流的前題是管道橫截面上各點靜壓均相等，沒有橫向流動，從這個角度來看，一個背壓檢測孔已足夠。為了防止流體的流量在檢測過程中阻塞背壓檢測孔，可采用多孔的背壓取壓，這已經開始應用在檢測桿流量傳感器上。
使用阿牛巴流量計需注意的問題

　　（1）阿牛巴流量計的機械尺寸必須根據需要安裝的管道尺寸量身定做，在用戶提供的參數中必須包括管道外徑、壁厚、常用流量等相關參數，在阿牛巴的制造過程中流量測量范圍的標定是*根據用戶提供的數據計算設定的。因此，如果憑經驗和印象提供流量數據和管道尺寸，就會造成很大的測量誤差。

　　（2）差壓式均速管流量計產生的差壓信號一般都比較小，zui小只有20～30Pa，均速管流量計產生差壓信號的大小和流體工況的雷諾系數密切相關。對于小于1 k P a 的差壓測量，特別是小于0.5kPa 的差壓，是非常考驗變送器性能的。各種均速管流量計在這樣低的流速條件下K 的波動非常大，影響測量精度。

　　（3 ）在差壓信號采集后，盡量不使用引壓管道，以提高差壓信號傳遞的信噪比和減少泄露。我們采用了阿牛巴、三閥組和差壓變送器一體化的直接安裝方式，*減除引壓管、排污閥和安裝支架等設備。這樣，不僅減少了使用引壓管道而引起的泄露，差壓信號失真等問題，而且降低了成本，提高了精度。