均速管流量傳感器是基于皮托管測(cè)速原理發(fā)展起來的，它是通過管道的平均流速及管道的有效截面積的乘積來確定流量。

一般管道中的流速分布是不均勻的。如果是充分發(fā)展的流體，其速度分布為指數(shù)規(guī)律。為了準(zhǔn)確計(jì)量，將整個(gè)圓截面分成多個(gè)單元面積相等的多個(gè)半圓及多個(gè)半環(huán)。傳感器的檢測(cè)桿是由一根中空的金屬管組成，迎流面鉆多對(duì)總壓孔，它們分別處于各單元面積的中心，分別反應(yīng)了各單元面積內(nèi)的流速大小。由于各總壓孔是相通的，傳至檢測(cè)桿中的各點(diǎn)總壓值平均后，由總壓引出管引至高壓接頭，送到傳感器的正壓室。當(dāng)傳感器正確安裝在有足夠長(zhǎng)的直管段的工藝管道上時(shí)，流量截面上應(yīng)沒有旋渦，整個(gè)截面的靜壓可認(rèn)為是常數(shù)，在傳感器的背面或側(cè)面設(shè)有檢測(cè)孔，代表了整個(gè)截面的靜壓。經(jīng)靜壓引出管由低壓接頭引至傳感器的負(fù)壓室。正、負(fù)壓室壓差的平方與流量截面的平均流速成正比，叢而獲得差壓與流量成正比的關(guān)系。在此關(guān)系的基處上，可由伯努利方程和連續(xù)性方程推導(dǎo)得到均速管流量計(jì)的流量計(jì)算公式

Q_{v=α﹒ε﹒（π／4）﹒D}²_{﹒（2?P／ρ1）}^0.5

Q_{m=α﹒ε﹒（π／4）﹒D}²_{﹒（2?P﹒ρ1）}^0.5

^{其中：  Qv： 體積流量   Qm： 質(zhì)量流量     α：傳感器結(jié)構(gòu)系數(shù)}   

^{△P：差壓值ε：流體膨脹系數(shù)  ρ：流體工況下的密度   ε：流體膨脹系數(shù)}

對(duì)于不可壓縮性流體ε=1，對(duì)于可壓縮性體ε﹤1，若式中D、△P、ρ₁都使用SI單位，則Q_V的單位為M³∕S，Q_m的單位為㎏∕S。

傳感器的流量系數(shù)α和可膨漲性系數(shù)ε，由標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定得知，并在出廠時(shí)在合格證書上注明。                                              

圖七

三、傳感器的基本結(jié)構(gòu)，如下圖1所示

檢測(cè)桿截面的形狀有圓形截面，菱形截面，卵形截面等多種型式，其流量系數(shù)穩(wěn)定、能耗少。

四、管道規(guī)格及使用要求

4.1、管道規(guī)格說明

4.1.1、Ⅰ型，適用于（20～50）㎜的管道，外形如圖2所示。其檢測(cè)桿直徑一般為4.5～6.5㎜，傳感器與管道的連接方式有兩種：一種是螺紋連接，另一種是法蘭連接。用于高壓測(cè)量時(shí)都采用法蘭連接，如下圖所示

4.1.2、Ⅱ型，適用于40～100㎜的管道，外形如圖3所示。

由于管徑不太大，為了減少阻塞防止干擾，檢測(cè)桿的截面尺寸應(yīng)盡般直徑不大于8㎜。靜壓取壓管改在檢測(cè)桿外面的后側(cè)位上。如下圖三所示

4.1.3、Ⅲ型，適用于90～1800㎜的管道(圖四)。

當(dāng)測(cè)量管的直徑較大時(shí)，檢測(cè)桿的橫截面可以做的粗些，也不會(huì)對(duì)流場(chǎng)有擾動(dòng)。此時(shí)一般將背面的靜壓取壓管放到迎流面的總壓取壓管中形成一體，使傳感器緊奏，有利于安裝維護(hù)。當(dāng)管徑很大時(shí)，且流速很高時(shí)，應(yīng)在管道直徑的另一端安裝一個(gè)支撐，加強(qiáng)鋼性。

此類結(jié)構(gòu)適用范圍寬、拆卸很方便。當(dāng)流速大、被測(cè)介質(zhì)壓力高時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過固定在管道上的法蘭與傳感器相連接。

4.1.4、Ⅳ型，適用300～2750管型。

這類傳感器適用于管道直徑DN大于等于1000㎜，壓力20MPa以上的測(cè)量，由于流速增大，作用于檢測(cè)桿上的流體沖擊力增大。為了加強(qiáng)剛性除了采用法蘭連接外，還將加粗檢測(cè)桿的直徑。這類傳感器有單邊固定和雙邊固定兩種類型。(見圖五)

4.1.5、Ⅴ型，特殊型，當(dāng)適用于較臟的介質(zhì)。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)較臟時(shí)，為了防止取壓孔堵塞，配有反向吹除部件，必要時(shí)可以不中斷工藝流程用壓縮空氣進(jìn)行吹除。吹除介質(zhì)應(yīng)與管道中的介質(zhì)相同，而壓力應(yīng)大于管道中的靜壓。

4.1.6、Ⅵ型，在線插拔型，用戶通常在不斷流的情況下，要求計(jì)量流體的流量，或者在不斷流的情況下，清洗流量計(jì)，就應(yīng)采用在線插拔流量計(jì)。

用戶只需在管道上開一個(gè)φ35的孔，然后焊上安裝底座，打開球閥，正時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲杠到螺紋根部，就可把傳感器插入管道中，鎖緊密封螺母即可。

拆裝時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)絲杠到定位螺母，關(guān)閉球閥，取出傳感器即可。

4.1.7、傳感器的公稱通徑有以下系列：

25，（32），40，50，（65），80，100，（125），150，200，250，300，350，400，500，600，700，800，900，1000，1200，1400，1600，2000，2500，3000mm（括號(hào)內(nèi)的數(shù)字一般不推薦用戶選用）

4.1.8、傳感器的公稱壓力有以下系列：1.6，2.5，4.0，6.3，10，25MPa。

4.1.9、傳感器精度等級(jí)（見下表）

4.2使用要求

4.2.1、被測(cè)流體應(yīng)充滿管道且流動(dòng)穩(wěn)定。

4.2.2、被測(cè)的流體應(yīng)當(dāng)是單相的，其相態(tài)不變，對(duì)于成分復(fù)雜的流體須與單一成分的流體類似時(shí)方能使用。

4.2.3、被測(cè)流體在實(shí)際工況下的ReD應(yīng)大于3×10⁴

4.2.4、應(yīng)保證傳感器前后直管段長(zhǎng)度的要求。

4.2.5、管道內(nèi)徑大于100㎜為好。

4.2.6、在傳感器前2D的管道內(nèi)表面上，應(yīng)清潔光滑。

五、安裝與維護(hù)

5.1、安裝要求

5.1.1、對(duì)于I型的傳感器，已將檢測(cè)桿與一段管道焊成一體，安裝時(shí)必須使傳感器在流體流動(dòng)方向內(nèi)。要求工藝管道的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑一致，或至少在上游直管段所要求的長(zhǎng)度范圍內(nèi)傳感器的軸線與管道軸線夾角盡可能為零。

其他類型的傳感器是將其檢測(cè)桿插入工藝管道中，安裝時(shí)除了總壓孔應(yīng)正對(duì)流速方向外，必須保證傳感器檢測(cè)桿與工藝管道的軸線垂直，其允許的位置角壓偏差如圖六所示。

傳感器總壓孔中心與管道軸線夾角應(yīng)小于7°

傳感器檢測(cè)桿沿管道直徑方向插入到底部，其角度偏差小于7°（圖六）

對(duì)于垂直管道傳感器可安裝在管道水平面沿管道圓周360的任何位置上，高低壓引壓管應(yīng)處于同一平面上。對(duì)水平安裝的管道測(cè)量液體時(shí)，由圖七（a）所示；當(dāng)測(cè)量氣體時(shí)，應(yīng)向下側(cè)傾斜安裝如圖七（b）所示；當(dāng)測(cè)量蒸氣時(shí)應(yīng)水平安裝如圖七（c）所示。

5.1.2直管段

由于傳感器是以速度面積法為基礎(chǔ)，采用近似積分理論，用較多的點(diǎn)來描述。

分布方程，并且是在充分發(fā)展的速度分布條件下建立的。所以，為了能得到一個(gè)理想的分布，必須在傳感器前后有一長(zhǎng)度的直管段（見下表）

注：（1）表中“D”為管道內(nèi)徑。

（2）在管道段不足的情況下，上游應(yīng)占管道全長(zhǎng)的70％，下游占30％，此時(shí)仍可給出穩(wěn)定的示值，但準(zhǔn)確度下降。

5.1.3夾緊傳感器的裝置應(yīng)保證不泄露，不松動(dòng)，不位移。

5.2維護(hù)

5.2.1傳感器應(yīng)在工藝管道大修時(shí)進(jìn)行定期清洗，清洗的辦法很多，例如用氣源吹除檢測(cè)管內(nèi)積存污穢；用煤油和軟絲刷洗凈，使各取壓孔保持通暢。

5．2.2可能產(chǎn)生故障的原因及清除辦法見下表：

六、均速管智能表配套方案選擇

6.1.1流量傳感器。根據(jù)測(cè)量介質(zhì)和用戶使用的管道內(nèi)徑、工作溫度、工作壓力及流量變化設(shè)計(jì)生產(chǎn)的均速管流量傳感器。

6.1.2 差壓變送器或其它型號(hào)的差壓變送器

6.1.3 壓力變送器或其它型號(hào)的壓力變送器

6.1.4 溫度變送器或其它型號(hào)的溫度變送器

6.1.5 流量積算儀或其它型號(hào)的流量積算儀

以此組成的均速管流量傳感器，可帶溫壓補(bǔ)償，并能顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、管道內(nèi)介質(zhì)溫度、管道內(nèi)介質(zhì)壓力及差壓等值，備有通訊接口和4～20MA輸出。

七、裝置成套性

7.1均速管流量傳感器                1臺(tái)

7.2均速管流量傳感器使用說明書      1份

7.3 計(jì)算書、合格證                       1份

7.4配套的變送器儀表及說明書和合格證（可由用戶自行定購(gòu)）