由式( 1) 可知［1］，流量 qm與差壓 ΔP 的平方根成正比。因此，當(dāng) qm= 10% qm max時(shí)，差壓 ΔP 僅為差壓上限 ΔPmax的 1% 。
  現(xiàn)在差壓式流量計(jì)中所配用的差壓變送器，大多已達(dá) 0． 04 級(jí)。不少人認(rèn)為 0． 04 級(jí)差壓變送器就能獲得0． 04% 的差壓測(cè)量不確定度，已達(dá)到足夠的測(cè)量度。其實(shí)不然。因?yàn)椴顗鹤兯推鞯亩鹊燃?jí)是用引用誤差表示的，只有在滿量程附近才能得到***小的不確定度，而且測(cè)量值( MV) 越低，不確定度越大。例如在ΔP =1% ΔPmax時(shí)，不確定度增大到滿量程時(shí)不確定度的100 倍。所以，在相對(duì)流量很小時(shí)，差壓測(cè)量不確定度就

  式中:δqmqm為流量測(cè)量不確定度;δCC為流出系數(shù)不確定度;δεε為可膨脹性系數(shù)不確定度;δDD為管道內(nèi)徑不確定度;δdd為孔板開(kāi)孔直徑不確定度;δΔpΔp為差壓測(cè)量不確定度;δρ1ρ1為孔板正端取壓口處流體密度不確定度。在采用式( 3) 對(duì)流量不確定度進(jìn)行估算時(shí)，

δDD和δdd一般可以忽略，δρ1ρ1作用也很?。?］，其余三個(gè)因子起關(guān)鍵作用。其中:δCC對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔板來(lái) 說(shuō)，常 取 其 為0. 5% 。按照 GB / T 2624-2006，δεε用式( 4) 計(jì)算：

  成為流量測(cè)量系統(tǒng)不確定度的決定因素：
  為了提高流量量程低端的測(cè)量度，必須大大提高低差壓段的差壓測(cè)量度。其中，較為省力、有效的方法是增設(shè)一臺(tái)低量程差壓變送器，組成雙量程差壓流量計(jì)［5-6］。
  例如某氣體流量測(cè)量對(duì)象，***大流量 100 t /h，***小流量 3 t /h。對(duì)此，高量程差壓變送器選用 0． 04 級(jí)中差壓變送器，測(cè)量范圍為 0 ～ 100 k Pa，低量程差壓變送器選用 0． 04 級(jí)低差壓變送器，測(cè)量范圍設(shè)為0 ～3 kPa。這樣，兩臺(tái)變送器在智能二次表的指揮下自動(dòng)切換、相互配合，在流量量程 3 ～ 100% 范圍內(nèi)，能達(dá)到1% 的流量不確定度。

1． 2、雙量程差壓流量計(jì)不確定度分析：
  文獻(xiàn)［4］詳細(xì)分析了雙量程差壓流量測(cè)量系統(tǒng)不確定度的估算方法和估算實(shí)例。在差壓變送器準(zhǔn)確度等級(jí)為 0． 04，即 ξΔp= 0． 04% 時(shí)，將 ξΔp值代入差壓測(cè)量不確定度計(jì)算公式［7］:

  式中: ζΔp為差壓變送器度等級(jí); Δpmax為差壓上限，Pa; Δp 為常用流量對(duì)應(yīng)的差壓，kPa。將δΔpΔp計(jì)算結(jié)果代入式( 3) ，就可計(jì)算流量不確定度，從而使系統(tǒng)不確定度顯著減小。在 GB/T 2624-2006 中，給出了差壓式流量計(jì)的系統(tǒng)不確定度估算公式:

δεε= 3． 5ΔpkP1( 4)式中: P1為節(jié)流件正端取壓口處常用壓力，k Pa; k 為等熵指數(shù)。求得δΔpΔp和δεε后，就可計(jì)算δqmqm。以下是各特征點(diǎn)關(guān)鍵因子δΔpΔp、δεε的計(jì)算結(jié)果，以及將其代入流量不確定度δqmqm計(jì)算公式后得到的計(jì)算結(jié)果。其 中，差 壓 裝 置 流 出 系 統(tǒng) 不 確 定 度 仍 保 持0． 5% 。①在 qm= 70% qmmax特征點(diǎn):δΔpΔp= 0． 054%δΔεε= 0． 02%δΔqmqm= 0． 51%依此方法，可得其余各特征點(diǎn)的流量不確定度。②在 qm= 100% qmmax特征點(diǎn)，

δqmqm= 0． 51% 。③在 qm= 17． 32% qmmax特征點(diǎn)，

δqmqm= 0． 67% 。④在 qm= 3% qmmax特征點(diǎn)( 低量程差壓變送器有效) ，

δqmqm= 0． 67% 。⑤在 qm= 1% qmmax特征點(diǎn)( 低量程差壓變送器有效) ，

δqmqm= 2． 0%

1． 3、雙量程孔板流量計(jì)不確定度曲線：

  將上述各特征點(diǎn)不確定度計(jì)算結(jié)果在平面坐標(biāo)系中標(biāo)出，然后連線，即可得不確定度曲線。雙量程孔板流量計(jì)不確定度曲線如圖 1 所示［8］。

圖 1 雙量程孔板流量計(jì)不確定度曲線
2、 雙向孔板流量計(jì)：
2． 1、雙向流測(cè)量的特殊性：

  能夠用于雙向流測(cè)量的流量計(jì)，有容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)、熱式流量計(jì)、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)等多種。但若被測(cè)流體為蒸汽，因流體溫度高等原因，上述這幾種流量計(jì)均無(wú)法適應(yīng)。這時(shí)，采用雙向孔板流量計(jì)具有顯著的優(yōu)越性。而在另一些流程中，有時(shí)會(huì)遇到一些空氣、氮?dú)獾纫话銡怏w的雙向流測(cè)量需求。對(duì)此，雙向孔板流量計(jì)也具有優(yōu)勢(shì)。

2． 2、雙向孔板流量計(jì)工作原理：
  在標(biāo)準(zhǔn) GB /T 2624-2006 中，對(duì)雙向孔板流量計(jì)有詳細(xì)的規(guī)定。與普通孔板流量計(jì)相比，雙向孔板流量計(jì)具有以下特殊之處［1］。
( 1) 雙向孔板。①孔板不切斜角。②A、B 兩個(gè)端面均應(yīng)符合國(guó)標(biāo)中關(guān)于上游端面的規(guī)定。③節(jié)流孔的兩個(gè)邊緣均應(yīng)符合上游邊緣的規(guī)定。單向孔板、雙向孔板對(duì)比如圖 2 所示。

圖 2 孔板對(duì)比示意圖

圖 3 雙向孔板流量計(jì)系統(tǒng)示意圖
( 5) 流量顯示裝置的功能。
  用于雙向蒸汽流量測(cè)量的流量顯示裝置，應(yīng)能對(duì)流動(dòng)方向作出判斷，而且需對(duì)正向瞬時(shí)流量、正向累積流量、反向瞬時(shí)流量、反向累積流量分別進(jìn)行計(jì)算和顯示。除此之外，流量顯示裝置還需完成流體溫度壓力補(bǔ)償、流出系數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償和可膨脹性系數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)热蝿?wù)。

3、濕氣體差壓流量計(jì)：
  常見(jiàn)的濕氣體有濕空氣、濕煤氣、煤層氣、井口氣、吸收尾氣等。人們?cè)跍y(cè)量低靜壓、低流速、大口徑的濕氣體流量以及氣態(tài)氨之類的流體流量時(shí)，普遍選用標(biāo)準(zhǔn)差壓流量計(jì)。但使用一段時(shí)間后，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)冷凝液在節(jié)流件前聚積、在三閥組通道內(nèi)聚積、在差壓變送器高低壓室內(nèi)聚積，引起流量計(jì)嚴(yán)重失準(zhǔn)。針對(duì)這一問(wèn)題，人們開(kāi)發(fā)了濕氣體差壓流量計(jì)，主要作了以下三點(diǎn)改進(jìn)。
①用偏心孔板代替標(biāo)準(zhǔn)孔板，從而杜絕節(jié)流件前積液。
②用不銹鋼球閥代替針形三閥組，從而杜絕三閥組內(nèi)積液。
③將差壓變送器布置在差壓裝置上方，遇有高低壓室內(nèi)生成冷凝液時(shí)，依靠冷凝液與氣體的密度差，讓冷凝液自行流回母管。
  經(jīng)改進(jìn)的流量計(jì)，在含冷凝液的氣體流量測(cè)量對(duì)象中使用效果極好，從未發(fā)生因冷凝液聚積引起的失準(zhǔn)。
  FDIh 型濕氣體差壓流量計(jì)外形 ( 偏心孔板 ) 如圖 4 所示。

圖 4 FDIh 型濕氣體流量計(jì)外形( 偏心孔板)Fig． 4 Shape of FDIh type wet gas differential pressure flowmeter( eccentric orifice plate)

4、耐腐蝕型彎管流量計(jì)：
4． 1、腐蝕性介質(zhì)測(cè)量任務(wù)的特點(diǎn)：
  彎管流量計(jì)投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用已有幾十年的歷史。它的顯著優(yōu)點(diǎn)是無(wú)壓力損失，運(yùn)行能耗低［11］。但對(duì)于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，普通彎管流量計(jì)仍不適用。因?yàn)閷?duì)于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，采用 316L 材質(zhì)制成的彎管流量傳感器也會(huì)很快被腐蝕。
  在流量測(cè)量中，被測(cè)介質(zhì)多種多樣，介質(zhì)特性異常復(fù)雜。一臺(tái)品質(zhì)的流量計(jì)，有時(shí)因?yàn)閷?duì)介質(zhì)的某一個(gè)特性認(rèn)識(shí)不夠準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常測(cè)量或很快損壞。
  例如: 介質(zhì)臟污容易堵塞差壓信號(hào)取壓口; 介質(zhì)結(jié)晶容易在法蘭膜片隔離式差壓變送器中的敏感膜片上生成一層結(jié)晶物，以致無(wú)法測(cè)量。
  介質(zhì)的低靜壓，由于達(dá)不到足夠的流速，以致耐腐蝕性很好的科氏力質(zhì)量流量計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常測(cè)量。為了解決此類特殊介質(zhì)流量測(cè)量問(wèn)題，耐腐蝕型彎管流量計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。
4． 2、耐腐蝕型彎管流量計(jì)的結(jié)構(gòu)：
  耐腐蝕型彎管流量計(jì)由耐腐蝕彎管流量傳感器和帶吹氣差壓變送器組成。帶溫度壓力補(bǔ)償時(shí)，還配有溫度傳感器( 管外安裝) 和壓力變送器、流量演算器等。
  其中，壓力變送器接在差壓變送器正壓端。耐腐蝕型彎管流量傳感器外形如圖 5 所示。

圖 5 耐腐蝕型彎管流量傳感器

4． 3、超聲流量計(jì)在腐蝕性介質(zhì)中的應(yīng)用：
  外夾式超聲流量計(jì)在腐蝕性介質(zhì)流量測(cè)量中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該流量計(jì)不與腐蝕性介質(zhì)直接接觸。但由于聲阻抗的約束條件，被測(cè)氣體的壓力必須高于一定值才能實(shí)現(xiàn)正常測(cè)量。例如 GC868 型外夾式超聲流量計(jì)，被測(cè)氣體壓力一般需高于 0． 6 m Pa; 而弗萊克森公司外夾式超聲流量計(jì)壓力一般應(yīng)高于 0． 4 m Pa。對(duì)于帶非金屬內(nèi)襯的管道，用超聲流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)介質(zhì)流量，儀表制造廠總是強(qiáng)調(diào)在內(nèi)襯與金屬管之間不能有氣隙。但是在實(shí)際的內(nèi)襯管，無(wú)法保證內(nèi)襯與金屬管之間完全沒(méi)有氣隙。
5、結(jié)束語(yǔ)：
  在流量測(cè)量中，被測(cè)流體的復(fù)雜性、要求的多樣性和工況的特殊性為測(cè)量帶來(lái)了困難。但這些特點(diǎn)也推動(dòng)了這門(mén)技術(shù)的發(fā)展。于是，流量計(jì)種類雖然已經(jīng)有上百種，但每年仍有新型流量計(jì)問(wèn)世。標(biāo)準(zhǔn)差壓式流量計(jì)量程比不夠?qū)挘饕萍s因素是量程低端差壓測(cè)量度。在原有差壓流量計(jì)的基礎(chǔ)上，增設(shè)一臺(tái)低量程差壓變送器，以提高量程低端的差壓測(cè)量準(zhǔn)確度，構(gòu)成雙量程差壓流量計(jì)，從而大大拓寬量程比。標(biāo)準(zhǔn)孔板不切斜角后就可測(cè)量雙向流量。在氣體和蒸汽的雙向流測(cè)量中，標(biāo)準(zhǔn)孔板雙向流量計(jì)具有顯著的優(yōu)越性。
  在濕氣體流量測(cè)量中，孔板前積水、三閥組內(nèi)積水和差壓變送器高低壓室內(nèi)積水的現(xiàn)象普遍存在。針對(duì)這三個(gè)問(wèn)題作了改進(jìn)后的濕氣體流量計(jì)，可靠性和準(zhǔn)確度大大提高。強(qiáng)腐蝕、易結(jié)晶、低靜壓介質(zhì)的流量測(cè)量具有較高難度。采用新型氟塑料噴涂的彎管流量傳感器，配以吹氣和伴熱保溫等措施，能使問(wèn)題得到解決。