推荐一、引言

　　弯管流量计广泛应用于石油、化工、电力、冶金、钢铁等行业的液体、气体、和蒸汽的流量测量，能在φ10～φ2000mm的大范围管道中精确测量各种流体的流量，弯管传感器可耐高温、高压、可在潮湿、粉尘、振动等各种恶劣的环境中正常工作。它没有插入件，无附加阻力损失，结构简单，安装方便。

　　二、弯管流量计的工作原理

　　1、原理

　　流体在管道中流动，在流经弯管时，流体类似于流过一个整流器，由于弯曲管壁的导流作用,在进入弯管前2D左右流体内侧被加速，而流体外侧被减速，直至进入弯管流体的流速形式被整流成近似于自由旋流理论描述的梯形速度流动模式，且在弯管45°截面处达到最大，这个过程将持续在整个弯管中。在弯管出口处及下游2D范围内，流速模型的变化过程是进口变化的反过程。弯管在45°截面各质点流速分布如图1所示。

　　图1弯管在45°截面各质点流速分布

　　根据质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律，在相同过流截面，各流质点的能量不变，由于各质点流速的变化，就形成了弯管的内外侧压差△P。这个压力差在45°截面时达到最大，最稳定。且45°弯管断面的流体平均速度υ与压差△P符合平方比例关系，流量愈大，差压愈大。流体流过弯管时的流量系数与弯管的几何结构尺寸(弯曲半径R和内径D)有密切关系，即流量系数α=f(R.D) 因此当弯管传感器的几何结构尺寸确定之后，只要测取弯管45°截面的内、外侧压差△P和流体的密度ρ就可以确定流体的平均流速υ。

　　2、数学表达式

　　其中：

　　α(R.D)： 流量系数

　　△P： 45°截面内、外侧压差

　　D： 弯管内径

　　R： 弯管弯曲半径

　　ρ：流体密度

　　根据管道流体流速υ与流量Q的关系就可以得到以下流量计算公式：

　　Q=π/4D2υ. 3.6ρ t/h

　　三、测量系统的组成

　　弯管流量计的基本组成除弯管传感器和主机外，还需要配置差压变送器、压力变送器和温度变送器，

　　1、差压变送器是用来检测弯管传感器产生的差压值，因此它是弯管流量计测量系统必不可少的配件。

　　2、系统是否配置压力和温度变送器，要根据具体的测量对象来决定，对于测量蒸汽或其它气体介质的系统，原则上必须配置温度和压力变送器，以便能对蒸汽或气体进行必要的实时温、压补偿。见图2

　　图2弯管流量计数学模型的框架结构

　　四、测量系统优点

　　1、传感器结构简单

　　弯管传感器利用管道系统弯头作检测元件，无附加压损及专门安装节流元件是其优点，弯管取压口开在45o处，取压口结构与标准孔板相同，两个平面内的两个取压口对准，使其能处于同一条直线上，如图3，

　　图3弯管流量传感器

　　2、免维护的流量传感器

　　弯管流量计在工作中不会磨损;在高速流体冲击下不会变形、扭曲、震动;对于环境中可能出现的震动、粉尘、潮湿、电磁场干扰不敏感;经过长周期运行它的稳定性、灵敏度、准确性不会发生明显变化;能在最大程度上防止传感器被粘污、结疤、堵塞等等。保证了流量计长期高精度测量的工作状态。而孔板流量计的节流口对微量磨损就十分敏感。规程规定，计量用孔板流量计的孔板每年必须进行一次或一次以上的强制性磨损检查，才能保证孔板流量计准确计量。对于那些大管径的孔板和蒸汽孔板，其拆装难度之大，维修费用之高，给使用者带来了额外的负担。

　　弯管传感器因耐磨损、免维护、长周期高精度运行的特点，可满足直接焊接安装的技术条件，焊接法安装解决了流量测量装置现场跑、冒、滴、漏等令人头痛的问题。