[导读] 介绍了一种新型的子弹头形均速管流量计，重点阐述了其在防堵功能设计上的改进。
1 引言
由于受流量探头的理论研究和制造技术的限制，早期的均速管的探头形状必须是完全对称的。到了20世纪90年代，流量探头的研制技术得到了进一步发展，出现了几种较好的改进形式，子弹头形探头便是其中之一。它的探头结构为一体化的单片双腔金属结构。子弹头形探头的出现，是将流体动力学理论应用在探头的精度、测量范围、信号稳定性和防堵性能的分析中。
2 均速管流量探头测量原理及存在问题
均速管和孔板等其它差压流量传感器一样都遵循伯努利方程：
其中：Q—管道内的体积流量；K—流量系数；C—流量常数（常数）；DP—差压。
图1 均速管流量探头
在现场应用中，由于介质的不纯净，利用差压原理进行流量测量的均速管流量计普遍存在取压口堵塞的问题。一般情况下，灰尘、沙子和颗粒在涡流的作用下，集中在探头的后部。早期的均速管流量计，无论是最初采用圆形探头的皮托管、随后出现的钻石Ⅰ型探头、钻石II型探头，还是椭圆形探头，低压取压孔都取在探头尾部低压区，在涡流的作用下，探头的低压取压孔很快地被涡流带来的杂质堵死，会影响到差压测量的准确和稳定。
3 子弹头形均速管探头的防堵塞设计
子弹头形均速管流量探头以其卓越的防堵设计，使均速管流量探头的防堵水平达到了新的高度。
3.1 高压取压孔不会被堵
探头的前部形成高压区，压力略高于管道静压，阻止了颗粒进入。在探头的高压取压孔处流体的速度是零，没有物体会进入取压孔。如图2刚开机时，流体在管道静压作用下，进入弯管，很快形成了压力平衡的状态。当压力平衡状态形成以后，弯管进口处压力比较高，流体将绕道而行，不再进入弯管中。
图2 流路原理
3.2 低压取压孔实现本质防堵
子弹头型均速管的独特设计，使低压取压孔位于探头侧后两边，流体分离点和尾迹区的前部。这种设计从本质上防止了堵塞并且能产生一个非常稳定的信号（见图3）。
图3 防堵原理示意图
连续工作的子弹头形均速管从根本上杜绝了堵的可能，但是在以下情况下，仍要注意防堵：
（1）当引压管泄漏，探头高压平衡区遭到破坏，杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔。
（2）当管道处于停产时，由于分子的布朗运动，颗粒小的杂质有可能进入取压孔。
（3）系统频繁开停机，在高压区形成的瞬间，颗粒小的杂质有可能进入取压孔，日积月累，就有可能造成探头的堵塞。
（4）介质中含有大量的焦油、藻类生物，或者含有纤维状的物质，也有可能造成探头的堵塞。
4 子弹头形均速管流量计性能指标
测量精度：近似±1%
重复精度：±0.1%
适用压力：0~40MPa
适用温度：-180℃~550℃
测量上限：取决于探头强度
测量下限：取决于测量最小差压要求
量程比：大于10∶1
适用管径：38mm~9，000mm圆管、方管适用介质：满管、单向流动的、单相的气体、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液体