[导读] 介绍一种新型差压式流量计，阐述了内文丘里管流量计的工作原理、性能特点，分析了在蒸汽流量测量方面，内文丘里管流量计相对于其它流量计的优越性。
蒸汽流量是工业计量中多年存在的棘手问题，现有的孔板、涡街、弯管流量计测量蒸汽时普遍存在计量范围窄、精度低、波动幅度大的问题。一种新型的内文丘里管流量计弥补了以往流量计的不足，并采用分段补偿法，较好地解决了蒸汽流量计量的难题。
1 内文丘里管流量计简介
内文丘里管流量计是一种新型的差压式流量计，就基本测量原理而言，内文丘里管与经典文丘里管的测量原理相同，遵循柏努利方程和流动连续性方程[1]。流体在节流件部位造成局部收缩，从而使流速增加，静压力下降，在节流件前后产生静压力差（差压）。流体的流速越大，差压也越大，通过测量差压，便可得知流体流过内文丘里管时流量的大小。
内文丘里管与经典文丘里管结构大不相同，经典文丘里管是依靠圆锥段收缩管内壁形成节流通道，而内文丘里管是由特型芯体与测量管内壁间的环形间隙形成节流通道。其节流件设置在标准管段内，其圆锥收缩段可以均衡流速并减少压损，节流件直径能够精确制造并保证同心度，而且芯体拆装方面，不会堵塞和积污，其结构如图1所示。
内文丘里管流量计计算方法同孔板、经典文丘里管相同，国家标准GB/T2624给出的流量计算公式，完全适用于内文丘里管流量计。仅有一点需要说明的是，内文丘里管节流件的喉部是内置芯体圆柱段外圆部位与测量管内圆之间构成的环形缝隙，内文丘里管的节流直径比β定义为等效β＇值。所谓等效β＇值是指将喉部环形流过通道横截面面积折算成具有相同（等效）流通面积的圆形节流孔的孔d＇与测量管内径D之比，d1为芯体圆柱段直径。
即 ，而
故内文丘里管的等效β＇值的数学表达式为：
（1）
在使用标准公式计算内文丘里管的流量时，原标准公式中的孔径d应改换成。内文丘里管流量计体积流量计算公式如公式（2）。
（2）
式中：C为流出因子；ε1为膨胀系数；D为管道内径；β＇为内文丘里管节流比；ρ为介质密度；△p为流经内文丘里管的压差。
2 内文丘里管流量计测量的优越性
内文丘里管流量计的系统配置和以往的差压式流量计基本相同，都使用了差压变送器和流量显示仪表。针对流量计量领域，国内首选仪表仍然是差压式流量计，作为差压式流量计的换代产品，内文丘里管流量计在计量精度等方面和以往的孔板、喷嘴、经典文丘里管相比具有明显的优势。内文丘里管流量计的测量范围在10:1以上，流出因子的不确定度优于0.5%，重复性±0.2%，远远高于其它差压式流量计；压力损失更是小于孔板、喷嘴、弯管等流量计，约为孔板1/3；稳定性好，不积污，无磨损，对直管段的安装要求低。内文丘里管流量计是差压式流量计的新一代产品，现已广泛应用于化工、石油、水利、燃气、热力、电力诸多行业当中。
对于蒸汽测量而言，传统的流量计用的是孔板、喷嘴、涡街、弯管等。然而这些流量计的压力损失比较大，量程比小，波动幅度大，计量仪表的性能满足不了工业要求，很难准确、有效地测量。内文丘里管流量计能够保证精度，减少压力损失，降低波动幅度，避免不必要的浪费。
例如：孔板测量蒸汽，其压力为0.5 MPa；密度为4.162 kg/m3；流量为1500 kg/h。
孔板测量差压为14.1 kPa，压力损失比较大，用内文丘里管流量计测量差压为3.4018 kPa，压力损失比孔板测量的压力损失小的多，仅为其测量差压的1/5左右，为孔板的压力损失的1/3。由此可见，在测量蒸汽时，内文丘里管流量计完全可以替代孔板，压力损失比较小，能够在恶劣的工作环境下处于良好的工作状态。
内文丘里管流量计不仅有上述的优点，在测量精度上也提高了不少。通过计算差压范围：0.31~64 kPa，膨胀系数在此范围内有一定明显的变化，为解决膨胀系数变化造成的计量误差，我们采用多点分段补偿。把测得的差压范围平均分成若干段，每一段计算出相应的膨胀系数，再由每一段的膨胀系数的不同来建立一个装置系数的变化范围，从而保证了差压变化，膨胀系数也跟随变化的动态响应，精确度也就提高了很多。现已有多台仪表使用分段补偿法，用在蒸汽和天然气的计量上，测量结果比较稳定，效果非常好。本方法对普通的单一气体或脏污气体也同样适用。
内文丘里管流量计不仅用于蒸汽流量的测量，在其它流体的测量上，也解决了多年来节流件经常堵塞的问题。采用特殊的设计，即使被测介质复杂多样，也不会堵塞。对于高粘度的流体，如重油、原油、柴油等也是如此。也可以对流速较低的介质进行流量测量。
3 结束语
总而言之，内文丘里管流量计解决了以往差压式流量计解决不了的问题，在实际的使用中，得到了多方用户的认可。内文丘里管流量计多点分段补偿法的应用，对蒸汽流量的测量起到了决定性的作用。