氣(qì)體(tǐ)流量計 需(xū)要測量流量的(de)氣(qì)體種類繁(fán)多(duō)，最常見(jiàn)的空(kōng)氣、城(chéng)市煤(méi)氣、天(tiān)然氣(qì)和組(zǔ)分變(biàn)化的氣體。可用來測量氣(qì)體流(liú)量的儀表種(zhǒng)類繁多，本節(jiē)結合四(sì)種典型(xíng)氣體(tǐ)重點(diǎn)讨論(lùn)差壓式（含(hán)均速(sù)管）、渦街式、旋進(jìn)渦(wō)街式、超(chāo)聲式(shì)、氣體渦輪、氣體腰輪式(shì)流(liú)量計的應用。
3.2.1壓縮空(kōng)氣流(liú)量測量
    壓縮空氣(qì)是(shì)企事(shì)業單位重要的(de)二次能源，大多(duō)由電能或熱能經壓(yā)縮機轉化而來(lái)。當空(kōng)氣壓(yā)力值要求較低(dī)時，則由鼓(gǔ)風機(jī)産生(shēng)。對(duì)由大量能源轉(zhuǎn)化(huà)而來(lái)的工質(zhì)進行管(guǎn)理，以收到節約能源和提(tí)高設備管理(lǐ)水平的效果，是壓縮空(kōng)氣流量計量的主要(yào)目的。
    在(zài)化(huà)工等生産過程中，有一種重要(yào)的工藝過程氧(yǎng)化反應，它(tā)是以(yǐ)空氣作(zuò)原(yuán)料，和(hé)另外(wài)某種(zhǒng)原料(liào)在規定的(de)條件下進(jìn)行化(huà)學反(fǎn)應。空氣質量流(liú)量過大和過小(xiǎo)，都會對安全生(shēng)産、産品質量和(hé)貴重(zhòng)原料的消(xiāo)耗産(chǎn)生(shēng)關(guān)鍵影(yǐng)響。在這種(zhǒng)情況(kuàng)下，空氣流量測(cè)量精确(què)度(dù)要求特别(bié)高，多(duō)半還(hái)配有自動調節(jiē)。
    鍋爐和(hé)各種(zhǒng)工業爐窖中(zhōng)的燃(rán)燒過程(chéng)，其本質(zhì)也是(shì)氧化(huà)反應(yīng)，對助(zhù)燃空(kōng)氣流(liú)量的測量，雖然(rán)準确度要求不(bú)像化工生(shēng)産中(zhōng)的氧(yǎng)化反應那(nà)樣高，但對環境(jìng)保護和經濟燃(rán)燒、節約燃料也有重要(yào)意(yì)義。
（1）空氣流量測(cè)量的(de)特點(diǎn)
①振動大。并(bìng)非每一(yī)台 空氣流量(liàng)計 都安裝(zhuāng)在振(zhèn)動大的場所。但(dàn)是安裝在(zài)壓縮廠房(fáng)和鼓(gǔ)風機房的空氣(qì)流量計(jì)都(dōu)得考(kǎo)慮振(zhèn)動(dòng)問(wèn)題。這(zhè)種振(zhèn)動主要來自壓縮機和鼓(gǔ)風機，機器(qì)的(de)振動通(tōng)過(guò)空氣管(guǎn)道或風管可以傳到(dào)很遠(yuǎn)的地(dì)方(fāng)。其中振(zhèn)動最(zuì)大的(de)要數往複(fú)式壓縮機(jī)，大型(xíng)往複(fú)式壓縮機(jī)運行(háng)時産(chǎn)生的(de)振(zhèn)動往往帶動(dòng)廠房和(hé)周圍地面一起振(zhèn)動，對(duì)相關(guān)空氣流量(liàng)計的(de)準确而可(kě)靠的運行(háng)帶來(lái)威脅。它引(yǐn)發杠(gàng)杆式(shì)差(chà)壓變送器支(zhī)點移動而使儀表(biǎo)産生示(shì)值漂(piāo)移。振動導(dǎo)緻渦街流量(liàng)傳(chuán)感器(qì)産(chǎn)生同振(zhèn)動頻率(lǜ)相(xiàng)對應的幹擾信号，引(yǐn)起(qǐ)流(liú)量示值大(dà)幅度(dù)偏(piān)高。
②氣體(tǐ)帶水。壓縮空氣取自大(dà)氣(qì)，而大氣中(zhōng)總是(shì)含有一定數量的水(shuǐ)蒸氣。水蒸氣(qì)的含量用水(shuǐ)蒸汽(qì)分壓ps表示。大氣中的(de)水蒸氣飽(bǎo)和分壓(yā)是大氣(qì)溫度的函數（見表3.4）。在雨天(tiān)和霧(wù)天，室外大氣中(zhōng)的水(shuǐ)蒸氣分壓(yā)達到飽(bǎo)和(hé)程度(dù)，即相(xiàng)對濕(shī)度達(dá)到100％，這(zhè)時将(jiāng)大氣(qì)壓縮就(jiù)如(rú)同壓迫吸足水的海(hǎi)綿，随着(zhe)體積的(de)縮小，就有相(xiàng)應數量的水(shuǐ)析出。這是(shì)壓(yā)縮空氣(qì)所以(yǐ)帶水的簡(jiǎn)單原理。在(zài)晴好(hǎo)的天氣，大氣相(xiàng)對濕度較(jiào)低，但(dàn)随着其被壓縮，體積(jī)縮(suō)小(xiǎo)到原(yuán)來的幾(jǐ)分(fèn)之一(yī)後，水(shuǐ)蒸氣(qì)分壓(yā)會相應升(shēng)高，也(yě)有可能進(jìn)入飽(bǎo)和狀(zhuàng)态而析出(chū)水滴(dī)。
表3.4   空氣中(zhōng)水分飽(bǎo)和(hé)含量(liàng)

空氣溫度t/℃	0	10	20	30	40	50
飽和(hé)水蒸氣(qì)壓力ps/kpa	0.6080	1.2258	2.3340	4.2463	7.3746	12.337
飽(bǎo)和水蒸氣密度(dù)р/（kg/m3）	0.0048	0.0094	0.0173	0.0304	0.0512	0.083

    用來測(cè)量壓縮(suō)空氣(qì)流量的較(jiào)大口徑孔闆流量計(jì)，孔闆(pǎn)前常(cháng)有積水，要影響(xiǎng)測量準(zhǔn)确度。引(yǐn)壓管線中常有一段水，導緻差(chà)壓變送器(qì)測到的差(chà)壓同節流(liú)裝置所(suǒ)産生的(de)差壓(yā)不一緻。這(zhè)些都是空(kōng)氣帶(dài)水引(yǐn)起誤(wù)差的(de)常見(jiàn)原因(yīn)。除此(cǐ)之外，由(yóu)于城區(qū)大氣中氮氧化物含(hán)量較高，使(shǐ)得壓(yā)縮(suō)空氣所含水滴(dī)呈酸性(xìng)，引起環室表面腐蝕(shí)、管道(dào)内壁(bì)腐蝕(shí)，使其(qí)表面變得粗糙(cāo)。腐蝕産生的氧(yǎng)化鐵(tiě)在(zài)一定條件下(xià)變幹燥時，很容(róng)易從(cóng)管内壁脫落而被(bèi)氣流帶到孔(kǒng)闆前，這也會對流量示值(zhí)産生影響。所以(yǐ)在停車檢修時(shí)，應将這(zhè)些粉狀和塊(kuài)狀(zhuàng)的垃圾(jī)予以清除。
③脈動(dòng)流。壓(yā)縮機和鼓(gǔ)風機(jī)出口流體(tǐ)多數包含一定(dìng)的脈(mò)動(dòng)。例如往(wǎng)複式壓縮機，表現爲(wèi)半波脈動(dòng)，在現場可(kě)觀察到壓縮(suō)機和鼓(gǔ)風機(jī)的出口壓(yā)力有(yǒu)明顯(xiǎn)擺動(dòng)。其中正(zhèng)（定）排量(liàng)鼓風(fēng)機出(chū)口脈動頻率較高，一(yī)般有(yǒu)幾十赫茲(zī)，而(ér)往複式(shì)壓縮(suō)機出(chū)口脈動頻(pín)率較低，一(yī)般爲(wèi)幾赫茲。流動脈(mò)動引(yǐn)起差(chà)壓式(shì)流量計(jì)、渦街流(liú)量計(jì)等多(duō)種(zhǒng)流(liú)量計示值偏高(gāo)，引起浮(fú)子式流量計(jì)中(zhōng)的(de)浮子(zǐ)上下跳動。消除(chú)和減弱流動脈動對流量(liàng)計示(shì)值影響的常用(yòng)方法有(yǒu)兩個，一(yī)是(shì)在壓縮機出(chū)口設置一(yī)隻(zhī)緩(huǎn)沖罐濾除脈動(dòng)，而将流量(liàng)計安裝在(zài)緩沖後面(miàn)。實(shí)際上往(wǎng)複式(shì)壓縮(suō)機的的系(xì)統都是這(zhè)樣設(shè)計的；二是将流(liú)量計(jì)安裝在遠(yuǎn)離脈動(dòng)源的地(dì)方，這樣可(kě)利用(yòng)工藝管(guǎn)道(dào)的氣(qì)容同其(qí)管阻構(gòu)成低通濾(lǜ)波器(qì)衰減脈動。
流動(dòng)脈動典型波形(xíng)
（2）儀表選型(xíng)   能夠用來測(cè)量空氣(qì)流量的儀(yí)表有(yǒu)多種，但是在現(xiàn)場實際使用(yòng)的(de)空氣流量(liàng)計，按(àn)其原理(lǐ)分(fèn)，種類(lèi)并不多。最主要(yào)的(de)有 玻璃(lí)浮子(zǐ)流量(liàng)計 、 節流式(shì)差壓流量計 、 渦(wō)街流量(liàng)計 和均(jun1)速管流量計等。
①浮子流(liú)量計。 浮(fú)子流量計在中(zhōng)型和小型實驗(yàn)裝置上使用很廣泛(fàn)，這是因爲(wèi)浮子(zǐ)式流量計(jì)簡單、直(zhí)觀(guān)、價格低廉，适合作一(yī)般指示。浮子流(liú)量計有玻璃錐管(guǎn)型和金屬錐(zhuī)管型兩(liǎng)大類(lèi)，玻璃錐管型(xíng)的不(bú)足之處(chù)是耐壓(yā)不高和玻(bō)璃錐管易碎(suì)，另外，流(liú)體溫度壓力(lì)對(duì)示值影響大。一(yī)般可根據流體(tǐ)實際溫度(dù)和壓力按式（3.28）進行人(rén)工換算。式中(zhōng)由于引(yǐn)入рn,在(zài)被測(cè)氣體不爲(wèi)空氣(qì)時，也(yě)可利(lì)用該公式進行換算(suàn)。
qv――實際(jì)體積(jī)流量(liàng)，nm3/h；
qvf――儀表示值(zhí)，m3/h；
ρn――被測氣體在(zài)标準狀(zhuàng)态下的密度，kg/nm3；
ρan――空(kōng)氣在(zài)标準狀态(tài)下的(de)密度，kg/nm3；
tn、pn――氣體(tǐ)在标準狀态下的絕對溫度、絕(jué)對壓(yā)力；
tf、pf――氣體在(zài)工(gōng)作狀态(tài)下的(de)絕對(duì)溫度、絕對(duì)壓力。
②節流式差壓流(liú)量計。節流(liú)式差(chà)壓流量計(jì)在空氣流量測(cè)量中有(yǒu)着悠久(jiǔ)的曆史。在新穎(yǐng)流量計大量湧(yǒng)現的(de)形勢下，節(jiē)流式差壓(yā)流量(liàng)計盡(jìn)管有範圍度窄，安裝維護(hù)麻煩以及壓力(lì)損失(shī)大等(děng)重大(dà)缺點，但在振動(dòng)較明顯的壓縮(suō)機房、鼓風機房，它仍然(rán)是(shì)可靠性高(gāo)、穩定性好、抗幹擾能(néng)力強(qiáng)的首選儀(yí)表。
    用(yòng)節流式差(chà)壓流(liú)量計(jì)測量(liàng)空氣(qì)流量最重要的是要(yào)處理好節(jiē)流件前積水、變送器高低(dī)亞室(shì)内積水以(yǐ)及引(yǐn)壓管(guǎn)線中積水問題。
a.節流(liú)件前(qián)積水問題。解決(jué)節流件(jiàn)前(qián)積水(shuǐ)最簡單(dān)的(de)方法是節(jiē)流件的下(xià)部開疏液孔。但(dàn)是空氣管道(dào)不像蒸汽管道那(nà)樣清(qīng)潔。在蒸汽管道(dào)中因爲與(yǔ)管(guǎn)道内壁接觸(chù)的是(shì)水蒸氣，而(ér)水蒸氣在發生過程(chéng)中一般都經過(guò)除氧工序(xù)，因此(cǐ)蒸汽中基(jī)本不含(hán)氧(yǎng)，經長期使(shǐ)用的蒸汽管，其内壁(bì)可能僅沉(chén)積微量的(de)灰色粉末，除此(cǐ)之外不會有鐵(tiě)鏽。而(ér)空氣管道(dào)内則(zé)全(quán)然不同(tóng)，灰塵(chén)和氧(yǎng)化鐵(tiě)難(nán)以避免，有時(shí)疏液孔被堵死(sǐ)。在停車(chē)檢(jiǎn)修時(shí)拆下(xià)節流(liú)裝置，發現節流(liú)件正(zhèng)端平面上有積(jī)水的痕迹，就是(shì)證據。
徹底消除節流(liú)件前積水(shuǐ)的方法是将節(jiē)流裝置(zhì)安(ān)裝在(zài)垂直工藝管上(shàng)，或改(gǎi)用圓缺孔闆或(huò)偏(piān)心孔闆(pǎn)。其中(zhōng)，偏(piān)心孔闆不确定度(dù)較小，優于(yú)圓(yuán)缺孔闆。
b. 差壓變(biàn)送器 高(gāo)低壓(yā)室(shì)内積水(shuǐ)問題。是典型的(de)節(jiē)流(liú)式差(chà)壓流(liú)量計(jì)信号管路(lù)安裝圖，在被測(cè)流體爲(wèi)濕氣體(tǐ)時，冷凝液理應(yīng)不會進入(rù)差壓(yā)變送(sòng)器高低壓(yā)室，但(dàn)從現(xiàn)場反(fǎn)饋信息來看，實際情(qíng)況是有時(shí)還會(huì)有微量水(shuǐ)滴進入(rù)高低壓(yā)室，。變送器差壓範圍較(jiào)低時，此微量(liàng)水滴(dī)會引(yǐn)起儀(yí)表零(líng)點的(de)明顯(xiǎn)漂移。有些(xiē)差壓變送(sòng)器設(shè)計有兩個排放(fàng)口，打開下排放(fàng)口(kǒu)就可将凝液(yè)順利排(pái)出(chū)。但是早期(qī)變送(sòng)器隻(zhī)有中部(bù)的(de)一隻(zhī)排放(fàng)口(kǒu)，打(dǎ)開此(cǐ)口無法将高低(dī)壓室内的(de)凝(níng)液(yè)排淨，最後隻得将變送(sòng)器(qì)拆下(xià)，将凝液沖信号輸入口中傾倒(dǎo)出來(lái)。
    高低(dī)壓室(shì)内積液的(de)現象(xiàng)，經進一步分析，應該(gāi)是變送器(qì)上方的一(yī)段管(guǎn)路由于(yú)環境溫(wēn)度變化(huà)将(jiāng)信号管中的(de)水蒸氣(qì)冷凝(níng)而沿(yán)着信(xìn)号管(guǎn)往下流入(rù)高低(dī)壓室(shì)。