双向毕托管流量计的特性分析

　　引言

　　目前基于不同测量原理的流量测量方法和技术很多，可以根据用途和目的来合理利用它们。近年来，MEMS集成微型器逐渐引起广泛关注，利用这种技 术的流量计具有高性能、低价格。在不同压力型流量计的基础上设计出的双向毕托管流量计结构卜分简单，插入毕托管中的微型器可用来获取进入测量管的压力。因 此，根据压力不同可测出流量，这种流量讨一不受流体流动方向的限制，可进行流量测量。

　　2系统结构和工作原理

　　2.1系统结构

　　图1是双向毕托管流量计的结构图。它具有能通过两侧空间固定的筛板结构且有1根10mm的直管。这种流量计是完全对称型的，系统结构决定了不论 流体管道的方向如何，流量测量都可以实现。由图2可见，在流体流动方向前后均设置压力孔，从这两个压力孔中测定出不同压力。图2为毕托管的结构。

　　2·2工作原理

　　毕托管是一种在某一测量位置测量流速的测量仪。但作为流量测量时，必须考虑其在测量管道中的流速分布，尤其当测量点只有1处时显得尤其重要。因此，该流量计中有节流装置和筛板，将它们插入到管道前后，流量分布将会一致，这样就可以用它来测量管道中的流量。

　　一般来说，用毕托管进行流速测定时，可由伯努利方程推出下面的公式:

　　假如测量的流速是平均流速，通过许多不同截面积对体积流量进行测定，可得出下式:

　　和其他差压式流量计相同，流量和压差的平方根成正比。

　　如图2所示，用毕托管可先测出孔口前后总压差，它和这种流量计测出的压差具有如下关系:

　　3 实验装置

　　通过图3所示的实验装置可得出流量计的基本流量特性。

　　实验以压缩空气作为测量介质，通过调节流速控制器进行流量测量。

　　实验用毕托管的压力孔口直径有5种型号(1.2mm，1.smm，z.smm，2.lmm，2.4mm)。通过实验可确定筛板分别放入图1中的1和2处及没有放筛板时的流量。

　　4  实验结果

　　图4表示无筛板时的流量特性，图中较长的实线表示普通毕托管的压差，短实线表示这种流量计的压差，通过它可得出流量与压差的平方根成正比，更重 要的一点是，流量不随毕托管压力孔口大小而改变。同时还确定了它们具有4倍的压差增量。40#的筛板放入图1中位置1时，同样得出流量正比于压差的平方根 结论。

　　压力孔口的大小或筛板是否插入，很难从实验结果中得出它们的区别。通过测量压差得出这种流量计的一般性原理。没有插人筛板时，流量特性的测量结 果如图5所示，总压等于压力孔口前测得压力与静压之差，也就是说，相对于一般毕托管的新型毕托管，只引起少量压差。在图6中，当80#的筛板插入图2中位 置2处时，由前压孔口造成的影响很小，但后压差的影响较大，由图5知，前后各个孔口侧的压差都在增大，这说明压差损失是由筛板的阻隔引起的。总之，无论筛 板是否插入，双向毕托管流量计的压差都具有相同趋势。