[導讀] 介紹了一種新型的子彈頭形均速管流量計，重點闡述了其在防堵功能設計上的改進。
1 引言
由于受流量探頭的理論研究和制造技術的限制，早期的均速管的探頭形狀必須是完全對稱的。到了20世紀90年代，流量探頭的研制技術得到了進一步發(fā)展，出現(xiàn)了幾種較好的改進形式，子彈頭形探頭便是其中之一。它的探頭結構為一體化的單片雙腔金屬結構。子彈頭形探頭的出現(xiàn)，是將流體動力學理論應用在探頭的精度、測量范圍、信號穩(wěn)定性和防堵性能的分析中。
2 均速管流量探頭測量原理及存在問題
均速管和孔板等其它差壓流量傳感器一樣都遵循伯努利方程：
其中：Q—管道內(nèi)的體積流量；K—流量系數(shù)；C—流量常數(shù)（常數(shù)）；DP—差壓。
圖1 均速管流量探頭
在現(xiàn)場應用中，由于介質(zhì)的不純凈，利用差壓原理進行流量測量的均速管流量計普遍存在取壓口堵塞的問題。一般情況下，灰塵、沙子和顆粒在渦流的作用下，集中在探頭的后部。早期的均速管流量計，無論是最初采用圓形探頭的皮托管、隨后出現(xiàn)的鉆石Ⅰ型探頭、鉆石II型探頭，還是橢圓形探頭，低壓取壓孔都取在探頭尾部低壓區(qū)，在渦流的作用下，探頭的低壓取壓孔很快地被渦流帶來的雜質(zhì)堵死，會影響到差壓測量的準確和穩(wěn)定。
3 子彈頭形均速管探頭的防堵塞設計
子彈頭形均速管流量探頭以其卓越的防堵設計，使均速管流量探頭的防堵水平達到了新的高度。
3.1 高壓取壓孔不會被堵
探頭的前部形成高壓區(qū)，壓力略高于管道靜壓，阻止了顆粒進入。在探頭的高壓取壓孔處流體的速度是零，沒有物體會進入取壓孔。如圖2剛開機時，流體在管道靜壓作用下，進入彎管，很快形成了壓力平衡的狀態(tài)。當壓力平衡狀態(tài)形成以后，彎管進口處壓力比較高，流體將繞道而行，不再進入彎管中。
圖2 流路原理
3.2 低壓取壓孔實現(xiàn)本質(zhì)防堵
子彈頭型均速管的獨特設計，使低壓取壓孔位于探頭側后兩邊，流體分離點和尾跡區(qū)的前部。這種設計從本質(zhì)上防止了堵塞并且能產(chǎn)生一個非常穩(wěn)定的信號（見圖3）。
圖3 防堵原理示意圖
連續(xù)工作的子彈頭形均速管從根本上杜絕了堵的可能，但是在以下情況下，仍要注意防堵：
（1）當引壓管泄漏，探頭高壓平衡區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進入取壓孔。
（2）當管道處于停產(chǎn)時，由于分子的布朗運動，顆粒小的雜質(zhì)有可能進入取壓孔。
（3）系統(tǒng)頻繁開停機，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞。
（4）介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。
4 子彈頭形均速管流量計性能指標
測量精度：近似±1%
重復精度：±0.1%
適用壓力：0~40MPa
適用溫度：-180℃~550℃
測量上限：取決于探頭強度
測量下限：取決于測量最小差壓要求
量程比：大于10∶1
適用管徑：38mm~9，000mm圓管、方管適用介質(zhì)：滿管、單向流動的、單相的氣體、蒸汽和粘度不大于10厘泊的液體