V形錐流量計包括一個(gè)在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應的取壓口。該測量管是預先精密加工好的，在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓。此差壓的高壓(正壓)是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力，而低壓力(負壓)則是在圓錐體朝向下游端面，錐中心軸處所開(kāi)取壓孔處壓力P2。該圓錐體的**朝向來(lái)流，該圓錐體與其尾隨面之間是一個(gè)尖銳的銳角。此交合面的邊緣使得流體在進(jìn)入下游的低壓區之前有一個(gè)平滑的過(guò)渡區。

由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線(xiàn)附近，并且也不再是一個(gè)阻擋物(節流件)令流體突然改變流動(dòng)方向，而是利用這種結構新穎的內錐式節流裝置實(shí)現了對流體的逐漸朝向管內邊壁的收縮(節流)，使V形內錐式流量計具有了一系列獨特的優(yōu)點(diǎn)。這種流量計在其節流件的下游只會(huì )產(chǎn)生高頻低幅的喘流(小渦流)，因而差壓變送器所測量的差壓ΔΡ信號是低噪聲信號。這樣在低壓力的取壓孔處可以測得靈敏度(分辨率)優(yōu)于2.5毫米水柱的壓力。這就使只用一個(gè)差壓變送器就獲得很寬的量程比(范圍度)(量程比可大于15比1)和很好的重復性，重復性?xún)?yōu)于±0.1%成為可能。

 

一、V形錐流量計的優(yōu)點(diǎn)：

 

1、量程比寬

V 錐的zui早生產(chǎn)廠(chǎng)McCrometer公司開(kāi)展了一系列測試研究工作， 得出結論： V 錐和孔板比較， V 錐的信噪比要小的多。由于信噪比小， V 錐在小流量測量時(shí)， 即使測量的差壓在較小的工況下也可以地進(jìn)行測量。從而不必像孔板那樣， 需要通過(guò)增大變送器的阻尼來(lái)改善信號噪聲的影響。正因為此， V 錐的量程比遠大于孔板的量程比。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別使用油和水在不同的雷諾數下做了實(shí)驗， 得出結論： 在一定的測量范圍內， V 錐的流出系數幾乎與雷諾數無(wú)關(guān)。筆者也曾參與了數百臺V 錐流量計的標定工作， 從數據中可以看出， 一般在1. 0精度范圍內， 使用單臺差壓變送器， V 錐的量程比就可以達到10..1。

 

2、直管段要求低

V 錐的自整流功能使其直管段要求低于孔板。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別采用油和水， 在上游的不同位置安置不同開(kāi)度的閥門(mén)來(lái)試驗， zui后得出的結論為： 如果上游的干擾是發(fā)生在V形錐流量計的上游10D， 或更遠處， 則這種非對稱(chēng)的速度分布不會(huì )影響流出系數的值， 流出系數將保持在理想條件下所得出的相同的數值; 如果上游干擾源的位置距離V形錐流量計小于10D （如5D ）， 則流出系數的zui大變化量為6%?？梢?jiàn)只要V 錐前面有10D的直管段， 無(wú)論前面有什么樣的節流件都不會(huì )對其測量造成影響。而ISO - 5167中規定孔板的直管段要求根據前面節流件的不同有很大的變化， 一般至少需要20D。如上述測試分離器的氣體出口一般采用4“的管道， 對于V 錐來(lái)說(shuō)， 其前面只需1 m 的直管段就可以了， 后面只需0. 5m 的直管段。

 

3、壓力損失小

壓力損失即不可恢復的壓力， 它是流量計選型時(shí)需要考慮的重要指標之一。在當今能源缺乏， 提倡節能減排的社會(huì )， 該參數顯得尤為重要。由于V 錐體邊緣形狀決定流體的流動(dòng)狀態(tài)， 流體的壓力損失遠小于使用孔板時(shí)的壓力損失。而且由于V 錐的自整流功能， 其前面無(wú)需加整流器， 而孔板則需要較長(cháng)的直管段來(lái)調整流體的流動(dòng)狀態(tài)。海上石油平臺上空間較小， 很難滿(mǎn)足直管段的要求， 常常需要增加整流器， 以保證介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)。但是整流器的高壓損帶來(lái)的弊病就是消耗更多的能源。即使不考慮整流器， 在同*量下， V 錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2~ 1 /3。

 

4、精度高

由于V 錐結構無(wú)可動(dòng)部件， 使得V 錐具有很好的重復性， 一般小于0. 1% 。由于量程比寬， 即它的線(xiàn)性度好， 從而使其精度較高。根據GB17167 - 2006.。用能單位能源計量器具配備和管理通則。.規定， 用于能源計量的流量計準確度等級要求為： 煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中， 在10..1的量程范圍內， V 錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會(huì )低于1. 5級， 完滿(mǎn)足計量要求。

 

5、長(cháng)期性能好

由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動(dòng)， 流體沿著(zhù)錐體形成了邊界層， 這意味著(zhù)錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損， 從而使開(kāi)孔比。.保持不變， 使得流量計可以在很長(cháng)時(shí)間內保持精度而不必校驗。

 

二、V形錐流量計的缺點(diǎn)：

 

1、需要標定

孔板是通過(guò)保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計。而V 錐屬于新型的流量計， 雖然眾多的廠(chǎng)家及科研人員做了大量的實(shí)驗， 但迄今為止V形錐流量計可依據的**標準有限， 而且由于機密性和的限制， 現已公布的有關(guān)V形錐流量計結構設計的可利用的文獻較為缺乏。各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)家依據企標來(lái)生產(chǎn)， 可以說(shuō)產(chǎn)品魚(yú)龍混雜， 并不是每個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品都可靠。由于試驗數據不充分， 使得每臺V形錐流量計出廠(chǎng)時(shí)都必須經(jīng)過(guò)嚴格的標定。從而也增加其費用。

 

2、售價(jià)較高

同種規格的V形錐流量計的價(jià)格要高于孔板流量計， 但低于可更換孔板流量計。由于V 錐的用料多、加工工藝復雜、標定費用高， 使得其售價(jià)較高。但是在考慮流量計時(shí)， 初次購買(mǎi)價(jià)及安裝費用、儀表的可靠性、長(cháng)期維護費用、壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計的依據， 只有綜合考慮并權衡了以上這些重要因素， 才能做到合理選型。如前所述， V形錐流量計除了在初次購買(mǎi)費用上高于孔板流量計外， 其他的費用應該與孔板流量計持平或低于孔板流量計。尤其是在補償壓力損失所需要的耗能方面， V形錐流量計遠遠優(yōu)于孔板流量計。所以從長(cháng)遠考慮， 使用V形錐流量計的綜合費用要低于孔板流量計。使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價(jià)格昂貴。如果給V形錐流量計配兩臺不同量程的變送器， 那么其量程比的擴展要遠大于可更換孔板流量計， 而其價(jià)格要遠低于可更換孔板。

 

3、差壓較低

由于V形錐流量計的流出系數要大于孔板流量計的流出系數， 使得相同流量時(shí)孔板的差壓值要高于V 錐的差壓值?？装辶髁坑嫷淖兯推饕话愣际怯弥胁顗罕?， V形錐流量計一般用低差壓表。