一、理智彎管流量計工作原理

      1. 基本原理

      理智彎管流量計是一種差壓式流量計，但其差壓的產生與傳統流量計（如孔板流量計）有本質的區別。理智彎管流量計是一種節能型差壓流量計，其傳感器內部無任何插入件和節流件，它利用流體的慣性原理，根據自然形成的內、外側壓力不同而產生的壓差，來測量流體流量。

      當流體流過彎管傳感器時，由于彎管傳感器壁的導流作用，迫使流體在彎管內作類似的圓周運動，而使流體流動方向發生了變化，其主流動速度向量也發生了變化。在進口側，由在直管段時的等速流動狀態轉變成進彎管段時近似梯形的速度分布流動狀態，靠近傳感器內側的流體速度大于靠近傳感器外側的流體速度，且在傳感器中點45°橫截面處流速差值達到；在出口側，其流速梯形分布的消失過程基本與進口側形成過程相對稱（見下圖）。同樣，流體在流過彎管傳感器時，其壓力分布也基本上是以彎管傳感器中點45°橫截面為中心對稱分布的，我們把彎管傳感器中點45°兩側（外側、內側）的壓力差稱為△P，差壓△p與流體的流速、流體的密度以及作圓周運動的曲率半徑等因素有關。因此，只要測出△P就可以方便地計算出管道內流體的流速，進而計算出管道內流體的流量值，這就是斷面主流動向量圖理智彎管流量計的基本測量原理。

      2. 數學表達式

      理智彎管流量計流量數學表達式如下：

      其中：Q ― 容積流量，單位m³/h；
               D ― 管徑，單位m；
               R ― 曲率半徑，單位m；
               △P― 差壓，單位Pa；
               p ― 流體密度，單位kg/m³，；
               α ― 流量系數。

      3. 理智彎管流量計的定型實驗

      理智彎管流量計先后有3種測量介質通過國家流量定點檢測站的定型實驗。水介質在開封國家水大流量計量檢定站（見表1）、蒸汽介質在煙臺國家蒸汽流量檢定站（見表2）、天然氣在四川華陽天然氣流量計量站（見表3）通過國家定型實驗，最終檢定結果表明，理智彎管流量計適合測量氣（汽）、液體流量，其系統準確度優于1%。

表1

      二、應用情況

     1. 適用性

      就理智彎管流量計工作原理和基本結構分析，適應鋼鐵企業復雜多變的現場要求，尤其適合于對蒸汽、高爐煤氣、焦爐煤氣、氧氣、氮氣、壓縮空氣、水等介質的流量測量。

      2. 在鋼鐵企業應用情況

      理智彎管流量計目前已在山東泰鋼、濟鋼、青鋼。河北唐鋼、宣鋼、建龍、津西，遼寧北鋼、鞍鋼，河南安鋼，湖北武鋼，安徽馬鋼，上海寶鋼，四川攀鋼，吉林通鋼，貴州水鋼等大中型鋼鐵企業中得到了不同程度地應用測量介質主要以煤氣、空氣、氧氣、蒸汽、水為主。其應用效果很好，滿足了計控處、動力廠等部門對能源計量科學化管理的要求。

表2

表3

      3. 實施效益

      （1）以唐鋼動力廠高爐煤氣測量2001年4月份應用理智彎管流量計為例，由于對煤氣進行了準確、可靠計量，實現了對高爐煤氣產耗的動態平衡，降低了放散，年增效益千余萬元（見表4）。

表4

      注：高爐煤氣熱值按700kcal/m³計算，標煤熱值按7000kcal/kg計算，標煤價格按280元/噸計算。

      （2）宣鋼動力廠2001年12月份應用煤氣監測系統為例，較好地解決了高爐煤氣與焦爐煤氣的不平衡問題，年創效益800余萬元（見表5）。

表5

      三、理智彎管流量計特點

      通過鋼鐵企業應用理智彎管流量計情況分析，該流量計除計量準確、運行穩定可靠以外，還有以下幾大特點：

      （1）低流速、大管徑、大量程比測量方面優勢突出。
      （2）適應于多種介質測量、應用范圍廣，且量程比寬、安裝位置好選。
      （3）是節能型流量計。理智彎管流量計安裝在管道自然轉彎處，且傳感器內無任何插入件、節流件，不會對流體造成附加的壓力損失。
      （4）彎管傳感器維護量極小。理智彎管流量計適合測量臟、污介質，且傳感器對磨損不敏感，可直接焊接在管道上，沒有易損件，與管道同壽命，避免了定期檢修和跑、冒、滴、漏的麻煩。
      （5）抗干擾能力強。現場的振動、潮濕、粉塵、電磁輻射等不會對該流量計造成干擾。
      （6）多功能。一塊理智彎管流量計可以同時實現對多路流量、溫度、壓力等參數的測量，且具備完善的通信接口，可以自成系統，也可以組態聯網，并入企業信息化管理系統。

      四、結束語

      隨著鋼鐵企業節能降耗工作的推進，對運行穩定、性能可靠的現場流量儀表的需求將更加迫切，理智彎管流量計的應用，確實給我們的計量管理工作帶來了極大的方便，也較好地滿足了鋼鐵企業惡劣、復雜的現場環境的計量需要，是一種發展前景的流量計。