差壓式流量計

　　通過測量與流量成一定關係的流體壓差來測量流量的感測器。常用的測量方法是把節流裝置裝在管道內，利用物質流經節流裝置前後產生的壓力變化來進行測量。其原理基於流體的連續性原理和伯努利定律。所謂連續性原理是流經管道任一截面的流量為恒定。因此，流體在流經節流裝置時流速加快，而流量不變。伯努利定律則表明任一流體在流動中能量不變，當流體流速加快、即動壓力加大時流體的靜壓力降低。節流裝置的形式有文丘裏管和差壓孔板等。也可通過測量總壓力與靜壓力之差來測量動壓力而最終確定流量量。實現這種測量的裝置是皮托管。差壓式流量計歷史悠久，也是現代流量測量中應用最廣泛的一種。它的結構簡單,使用壽命長,適應性較廣，幾乎能夠測量各種工況下的單相流體和高溫、高壓下的介質流量。

　　皮托管　它是雙層的套筒（圖1），外層的筒壁上開孔，把它置於流動氣體管道的中心部分。皮托管中間孔道作用有總壓力P_t，而外套筒壁上小孔則作用有靜壓力P_S，然後將總壓力和靜壓力之差通過波登管轉換成位移，再由位移傳感器轉換成電信號。該壓力差即為流體的動壓力P_d，根據流體力學中的伯努利方程可知，

，式中 ρ為流體密度, V為流體速度。由此可測出管道中心位置的流速。管道的平均流速與中心速度之比是雷諾數的函數。管道的平均流量與平均流速成正比。

　　文丘裡管　它是截面對稱地收縮的管子，在最大截面和最小截面之上各有一個細管（圖2）。細管的液面位置即表示所在截面的流體壓力。根據流體連續性原理，在管道的截面1-1和2-2流過的流量相等即A₁V₁=A₂V₂,式中A₁與V₁和A₂與V₂分別表示截面1和2處的截面積與流速。再根據伯努利方程就可求出V₂與兩截面的靜壓力差P_S1-P_S2的平方根成比例，即流體的體積流量與壓差的平方根成比例。

　　差壓孔板　

它是最常用的一種流量檢測元件。在管道中插入一個有中心孔的薄金屬板就構成差壓孔板（圖3）。這個孔板使流體產生很大的壓差 P ₁- P ₂( P ₁、 P ₂分別為緊貼孔板前後的流體壓力)。根據伯努利方程可求出流量與 P ₁- P ₂成正比。通常在孔板兩邊取出壓力 P ₁和 P ₂，通過小管道送至差壓傳感器,使 膜片中心產生位移，再用位移傳感器把位移轉換成電信號。

　　

參考書目

　張是勉、楊樹智編著：《自動檢測》,科學出版社,北京，1987。