均速管流量探頭的發(fā)展亦是歷經(jīng)波折，自20世紀(jì)60年代圓形探頭的商用均速皮托管的出現(xiàn)，到70年代中期的鉆石I型探頭，再到80年代中期的三片式多腔室鉆石II型探頭，即使它的出現(xiàn)比之前探頭優(yōu)化了很多，但均速管遺留的“易堵塞、信號(hào)波動(dòng)大、長期精度不高等"歷史問題，仍無法解決。

為了克服鉆石II型探頭的缺點(diǎn)，又出現(xiàn)了橢圓形探頭，但其測量精度不穩(wěn)，探頭的流體系數(shù)與雷諾數(shù)相關(guān)，對(duì)安裝要求非常高，只能作為過渡產(chǎn)品。

直到20世紀(jì)90年代初，流量探頭技術(shù)進(jìn)一步研制，出現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)的彈頭型探頭。彈頭型探頭設(shè)計(jì)通過大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)：威力巴的流體系數(shù)是與雷諾數(shù)無關(guān)的常數(shù)，且實(shí)際的K系數(shù)與理論預(yù)測的K系數(shù)的偏差僅為±0.5%。

3 威力巴流量計(jì)技術(shù)特點(diǎn)

威力巴是一種彈頭型斷面的均速管。威力巴（探頭）迎向流體的取壓孔讀取高壓信號(hào)；側(cè)后兩面的取壓孔讀取低壓信號(hào)。通過引壓管將威力巴探頭測得的差壓信號(hào)與差壓變送器連接，變成電信號(hào)傳至二次儀表（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)），構(gòu)成流量測量系統(tǒng)。

3.1 流量系數(shù)穩(wěn)定

威力巴流量計(jì)彈頭型斷面的探頭有明顯的拐點(diǎn)，使流體通過探頭后流體分離點(diǎn)固定，流量系數(shù)K的穩(wěn)定性好。威力巴探頭成功應(yīng)用了流體邊界層理論研究的成果。在探頭前端表面進(jìn)行粗糙化處理并加防淤槽，相當(dāng)于加入一個(gè)紊流發(fā)生器，使探頭不再形成邊界層流而始終保持邊界紊流，降低流體牽引力和渦街脫落力，并使流體產(chǎn)生穩(wěn)定的流線，從而使流量系數(shù)K更加穩(wěn)定。

3.2 防堵塞性好

灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的尾部。其他均速管探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部，在渦街力的作用下，探頭很快被渦街力帶來的雜質(zhì)堵塞。雖然可以采取增設(shè)吹掃裝置等措施，但無法從根本上解決堵的問題，因而影響正常計(jì)量。

威力巴探頭的高壓測孔因彈頭形狀的前部較寬，形成高壓區(qū)，阻止流體中固體顆粒的進(jìn)入。低壓取壓孔取在側(cè)后兩邊，在流體與探頭的分離點(diǎn)之前，避開了渦流影響的半真空區(qū)域，避免了渦流帶來的雜質(zhì)對(duì)取壓孔的堵塞。其防堵塞性能優(yōu)于其他均速管探頭。正是威力巴探頭新穎的防堵設(shè)計(jì)，為煤氣等較臟流體的準(zhǔn)確測量提供了應(yīng)用空間。

3.3 一體化結(jié)構(gòu)高精度取壓

加強(qiáng)高強(qiáng)度彈頭形單片雙腔結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部成一體化結(jié)構(gòu)，避免了信號(hào)滲漏，提高了探頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠保持長期的高精度測量。

3.4 測得真實(shí)的平均流速

威力巴探頭插入管道后，探頭通過流體的整個(gè)速度剖面。探頭上有多個(gè)取壓孔，其位置經(jīng)面積積分后確立。通過多孔均速取壓，所測信號(hào)能反映流體截面真實(shí)的平均流速。即使直管不足夠長或流體波動(dòng)較大，也能準(zhǔn)確測得真實(shí)流量。

3.5 性能指標(biāo)

威力巴探頭具有量程比寬、管道的壓力損失低、安裝方便、基本免維護(hù)、使用壽命長等特點(diǎn)，可用于38~12000mm各種材質(zhì)的圓管、方管的流量測量。常規(guī)產(chǎn)品工作壓力為10MPa，工作溫度為427°C。特殊產(chǎn)品工作壓力為40MPa，工作溫度為800°C。

4 威力巴流量計(jì)安裝

4.1 威力巴探頭安裝

為了得到精確的流量測量，要選取合理的安裝位置，滿足威力巴流量計(jì)直管段的要求。一般前直管段為管道直徑的10倍，后直管段為管道直徑的5倍。核實(shí)正確的管道流向，區(qū)分水平管和垂直管以及測量介質(zhì)對(duì)探頭的安裝要求。對(duì)空氣和氣體類介質(zhì)，威力巴安置在圓管上部160°的任何方位；對(duì)于液體和蒸汽類介質(zhì)，威力巴探頭安置在圓管下部160°的任何方位。對(duì)于液體可使任何氣泡回流到管道中；對(duì)于蒸汽允許冷凝水進(jìn)入儀器管道流入冷凝管道中。對(duì)于垂直管道，威力巴可安裝在圍繞垂直管道的任何方位（要滿足直管段的要求）。

4.2 差壓變送器安裝

對(duì)于液體和蒸汽類介質(zhì)，變送器必須安置在低于威力巴的位置。對(duì)于空氣和氣體類介質(zhì)，變送器必須安置在高于威力巴的位置。

5 威力巴流量計(jì)的應(yīng)用

由于威力巴流量計(jì)具有安裝方便、壓損小、基本免維護(hù)、使用壽命長等特點(diǎn)，在電廠得到了廣泛應(yīng)用?？灯诫姀S在凝結(jié)水流量、小機(jī)進(jìn)汽流量、凝結(jié)水補(bǔ)水流量及鍋爐側(cè)水流量等多處選用了威力巴流量計(jì)。

威力巴流量計(jì)計(jì)算書中介紹了傳感器型、支撐結(jié)構(gòu)、探頭規(guī)格和差壓接管方式以及主要參數(shù)計(jì)算。對(duì)于小機(jī)進(jìn)汽流量，經(jīng)過溫度補(bǔ)償后流量公式為

 （3）

式中ρ為溫度和壓力參數(shù)。由于密度差壓的微小變化，對(duì)流量會(huì)引起大幅的變化，對(duì)于溫度、壓力、差壓的測量精度要求就非常嚴(yán)格。溫度可以采用高精度的熱阻，壓力和差壓必須選用高精度的變送器和差壓變送器。威力巴流量計(jì)對(duì)流體的壓縮很小，取得的差壓也較小。對(duì)于差壓的測量，盡量選用精度高量程適合的差壓變送器。

6 結(jié)束語

本文闡述了威力巴流量計(jì)的工作原理及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。威力巴流量計(jì)具有穩(wěn)定的流量系數(shù)、高精度取壓、管道壓力損失低、安裝方便、基本免維護(hù)等特點(diǎn)。缺點(diǎn)為流量計(jì)由于對(duì)流體的壓縮很小，取得的差壓較小，對(duì)流速很低的流體測量效果不是很理想。另外，威力巴流量計(jì)對(duì)于溫度、壓力、差壓的測量要求高，應(yīng)當(dāng)選擇高精度變送器、差壓變送器和熱阻。