测量大口径管道的气体流量通常为孔板、文丘里管以及阿牛巴等差压节流元件，但是，节流装置在某些场合却难以采用。在某硫酸装置设计中，工艺风流量测量遇到难题，若采用常规流量仪表孔板、文丘里管或阿牛巴，则安装位置受到限制。工艺管道公称直径700mm，其直管段前后仅有1m。对于大口径管道的流量测量，a方案采用孔板流量计，其安装要求高，一般*d、后5d应为直管段，满足不了这么长的要求。b方案采用文丘里管，其本身长度近5m，再加上满足精度要求的zui小安装直管段（前5.5d、后3.5d），共计11.3m，受安装条件限制，风机出口管线根本满足不了这么长的直管段要求。c方案采用阿牛巴，其安装要求一般为前5d、后2d，也满足不了这么长的直管段要求。
随着测量技术的不断发展，近期推出了先进的流量测量仪表--锥形流量计。该流量计不仅很好地解决了直管段长度的要求，而且提高了测量精度，这是由于锥形流量计采用*的中心流线型结构设计，巧妙地解决了长直管段整流的问题。中心悬挂的流线型锥体能重塑流速曲线，在紧靠锥体上游和下游较窄的区域内（前0~3d、后0~1d），将流速不规则的流体直接整流成理想流体，获得很高的测量精度和重复性，不需要直管段整流。因此笔者在该管线的气体流量测量中，设计采用了锥形流量计及差压变送器进行测量。本文将结合生产实际，着重比较孔板流量计与锥形流量计测量仪表的各自优缺点，供大家参考。
2.2 系统组成
锥形流量计与传统的差压型流量计一样，由节流元件、引压管、差压变送器、流量计算机组成。流体为干燥气体时，若水平安装在管道上，取压孔方向应垂直向上；在垂直管道上，应将高、低压引压管向上走平行后接入变送器。
2.3 性能特性
1、重塑流速曲线
重塑流速曲线是锥形流量计的zui大特点。节流锥体悬挂在管线中心迫使管道中心的流体绕着锥体流动，从而改变了管道中的流速曲线。如果流体在理想的管道中没有任何阻碍和干扰，那它的流速分布将很均匀。靠近管壁的流速几乎为零，而管道中心的流速将达到zui大，见图3。当我们将锥体悬挂在管线中心时，锥体将直接同流体的高速区接触，迫使高速区的流体同近管壁低速区的流体相混合，从而使流速均匀化，这样测出的流体流速更加准确。
在现实工况中，流速很难分布均匀，很多情况都会造成流体分布的不均匀。管道上的任何变化都可能对流体造成影响：如弯头、阀门等，见图4。而锥形流量计利用锥体对流速分布曲线进行重新塑造，使得锥体“整流”后的流体分布均匀，从而保证较高的测量精度。
2、长期性能稳定
锥体的外形设计应保证流体在流经锥体时是一种渐变的过程，无突变。流体经过锥体后到达锥体边缘，因此锥体边缘不会经常性地受到不洁流体的磨损，β值可保持不变，仪表可长期使用而勿需重新标定。锥形流量计所产生的信号有较高的稳定性（见图5）。它产生的是低幅、高频波动信号，而孔板流量计产生的是高幅、低频信号。
3、*压力损失恒定
由于没有锐利的缘口，锥形流量计引起的*性压力损失恒定且比孔板的小，接近文丘里管。同时，极其稳定的信号使得差压的量程下限远比一般差压流量计的低，因此量程得以向下限扩展，量程比可达到15:1，可测量zui高雷诺数为5×106，zui低雷诺数为1000仍可保持信号的线性。如果采用曲线修正，在更低的雷诺数条件下仍然可测量，并可保证较好的重复性。
4、无滞留死区
锥体的这种“吹扫式”设计不存在死区，因此在锥体上不会堆积流体的碎片、黏渣或杂质。
3 锥形流量计与孔板流量计性能比较
通过对孔板流量计及锥形流量计的工作原理和结构特点的对比，我们不难看出他们的具体差别如下。
（1）精度
锥形流量计的测量精度高（读数±0.5%），孔板的测量精度低（读数±1.5%）。
（2）重复性
由于锥体对流速的整形，使流速达到理想状态，干扰源少，因此锥形流量计测量数据的重复性好（优于±0.1%）。孔板只能依靠直管段对流体整形，直管段整形只能达到较为接近的流体*理想状态，并且孔板本身的节流又破坏流体理想状态，因此干扰源多，重复性差。
（3）安装要求
锥形流量计安装要求低（前0~3d、后0~1d），无论是泵、压缩机、阀门或者弯管（一个单弯管或两个不在一个平面上的双弯管），对测量精度都没有影响。孔板流量计安装要求高（一般前1od、后5d），复杂工况还要加大到前20d、后5d。
（4）长期稳定性
锥形流量计长期稳定性好。流体流经圆锥体无突然波动，而是沿着锥形体形成一个边界层，并引导流体离开锥体的后角。所以锥体夹角不受不清洁流体的磨损，值可长期不变，并保证长期测量。
孔板流量计长期稳定性差。由于流体流经孔板锐利缘口，截流产生高速摩擦，引起孔板口磨损，脏污改变孔板口大小，使值发生变化，不能保持长期测量。
（5）信号稳定性
锥形流量计信号稳定，“信号波动”仅是孔板的1/10。流体流经锥体形成非常短的涡流，这些涡流使锥形流量计产生高频低幅信号，并且信号在锥体尾部流向*，相互抵消，因此干扰小。
孔板流量计信号不稳定，流体流经孔板后产生的涡流较长，这些长涡流使孔板产生低频高幅的信号，信号干扰大，会严重干扰差压变送器读数的准确性。
（6）压损和量程
锥形流量计压损低、量程宽，量程比通常为l5:l~50:l。锥体的流线型设计使压损大大减小，zui小可至0.06kpa，在所有的差压型流量计中，只有锥形流量计的压损与文丘里接近。由于没有锐利的缘口，锥形流量计引起的*性压力损失恒定且比孔板小。同时，极其稳定的信号使得差压的量程下限远比一般差压型流量计的低，因此量程得以向下限扩展，雷诺数低至8000仍可保持信号线性。如果采用曲线修正，在更低的雷诺数下仍然可测量并可得到较好的重复性。
孔板流量计压损大、量程小，量程比通常为3:l~5:l。由于是平面阻挡，加上锐利的缘口，因此压损大，小信号波动大、干扰大，小量程无法测量。
（7）值范围和差压
锥形流量计*的几何形状使其有很宽的β值范围。标准的β值为0.450、0.550、0.650、0.750和0.850，也可按用户要求特定β值，以保证用户特定的差压输出。并且有较大的差压信号，满标尺差压信号从0.1kpa到几十kpa，保证测量的准确性。
（8）脏污的影响和维护
锥形流量计无停滞区，长期免维护。锥形流线型*吹扫式设计避免了流体中的残渣、凝结物或颗粒的滞留，可以保持锥体长期清洁。由于锥体对流体整形，加速了管壁流体的流速，因此减少了正取压口的脏污停留；倒角的设计使流体流经锥体后加速离去，故负取压孔不会污损。所以在较长的时间内（2~3年）无须维护清洗，可以保证测量。
孔板流量计由于是平面阻挡，脏污容易堆积。一般3个月须清洗一次，才能保证较好的精度。
（9）气液两相介质（湿气）
对湿气（气体中含有水分）的流体测量始终是流量测量中的一个难点。锥形流量计采用*的锥体设计，使气体中所含有的大部分水分，沿锥体从管道*温度较高的地方向周围温度较低的地方快速移动，产生的凝露沿锥体向管道底部下滴。由于锥体对流体整形，加速了管壁流体的流速，水分也快速通过，不会在取压口产生大量凝露。所以气体含有少量水分对锥形流量计取压口产生的干扰信号少，提高了测量准确性。通常要求气体中含水量不超过5%为好，zui大不超过10%。
孔板对流体产生阻挡，在孔板*产生滴露，同时管壁流体受到阻挡，流速减慢，正取压口附近产生的凝露会影响取压信号；流体流经孔板后，产生的涡流向管壁作波动性发散，会影响负取压口取压信号。
因此，湿气对孔板的测量精度会产生较大的负面影响，从而影响测量精度。因此，孔板及其他方式测量湿气往往难以达到预期的效果。
（10）锥形流量计安装调试注意事项
每台锥形流量计上均有箭头指示流体流过设备的方向，高压孔位于上游，低压孔位于下游，在安装差压变送器前需确认高压孔的具体位置。
4 孔板与锥形流量计的压损和精度
已知条件：
被测流体 工艺风
流量（标准状况）
q20max=5750m3/h，q20com=4950m3/h，q20min=2500m3/h
工作压力 pl=3mpa
工作温度 tl=40℃
相对湿度 φ=0
管道内径 d20=300mm
管道材质 l5碳钢，无缝管
仪表使用地点 河南开封硫酸厂
有关孔板流量计与锥形流量计的压损及精度的计算过程，在此简略，现将计算结果列于表1。
表1 压损和精度的计算结果
型式压损/kpa精度/i
锥形流量计1.28±0.5%
孔板流量计9.37±1.25%
从表1可看出：孔板流量计的压损要远大于锥形流量计，而精度也不及锥形流量计的高。