巴類流量計(jì)詳解：原理、種類與應(yīng)用

巴類流量計(jì)是一種在工業(yè)領(lǐng)域非常常見且重要的流量測(cè)量儀表。它的名字源于英文商標(biāo)'Annubar'，它是第一代這類產(chǎn)品的品牌名稱，后來就成了這類流量計(jì)的統(tǒng)稱，中文音譯為'巴類流量計(jì)'，也叫'均速管流量計(jì)'。

一、核心概念：它是什么？

簡單來說，巴類流量計(jì)是一種差壓式流量計(jì)。

它的核心工作原理是：通過在管道中插入一個(gè)特制的'檢測(cè)桿'（就是那根'巴'），來測(cè)量流體產(chǎn)生的差壓，進(jìn)而計(jì)算出流體的流速和流量。

一個(gè)生動(dòng)的比喻：你可以把它想象成把一只手伸出高速行駛的汽車窗外。你會(huì)感覺到手背受到很大的力，而手心則感覺力較小。這個(gè)'力差'的大小和車速（風(fēng)速）有關(guān)。巴類流量計(jì)就是通過測(cè)量管道中類似這個(gè)'力差'來知道流速的。

二、工作原理：它是怎么工作的？

巴類流量計(jì)的工作基于伯努利方程，即流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流速高的地方靜壓力低，流速低的地方靜壓力高。

巴類流量計(jì)工作原理示意圖

工作過程：

1. 檢測(cè)桿結(jié)構(gòu)：那根插入管道的桿并不是一根普通的棍子。它是一根經(jīng)過精密計(jì)算的、橫截面特殊的金屬桿（常見的有子彈形、菱形、T形等）。沿桿的特定位置開有若干組取壓孔：

• 高壓孔（迎流孔）
  ：通常開在桿的正面，正對(duì)流體來流方向，感受流體的全壓力（靜壓+動(dòng)壓）。
• 低壓孔（背流孔）
  ：通常開在桿的側(cè)面或背面，這里由于流體繞過桿體形成渦流，壓力較低，主要感受流體的靜壓力。

2. 產(chǎn)生差壓：高壓孔和低壓孔分別通過桿內(nèi)部的導(dǎo)壓管引到變送器，形成一個(gè)壓力差（ΔP）。這個(gè)差壓 ΔP 與流體的平均流速的平方成正比。

3. 計(jì)算流量：根據(jù)伯努利方程和流體連續(xù)性方程，可以推導(dǎo)出流量計(jì)算公式：

Q = K * √ΔP

其中：

• Q
   是體積流量。
• K
   是一個(gè)綜合系數(shù)，包含了儀表常數(shù)、管道截面積、流體密度等。
• ΔP
   是測(cè)量到的差壓值。

變送器測(cè)出差壓 ΔP，再結(jié)合管道尺寸、流體溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，最終顯示出瞬時(shí)的流量和累計(jì)流量。

三、巴類流量計(jì)的主要種類

巴類流量計(jì)經(jīng)過多年發(fā)展，形成了多種不同類型，它們?cè)跈z測(cè)桿形狀、取壓方式和性能特點(diǎn)上有所不同：

1. 阿牛巴（Annubar）流量計(jì)

這是最早的類型，由Dieterich Standard公司發(fā)明。其檢測(cè)桿采用子彈頭形狀，通過多個(gè)取壓孔測(cè)量管道截面上多個(gè)點(diǎn)的壓力，然后取平均值，提高了測(cè)量精度。

2. 威力巴（Verabar）流量計(jì)

一種改進(jìn)型，采用子彈頭形狀和多個(gè)取壓孔，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的差壓信號(hào)，抗堵塞性能較好，精度比傳統(tǒng)阿牛巴更高。

3. 托巴管（Torbar）流量計(jì)

與威力巴類似，也是采用多個(gè)取壓孔，但結(jié)構(gòu)上略有不同，同樣具有較好的防堵特性和較高的測(cè)量精度。

4. 德爾塔巴（Deltabar）流量計(jì)

德國E+H公司生產(chǎn)，采用對(duì)稱的翼形設(shè)計(jì)，具有較高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，抗堵能力較強(qiáng)。

5. 雙翼巴（Double Wing）流量計(jì)

日本橫河電機(jī)生產(chǎn)，采用雙翼結(jié)構(gòu)，能夠更好地適應(yīng)低流速測(cè)量，穩(wěn)定性好。

6. 均速管（Averaging Pitot Tube）流量計(jì)

這是巴類流量計(jì)的通用名稱，強(qiáng)調(diào)其通過多個(gè)取壓點(diǎn)測(cè)量管道截面平均流速的特點(diǎn)。

四、主要特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)）

優(yōu)點(diǎn)：

• 永久壓力損失小，節(jié)能效果好
  ：這是它最大的優(yōu)點(diǎn)。由于它的檢測(cè)桿截面很小，對(duì)流體造成的阻礙很小，因此產(chǎn)生的永久壓力損失遠(yuǎn)低于孔板等節(jié)流式流量計(jì)，長期運(yùn)行能節(jié)省大量泵或風(fēng)機(jī)的能耗。
• 結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便
  ：本質(zhì)上就是一根桿，體積小，重量輕。在大口徑管道上安裝時(shí)，比安裝一個(gè)龐大的孔板法蘭組要方便和經(jīng)濟(jì)得多。
• 制造成本低，性價(jià)比高
  ：尤其對(duì)于大口徑管道，其成本遠(yuǎn)低于文丘里管等其它類型的差壓流量計(jì)。
• 適用范圍廣
  ：可用于測(cè)量氣體、蒸汽、液體等多種介質(zhì)。
• 易于安裝和維護(hù)
  ：有些型號(hào)可以在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行安裝或拆卸（使用專用的'帶壓開孔'工具）。

缺點(diǎn)：

• 精度中等
  ：其精度通常不如孔板流量計(jì)，更遠(yuǎn)低于容積式或渦輪式等精密流量計(jì)。一般精度在 ±1% 到 ±3% 之間，適合過程監(jiān)控，不太適合貿(mào)易結(jié)算。
• 對(duì)直管段要求高
  ：為了保證流體速度分布穩(wěn)定，需要在流量計(jì)前后留有足夠長的直管段（通常前10D后5D，D為管徑），否則測(cè)量誤差會(huì)增大。
• 怕堵
  ：取壓孔如果被測(cè)介質(zhì)中的雜質(zhì)、粉塵或粘稠物堵塞，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)甚至失效。因此不適用于臟污、易結(jié)晶或粘稠的介質(zhì)。對(duì)于含粉塵的氣體，通常需要配備'吹掃閥'定期反吹。
• 量程比窄
  ：由于差壓與流速是平方根關(guān)系，在低流速時(shí)，差壓非常小，難以精確測(cè)量，因此其可測(cè)量的流量范圍（量程比）相對(duì)較窄。

五、主要應(yīng)用場(chǎng)景

正是因?yàn)槠涔?jié)能、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，巴類流量計(jì)在以下場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用：

電力行業(yè)：電站鍋爐的風(fēng)、煙氣流量的測(cè)量

石化化工行業(yè)：大型空氣壓縮機(jī)出口的空氣流量

石化化工行業(yè)：各種工藝氣體的流量測(cè)量

冶金行業(yè)：高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的流量測(cè)量

供熱供水：大管徑的水、蒸汽流量測(cè)量

HVAC：大型中央空調(diào)系統(tǒng)的送/回風(fēng)流量測(cè)量

六、與其他差壓流量計(jì)的對(duì)比

為了更好地理解它，我們把它和最常見的孔板流量計(jì)做個(gè)對(duì)比：

總結(jié)

巴類流量計(jì)是一種基于差壓原理的插入式流量儀表。它憑借低能耗、低成本、易安裝的核心優(yōu)勢(shì)，在大管道、清潔介質(zhì)的過程監(jiān)控領(lǐng)域占據(jù)了不可替代的地位。在選擇時(shí)，需要權(quán)衡其精度不高、易堵塞等缺點(diǎn)，確保其適用于具體的工況條件。