展管流，在节流装置上游侧各种阻流件必须配备相应的直管段长度，如果现场不能满足长度要求，可以安装流动调整器（亦称整流器）以缩短必要的直管段长度。但是标准中只列举有限类型的阻流件，而现场阻流件类型远超过它，另外标准中各种阻流件的数据是在进入该类型流动为充分发展管流条件得到的，而现场几种阻流件串接一起是经常遇到的，亦就是说，进入阻流件的流动并非充分发展管流，在这种情况下，要得到可靠的测量惟有安装流动调整器。
标准规定流体流动必须是稳定的，或仅随时间缓慢变化，这种定常流条件在现场是很难完全满足的，偏离这种条件会带来多大附加误差一直是流量测量课题之一。引起非定常流的情况是很多的，例如原动机（往复式发动机、压气机、泵、风机等）产生的；控制阀频繁动作产生的；管线自激振荡，特别是在有谐振时引起的；
工艺管件（阀、弯头、支管等）使流体分离产生的；整个流动系统布置引起的；混相流中某些流型引起的等等。1998年ISO发表关于脉动流测量的技术报告ISO/TR3313：1998《Measurement of fluid flow in closed conduits-Guidelines on the effects of flow pulsations on flow measurement instruments》。它给予采用节流式DPF测量脉动流的有关数据。 （4）环境条件
节流式DPF的二部分差压变送器和流量显示仪装备有电子器件及微机等，它们对环境条件的要求与其它电子仪器仪表是一样的，这里不再多谈。这里谈一下关于一体式DPF的环境条件问题，几乎所有流量计都有一体式和分离式两种型式，以前节流式DPF大都采用分离式，由于分离式中差压信号管路存在诸多弱点，近年出现的一体式受到用户的欢迎，但是亦应看到由于一体式把差压显示部分与节流装置安装在一起，对差压显示仪的要求就提高了，它应适应现场环境条件，显然它比控制室里的环境条件要严酷了，比如现场管线振动及强电磁场干扰等，因此应该根据实际情况来决定采用哪一种型式较合适。 （5）经济因素
经济因素包括购置费、安装费、运行费、校验费、维护费及备品备件等，现分述如下: a）购置费：与其它型式流量计相比，流量计的检测件（节流装置）的购置费用较便宜，但亦应考虑其它二部分：差压变送器和流量显示仪加在一起则整套仪表就不一定便宜了。 b）安装费：差压信号管路的安装费用较高考虑到有时尚需配备各种辅助设备，如冷凝器、集气器、沉降器以及隔离器等，因此采用一体式可降低安装费用。
c）运行费：运行费主要考虑压损产生的能耗，尤其大口径时更应注意，常用的节流装置孔板与喷嘴都是高压损的检测件，但相比之下喷嘴比孔板的压损要小得多（约为30%-50%）。为降低运行费采用低压损节流装置，但一般低压损节流装置的购置费又较高，两者应仔细核算一下采用哪种较合算。
d）校验费：对于标准节流装置无须实流校验这是其主要优点，但节流装置的几何校验费用还是需要的，对于用户免实流校验不仅是节省费用问题，它还带来许多免麻烦的事。 e）维护费：流量计检测件牢固可靠，与具有可动检测件（如涡轮、容积式）流量计相比维护费较少，但是流量计其它二部分差压显示仪还是有一定维护费的。
f）备品备件：流量计昂贵部分（差压显示仪）通用性强，在大中型企业备品备件较节省便利。
6．标准节流装置的选择原则
为了选择最适宜的标准节流装置，选型时应从以下几方面考虑： （1）管径、直径比和雷诺数范围的限制条件； （2）测量准确度；
（3）允许的压力损失；
（4）要求的最短直管段长度；
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（5）对被测介质侵蚀、磨蚀和脏污的敏感性； （6）结构的复杂程度和价格； （7）安装的方便性； （8）使用的长期稳定性。
根据上述几方面，标准节流装置的选型原则可归纳为以下几点： （1）标准节流装置各种类型节流件应用的管径、直径比和雷诺
数范围皆有一定限制，在国家标准GB/T2624-93（或国际标准ISO5167-1）中有详细规定，例如孔板可应用于比喷嘴和文丘里喷嘴更大的管径范围，各种类型经典文丘里管的管径范围差别较大等等。
（2）标准节流装置各种类型节流件的准确度在同样差压、密度测量精度下，决定于流出系数与可膨胀系数的不确定度。各种节流件的流出系数的不确定度差别较大，相比之下，孔板的流出系数的不确定度最小，廓形节流件（喷嘴、文丘里管）较大。廓形节流件较大的原因是标准中给出的流出系数公式所依据的拟合的数据库质量较差。但是对廓形节流件进行个别校准，也可得到高的准确度。
（3）在同样差压下，经典文丘里管和文丘里喷嘴的压力损失约为孔板与喷嘴的
。而在同样的流量和相同的β值时喷嘴的压力损失只有孔板的30%～50%。
（4）在相同阻流件类型和直径比情况下，经典文丘里管的必要直管段长度比孔板与喷嘴的要小得多。 （5）测量易使节流件沾污、磨损及变形的被测介质时，廓形节流件较孔板要优越得多。 （6）在加工制造及安装等方面，孔板最为简单，喷嘴次之，文丘里喷嘴和经典文丘里管最复杂，其造价亦依次递增。管径愈大，这种差别愈显著。 （7）孔板易取出检查节能流件质量（采用可换孔板节流装置），喷嘴和文丘里管则需截断流体，拆下管道才可检查，比较麻烦。
（8）中小口径（DN50～DN100）节流装置，取压口尺寸和取压位置的影响显著，这时采用环室取压有一定优势。
差压式流量计 1 概述
差压式流量计(以下简称DPF或流量计)是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来测量流量的仪表。DPF由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件的型式对DPF分类，如孔扳流量计、文丘里管流量计及均速管流量计等。二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器和流量显示及计算仪表，它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的种类规格庞杂的一大类仪表。差压计既可用于测量流量参数，也可测量其他参数(如压力、物位、
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密度等)。
DPF按其检测件的作用原理可分为节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压增益式和射流式等几大类，其中以节流式和动压头式应用最为广泛。
节流式DPF的检测件按其标准化程度分为标准型和非标准型两大类。所谓标准节流装置是指按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流校准即可确定其流量值并估算流量测量误差，非标准节流装置是成熟程度较差，尚未列入标准文件中的检测件。
标准型节流式DPF的发展经过漫长的过程，早在20世纪20年代，美国和欧洲即开始进行大规模的节流装置试验研究。用得最普遍的节流装置--孔板和喷嘴开始标准化。现在标准喷嘴的一种型式ISA l932喷嘴，其几何形状就是30年代标准化的，而标准孔板亦曾称为ISA l932孔板。节流装置结构形式的标准化有很深远的意义，因为只有节流装置结构形式标准化了，才有可能把国际上众多研究成果汇集到一起，它促进检测件的理论和实践向深度和广度拓展，这是其他流量计所不及的。1980年ISO(国际标准化组织)正式通过国际标准ISO 5167，至此流量测量节流装置第一个国际标准诞生了。ISO 5167总结了几十年来国际上对为数有限的几种节流装置(孔板、喷嘴和文丘里管)的理论与试验的研究成果，反映了此类检测件的当代科学与生产的技术水平。但是从ISO 5167正式颁布之日起，它就暴露出许多亟待解决的问题，这些问题主要有以下几个方面。
1)ISO 5167试验数据的陈旧性 ISO 5167中采用的数据大多是30年代的试验结果，今天无论节流装置制造技术，流量试验设备及实验技术都有巨大的进步，重新进行系统地试验以获得更高精确度及更可靠的数据是必要的。进入80年代美国和欧洲都进行大规模的试验，为修订ISO 5167打下基础。
2) ISO 5167中关于直管段长度规定的问题在ISO投票通过ISO 5167时，美国投了反对票，其主要原因是对直管段长度的规定有不同意见，这个问题应是ISO 5167修订的主要问题之一。
3) ISO 5167中各项规定的科学性问题影响节流装置流出系数的因素特别多，主要有孔径与管径的比值β、取压装置、雷诺数、节流件安装偏心度、前后阻流件类型及直管段长度、孔板入口边缘尖锐度、管壁粗糙度、流体流动湍流度等，众多因素影响错综复杂，有的参数难以直接测量，因此标准中有些规定并非科学地确定，而是为了取得一致，不得不人为地确定。著名流量专家斯宾塞(E．A．Spencer)提出一系列应重新检讨的问题，如孔板平直度、同心度、直角边缘尖锐度、管道粗糙度、上游流速分布及流动调整器的作用等。
4)关于节流式DPF测量精确度提高的问题鉴于节流式DPF在流量计中占有重要地位，提高其测量精确度意义重大。历次国际学术会议认为必须使流量测量工作者、流体力学与计算机技术工作者紧密合作共同攻关才能解决此问题。
20世纪80年代美国和欧洲开始进行大规模的孔板流量计试验研究，欧洲为欧共体实验计划(EEC Experimental Program)，美国为API实验计划(API Experimental Program)。试验的目的是用现代最新测试设备及试验数据的统计处理技术进行新一轮的范围广泛的试验研究，为修订ISO 5167打下技术基础。1999年ISO发出ISO 5167的修订稿(ISO／CD 5167-1-4)，该文件为委员会草案，它在技术内容与编辑上都有很大改动，是一份全新的标准。本来预定于1999年7月在美国丹佛举行的ISO／TC30／SC2会议上审查通过为DIS(标准草案)，但是会议认为尚有细节问题应再商榷而未能通过。新的ISO 5167标准何时正式颁布尚不得而知。ISO 5167新标准在标准的两个核心内容皆有实质性变化，一是孔板的流出系数公式，用Reader-Harris/Gallagher计算式(R-G式)代替Stolz计算式，另一为节流装置上游侧直管段长度的规定以及流动调整器的使用等。
我们通常称ISO 5167(GB／T2624)中所列节流装置为标准节流装置，其他的都称为非标准节流装置，应该指出，非标准节流装置不仅是指那些节流装置结构与标难节流装置相异的，
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如果标准节流装置在偏离标准条件下工作亦应称为非标准节流装置，例如，标准孔板在混相流或标准文丘里喷嘴在临界流下工作的都是。 目前非标准节流装置大致有以下一些种类：
1)低雷诺数用 1／4圆孔板，锥形入口孔板，双重孔板，双斜孔板，半圆孔板等； 2)脏污介质用圆缺孔板，偏心孔板，环状孔板，楔形孔板，弯管节流件等； 3)低压损用罗洛斯管，道尔管，道尔孔板，双重文丘里喷嘴，通用文丘里管，Vasy管等； 4)小管径用整体(内藏)孔板；
5)端头节流装置端头孔板，端头喷嘴，Borda管等；
6)宽范围度节流装置弹性加载可变面积可变压头流量计(线性孔板)； 7)毛细管节流件层流流量计； 8)脉动流节流装置；
9)临界流节流装置音速文丘里喷嘴； 10)混相流节流装置。
节流式DPF现场应用的不断拓展必然提出发展非标准节流装置的要求，十余年来ISO亦在不断制订有关非标准节流装置的技术文件，在它们不能成为正式标准之前作为技术报告发表。可以预见，今后有可能若干较为成熟的非标准节流装置会晋升为标准型的。
20世纪90年代中后期世界范围内各式DPF销售量在流量仪表总量中台数占50％-60％(每年约百万台)，金额占30％左右。我国销售台数约占流量仪表总量(不包括家用燃气表和家用水表及玻璃管浮子流量计)的35％-42％(每年6万-7万台)。 2 工作原理 2.1 基本原理
充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图4.1所示，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
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图4.1 孔板附近的流速和压力分布
2.2 流量方程
式中 qm--质量流量，kg/s; qv--体积流量，m3/s; C--流出系数； ε--可膨胀性系数； β--直径比，β=d/D;
d--工作条件下节流件的孔径，m； D--工作条件下上游管道内径，m； △P--差压，Pa；
ρl--上游流体密度，kg/m3。
由上式可见，流量为C、ε、d、ρ、△P、β(D)6个参数的函数，此6个参数可分为实测量[d，ρ，△P，β(D)]和统计量(C、ε)两类。 (1)实测量
1)d、D 式(4．1)中d与流量为平方关系，其精确度对流量总精度影响较大，误差值一般应控制在±0．05％左右，还应计及工作温度对材料热膨胀的影响。标准规定管道内径D必须实测，需在上游管段的几个截面上进行多次测量求其平均值，误差不应大于±0．3％。除对数值测量精度要求较高外，还应考虑内径偏差会对节流件上游通道造成不正常节流现象所带来的严重影响。因此，当不是成套供应节流装置时，在现场配管应充分注意这个问题。
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