美國A+K, A+K平衡流量計(jì), A+K儀表

A+K平衡流量計(jì)是第三代節(jié)流裝置，是美國國家航空航天局(NASA)下屬馬歇爾航空飛行中心（NASA-MSFC）針對(duì)航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)液氧測量而設(shè)計(jì)發(fā)明的一種新型流量計(jì)，稱為A+K平衡流量計(jì)（BFM: Balanced Flow Meter）。這種流量計(jì)的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5～10倍，流動(dòng)噪聲降低到1/15，永久壓力損失約為1/3，壓力恢復(fù)快2倍，最小直管段可以小至0.5D，沒有活動(dòng)的部件，安裝和使用非常方便簡單，可省去大直管段，大大減少流體運(yùn)行所需的能量消耗，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的節(jié)能儀表。

A+K平衡流量計(jì)對(duì)傳統(tǒng)節(jié)流裝置進(jìn)行了極大的改進(jìn)，將節(jié)流原理由邊緣節(jié)流改為平衡節(jié)流，是一種革命性的差壓式流量儀表。平衡流量傳感器是一個(gè)多孔的圓盤節(jié)流整流器，安裝在管道的截面上，每個(gè)孔的尺寸和分布是基于獨(dú)特的公式和測試數(shù)據(jù)定制的，稱為函數(shù)孔。當(dāng)流體穿過圓盤的函數(shù)孔時(shí)，流體將被平衡調(diào)整，渦流被最小化，形成近似理想流體，通過標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號(hào)，根據(jù)伯努利方程計(jì)算出體積流量、質(zhì)量流量。

平衡流量計(jì)巧妙的這種設(shè)計(jì)在于將多孔整流器和測量孔板合二為一，能最大限度地將流場平衡調(diào)整成理想狀態(tài)，從而將差壓式流量計(jì)的優(yōu)勢發(fā)揮到極至。由于有航天巨額科研經(jīng)費(fèi)的支持，2000年～2004年，NASA和QMC已經(jīng)組織大量流量技術(shù)專家對(duì)平衡流量計(jì)進(jìn)行了試驗(yàn)，約10萬組流量測量數(shù)據(jù)反映出測試結(jié)果良好，產(chǎn)品性能優(yōu)良。平衡流量計(jì)幾乎適用于所有流體測量，是流體測量技術(shù)的一場革命，其加工、制造安裝可以像孔板一樣實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，有望成為節(jié)流裝置新的國際標(biāo)準(zhǔn)。NASA已經(jīng)于2004年獲得產(chǎn)品發(fā)明系列專利，并于2006年獲得總統(tǒng)頒發(fā)的發(fā)明大獎(jiǎng)。

A+K平衡流量計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到美國天然氣、煉油、氣體行業(yè)、化工廠、鋼鐵廠、發(fā)電廠和制藥廠也陸續(xù)使用，產(chǎn)品開始行銷全世界。2006年底，上?？蒲罂萍伎萍及l(fā)展有限公司成為這種流量計(jì)在中國的總代理，目前已經(jīng)將平衡流量計(jì)產(chǎn)品成功引進(jìn)中國，并在上海建立一個(gè)合作加工基地，能以較優(yōu)惠的價(jià)格提供符合美國標(biāo)準(zhǔn)的A+K平衡流量計(jì)。

特點(diǎn)：

1.測量精度高

由于平衡流量傳感器具有多孔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能對(duì)流場進(jìn)行平衡，降低渦流、振動(dòng)和信號(hào)噪聲，流場穩(wěn)定性大大的提高，表體采用特制的精密管道和專用取壓裝置，使精確度比傳統(tǒng)節(jié)流裝置提升了5－10倍。

經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定，傳感器精確度可達(dá)±0.3％、±0.5％，適用于貿(mào)易計(jì)量場合。

幾何尺寸檢驗(yàn)，傳感器精確度可達(dá)±0.5％、±1.0％，適用于過程控制場合。

平衡流量計(jì)加工重復(fù)性極高，與傳統(tǒng)節(jié)流裝置一樣，在實(shí)流標(biāo)定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)幾何尺寸檢定。

2.直管段要求低

平衡流量傳感器能將流場平衡，調(diào)整穩(wěn)定，且壓力恢復(fù)比傳統(tǒng)節(jié)流裝置快兩倍，大大縮短了對(duì)直管段的要求。大多數(shù)情況下直管段可以小至0.5D~2D，尤其對(duì)于特殊或昂貴的管道，采用平衡流量計(jì)可以省去大量的直管段。

3.永久壓力損失低

平衡流量計(jì)的對(duì)稱平衡設(shè)計(jì)，減少了渦流的形成和紊流摩擦，降低了動(dòng)能的損失，在同樣的工況下，與傳統(tǒng)節(jié)流裝置比較，壓力損失較少了70％，接近文丘里管，從而節(jié)省了相當(dāng)大的運(yùn)行成本，值得大量推廣。

4.量程比寬

與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比,平衡流量計(jì)極大提高了測量量程比.美國研究結(jié)果顯示，雷諾數(shù)大于50000時(shí)，選擇合適的孔徑參數(shù)，平衡流量計(jì)無上限，根據(jù)工業(yè)測量實(shí)際應(yīng)用的需要，常規(guī)測量量程比為10：1，選擇合適的參數(shù)可以做道30：1或更高。

5.重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性好

平衡流量傳感器能將流場平衡穩(wěn)定，使重復(fù)性大大提高,可達(dá)到±0.1％。

平衡流量計(jì)多個(gè)流通孔分散受力，無銳角磨損，其β值長期保持不變，長期穩(wěn)定性非常好；整個(gè)儀表無可動(dòng)部件，使用壽命比傳統(tǒng)節(jié)流裝置延長了5－10倍。

6.耐臟污不宜堵

多孔對(duì)稱的平衡設(shè)計(jì)，減少了紊流剪切力和渦流的形成，從而大大降低了死區(qū)的形成，保證臟污介質(zhì)順利通過多個(gè)孔，減少了流體孔被堵塞的機(jī)會(huì)。

7.測量范圍寬

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們知道：平衡流量計(jì)的性能，使其流速可以從最小到音速，其最小雷諾數(shù)可低于200，最大雷諾數(shù)大于107；β值可選0.25～0.9。

8.適用范圍

平衡流量計(jì)工作溫度，壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級(jí)，工作溫度最高可達(dá)到850℃,42MPa。

適合極低溫流體LNG，液空氣，液氮，液氧，液氬，液化乙烯，液氫，液氯等，能有效防止氣化，測量效果最佳。

平衡流量計(jì)可以測量汽液兩相、漿料、甚至固體顆粒測量，還可以測量雙向流。

A+K平衡流量計(jì)左右完全對(duì)稱，因此可以十分方便地測量雙向流。