大口徑流量測(cè)量的更好選擇，解析阿牛巴流量計(jì)的技術(shù)和應(yīng)用

阿牛巴流量計(jì)是由美國(guó)Dieterich Standard Inc（縮寫DSI）在60年代末基于伯努利能量守恒原則和皮托管(Pitot)測(cè)速原理制造的的差壓式均速管流量計(jì)，Annubar®為其注冊(cè)商標(biāo)(中文譯為阿牛巴)。DSI公司是這種差壓式均速管流量檢測(cè)元件的發(fā)明者，現(xiàn)已成為艾默生公司的一個(gè)產(chǎn)品子公司。

阿牛巴流量計(jì)在70年代隨成套設(shè)備引入我國(guó)。由于制作簡(jiǎn)單、計(jì)算方便，國(guó)內(nèi)、外已有多達(dá)數(shù)十家的仿制產(chǎn)品。在產(chǎn)品樣本上、在科技論文中常常可以見到“阿牛巴流量計(jì)”之類說(shuō)法，實(shí)際上是一種錯(cuò)誤理解，因?yàn)榘⑴０停ˋnnubar®）是DSI為其發(fā)明的均速流量計(jì)所注冊(cè)的商標(biāo)，而不是某類產(chǎn)品的名稱。DSI公司的阿牛巴流量計(jì)從60年代末到現(xiàn)在總共經(jīng)歷了初代代圓型、第二代寶石I型、寶石II型的T型三代產(chǎn)品的發(fā)展（見圖1）。

以前的阿牛巴流量計(jì)的檢測(cè)桿斷面形狀是圓形的，但圓形阿牛巴流量系數(shù)K值在雷諾數(shù)Re為105～106之間時(shí)，分離角處于78～130°之間不確定的位置上（見圖2）, K值增大且分散，分散度約為±10％。根據(jù)阿牛巴流量計(jì)算公式中流量與K值成正比的關(guān)系，因此K值±10％的分散性將造成流量測(cè)量±10％的誤差。

隨后，菱形斷面的寶石I型阿牛巴流量計(jì)解決了圓形阿牛巴流量系數(shù)K值不穩(wěn)定的問(wèn)題；寶石II型的阿牛巴則進(jìn)一步減少了流體經(jīng)過(guò)阿牛巴傳感器邊緣時(shí)所產(chǎn)生的旋渦引起的信號(hào)失真；其他在圓型阿牛巴流量計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的橢圓型、扇型、機(jī)翼型等多種均速管流量計(jì)（這些都屬于第二代的產(chǎn)品），相比一代圓形阿牛巴，它們或多或少的都有進(jìn)步，但使用存在著以下問(wèn)題：

1、流量系數(shù) K 不夠恒定，極大影響了阿牛巴在低速度、低流量時(shí)測(cè)量的精度。

2、產(chǎn)生的差壓信號(hào)比較?。阂话阒挥?~3Kpa左右；在測(cè)量流速比較低的工況時(shí)，甚至只有20~50 Pa。當(dāng)時(shí)的差壓變送器對(duì)這樣低的差壓的測(cè)量精度和穩(wěn)定性沒(méi)有辦法保證，局限了其使用范圍，特別是一些氣體流量測(cè)量的應(yīng)用。

3、容易受各種干擾影響，產(chǎn)生差壓的信噪比低,影響了測(cè)量的穩(wěn)定性。

4、因?yàn)榫俟芰髁坑?jì)是流體速度取樣式流量計(jì)，需要按流體力學(xué)研究的要求對(duì)管道內(nèi)一定位置的流體速度取樣，所以安裝要求在X、Y、Z三軸方向一般要求不能偏差±3°：在一般現(xiàn)場(chǎng)要達(dá)到這個(gè)安裝精度是很困難的。

為了解決上面的這些問(wèn)題，DSI公司繼續(xù)對(duì)阿牛巴流量計(jì)做了近二十年的大量的流體力學(xué)研究，終于在2001年推出了第三代T型阿牛巴流量計(jì)（圖3）。

和以往的各種以圓形、菱形為基礎(chǔ)的各式各樣的均速管流量計(jì)相比，第三代的T型阿牛巴流量計(jì)的不僅保持了寶石II型阿牛巴的各種優(yōu)點(diǎn)，而且比較完美地解決了上面提到的四個(gè)存在的問(wèn)題。