V形錐流量計包括一個在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應的取壓口。該測量管是預先精密加工好的，在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓。此差壓的高壓(正壓)是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力，而低壓力(負壓)則是在圓錐體朝向下游端面，錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。該圓錐體的**朝向來流，該圓錐體與其尾隨面之間是一個尖銳的銳角。此交合面的邊緣使得流體在進入下游的低壓區(qū)之前有一個平滑的過渡區(qū)。

由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線附近，并且也不再是一個阻擋物(節(jié)流件)令流體突然改變流動方向，而是利用這種結(jié)構(gòu)新穎的內(nèi)錐式節(jié)流裝置實現(xiàn)了對流體的逐漸朝向管內(nèi)邊壁的收縮(節(jié)流)，使V形內(nèi)錐式流量計具有了一系列獨特的優(yōu)點。這種流量計在其節(jié)流件的下游只會產(chǎn)生高頻低幅的喘流(小渦流)，因而差壓變送器所測量的差壓ΔΡ信號是低噪聲信號。這樣在低壓力的取壓孔處可以測得靈敏度(分辨率)優(yōu)于2.5毫米水柱的壓力。這就使只用一個差壓變送器就獲得很寬的量程比(范圍度)(量程比可大于15比1)和很好的重復性，重復性優(yōu)于±0.1%成為可能。

 

一、V形錐流量計的優(yōu)點：

 

1、量程比寬

V 錐的zui早生產(chǎn)廠McCrometer公司開展了一系列測試研究工作， 得出結(jié)論： V 錐和孔板比較， V 錐的信噪比要小的多。由于信噪比小， V 錐在小流量測量時， 即使測量的差壓在較小的工況下也可以地進行測量。從而不必像孔板那樣， 需要通過增大變送器的阻尼來改善信號噪聲的影響。正因為此， V 錐的量程比遠大于孔板的量程比。印度理工學院的S N S ingh教授分別使用油和水在不同的雷諾數(shù)下做了實驗， 得出結(jié)論： 在一定的測量范圍內(nèi)， V 錐的流出系數(shù)幾乎與雷諾數(shù)無關。筆者也曾參與了數(shù)百臺V 錐流量計的標定工作， 從數(shù)據(jù)中可以看出， 一般在1. 0精度范圍內(nèi)， 使用單臺差壓變送器， V 錐的量程比就可以達到10..1。

 

2、直管段要求低

V 錐的自整流功能使其直管段要求低于孔板。印度理工學院的S N S ingh教授分別采用油和水， 在上游的不同位置安置不同開度的閥門來試驗， zui后得出的結(jié)論為： 如果上游的干擾是發(fā)生在V形錐流量計的上游10D， 或更遠處， 則這種非對稱的速度分布不會影響流出系數(shù)的值， 流出系數(shù)將保持在理想條件下所得出的相同的數(shù)值; 如果上游干擾源的位置距離V形錐流量計小于10D （如5D ）， 則流出系數(shù)的zui大變化量為6%。可見只要V 錐前面有10D的直管段， 無論前面有什么樣的節(jié)流件都不會對其測量造成影響。而ISO - 5167中規(guī)定孔板的直管段要求根據(jù)前面節(jié)流件的不同有很大的變化， 一般至少需要20D。如上述測試分離器的氣體出口一般采用4“的管道， 對于V 錐來說， 其前面只需1 m 的直管段就可以了， 后面只需0. 5m 的直管段。

 

3、壓力損失小

壓力損失即不可恢復的壓力， 它是流量計選型時需要考慮的重要指標之一。在當今能源缺乏， 提倡節(jié)能減排的社會， 該參數(shù)顯得尤為重要。由于V 錐體邊緣形狀決定流體的流動狀態(tài)， 流體的壓力損失遠小于使用孔板時的壓力損失。而且由于V 錐的自整流功能， 其前面無需加整流器， 而孔板則需要較長的直管段來調(diào)整流體的流動狀態(tài)。海上石油平臺上空間較小， 很難滿足直管段的要求， 常常需要增加整流器， 以保證介質(zhì)的流動狀態(tài)。但是整流器的高壓損帶來的弊病就是消耗更多的能源。即使不考慮整流器， 在同*量下， V 錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2~ 1 /3。

 

4、精度高

由于V 錐結(jié)構(gòu)無可動部件， 使得V 錐具有很好的重復性， 一般小于0. 1% 。由于量程比寬， 即它的線性度好， 從而使其精度較高。根據(jù)GB17167 - 2006.。用能單位能源計量器具配備和管理通則。.規(guī)定， 用于能源計量的流量計準確度等級要求為： 煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中， 在10..1的量程范圍內(nèi)， V 錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會低于1. 5級， 完滿足計量要求。

 

5、長期性能好

由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動， 流體沿著錐體形成了邊界層， 這意味著錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損， 從而使開孔比。.保持不變， 使得流量計可以在很長時間內(nèi)保持精度而不必校驗。

 

二、V形錐流量計的缺點：

 

1、需要標定

孔板是通過保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計。而V 錐屬于新型的流量計， 雖然眾多的廠家及科研人員做了大量的實驗， 但迄今為止V形錐流量計可依據(jù)的**標準有限， 而且由于機密性和的限制， 現(xiàn)已公布的有關V形錐流量計結(jié)構(gòu)設計的可利用的文獻較為缺乏。各個生產(chǎn)廠家依據(jù)企標來生產(chǎn)， 可以說產(chǎn)品魚龍混雜， 并不是每個廠家的產(chǎn)品都可靠。由于試驗數(shù)據(jù)不充分， 使得每臺V形錐流量計出廠時都必須經(jīng)過嚴格的標定。從而也增加其費用。

 

2、售價較高

同種規(guī)格的V形錐流量計的價格要高于孔板流量計， 但低于可更換孔板流量計。由于V 錐的用料多、加工工藝復雜、標定費用高， 使得其售價較高。但是在考慮流量計時， 初次購買價及安裝費用、儀表的可靠性、長期維護費用、壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計的依據(jù)， 只有綜合考慮并權衡了以上這些重要因素， 才能做到合理選型。如前所述， V形錐流量計除了在初次購買費用上高于孔板流量計外， 其他的費用應該與孔板流量計持平或低于孔板流量計。尤其是在補償壓力損失所需要的耗能方面， V形錐流量計遠遠優(yōu)于孔板流量計。所以從長遠考慮， 使用V形錐流量計的綜合費用要低于孔板流量計。使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價格昂貴。如果給V形錐流量計配兩臺不同量程的變送器， 那么其量程比的擴展要遠大于可更換孔板流量計， 而其價格要遠低于可更換孔板。

 

3、差壓較低

由于V形錐流量計的流出系數(shù)要大于孔板流量計的流出系數(shù)， 使得相同流量時孔板的差壓值要高于V 錐的差壓值。孔板流量計的變送器一般都是用中差壓表， V形錐流量計一般用低差壓表。