平衡流量計是一種較為特殊的差壓式流量儀表，其設(shè)計和研發(fā)源于2003年美國航天飛機主發(fā)動機測液氧流量計，由美國NASA采用流量仿真技術(shù)實現(xiàn)。該流量計具有獨特的等雷諾數(shù)、增加節(jié)流件厚度和加工精度的特點，使得其流動性能接近文丘里，且構(gòu)造簡潔、安全。平衡流量計通過其巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠在最短的直管段要求下，用相對較小的永久壓損換來較大的穩(wěn)定差壓，實現(xiàn)高精度長期穩(wěn)定測量。

平衡流量計的工作原理主要基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理。在理想流體的情況下，管道中的流量與差壓的平方根成正比。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器，安裝在管道的截面上，每個孔的尺寸和分布都是基于特殊的公式和測試數(shù)據(jù)而定制的，稱為函數(shù)孔。當(dāng)流體穿過圓盤的函數(shù)孔時，流體將被平衡整流，渦流被最小化，形成近似理想流體。通過取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，進而根據(jù)伯努利方程計算出體積流量、質(zhì)量流量。

與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比，平衡流量計具有以下幾個顯著優(yōu)勢：

1. 測量精度高：平衡流量傳感器具有多孔結(jié)構(gòu)的特點，能夠?qū)α鲌鲞M行平衡，降低渦流、振動和信號噪聲，使得流場穩(wěn)定性大大提高。表體采用特制的精密管道和專用取壓裝置，使得精確度比傳統(tǒng)節(jié)流裝置提升了5-10倍。經(jīng)過實流標(biāo)定，傳感器精確度可達±0.3%、±0.5%，適用于貿(mào)易計量場合。
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，尤其對于特殊或昂貴的管道，采用平衡流量計可以省去大量的直管段。
3. 永久壓力損失低：平衡流量計的對稱平衡設(shè)計減少了渦流的形成和紊流摩擦，降低了動能的損失。在同樣的工況下，與傳統(tǒng)節(jié)流裝置比較，壓力損失減少了70%，接近文丘里管，從而節(jié)省了相當(dāng)大的運行成本。

平衡流量計選型

在選擇平衡流量計時，需要考慮以下幾個要點：

1. 測量介質(zhì)特性：需要考慮介質(zhì)是否腐蝕性、是否易于結(jié)垢、是否易于析出、是否易于滯留等，這將影響到應(yīng)選擇的材料和類型。
2. 流量范圍和準(zhǔn)確度要求：根據(jù)需要測量的流量范圍以及所需的準(zhǔn)確度來確定合適的平衡流量計型號。
3. 流量計輸出信號要求：輸出信號形式包括模擬信號、數(shù)字信號、脈沖信號等，在應(yīng)用過程中需根據(jù)具體場景選擇合適的信號輸出方式。
4. 環(huán)境條件限制：需要考慮工作溫度、氣候狀況、防爆等因素，以便選擇適合的平衡流量計。

總之，平衡流量計作為一種高精度、低直管段要求的流量測量儀表，在石油、化工、天然氣、電力等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。在選型時，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，綜合考慮測量介質(zhì)特性、流量范圍和準(zhǔn)確度要求、輸出信號要求以及環(huán)境條件限制等因素，選擇適合的型號和規(guī)格。