一、理智彎管流量計工作原理
1. 基本原理
理智彎管流量計是一種差壓式流量計，但其差壓的產生與傳統(tǒng)流量計（如孔板流量計）有本質的區(qū)別。理智彎管流量計是一種節(jié)能型差壓流量計，其傳感器內部無任何插入件和節(jié)流件，它利用流體的慣性原理，根據自然形成的內、外側壓力不同而產生的壓差，來測量流體流量。
當流體流過彎管傳感器時，由于彎管傳感器壁的導流作用，迫使流體在彎管內作類似的圓周運動，而使流體流動方向發(fā)生了變化，其主流動速度向量也發(fā)生了變化。在進口側，由在直管段時的等速流動狀態(tài)轉變成進彎管段時近似梯形的速度分布流動狀態(tài)，靠近傳感器內側的流體速度大于靠近傳感器外側的流體速度，且在傳感器中點45°橫截面處流速差值達到；在出口側，其流速梯形分布的消失過程基本與進口側形成過程相對稱（見下圖）。同樣，流體在流過彎管傳感器時，其壓力分布也基本上是以彎管傳感器中點45°橫截面為中心對稱分布的，我們把彎管傳感器中點45°兩側（外側、內側）的壓力差稱為△P，差壓△p與流體的流速、流體的密度以及作圓周運動的曲率半徑等因素有關。因此，只要測出△P就可以方便地計算出管道內流體的流速，進而計算出管道內流體的流量值，這就是斷面主流動向量圖理智彎管流量計的基本測量原理。
2. 數學表達式
理智彎管流量計流量數學表達式如下：
其中：Q ― 容積流量，單位m3/h；
D ― 管徑，單位m；
R ― 曲率半徑，單位m；
△P― 差壓，單位Pa；
p ― 流體密度，單位kg/m3，；
α ― 流量系數。
3. 理智彎管流量計的定型實驗
理智彎管流量計先后有3種測量介質通過國家流量定點檢測站的定型實驗。水介質在開封國家水大流量計量檢定站（見表1）、蒸汽介質在煙臺國家蒸汽流量檢定站（見表2）、天然氣在四川華陽天然氣流量計量站（見表3）通過國家定型實驗，最終檢定結果表明，理智彎管流量計適合測量氣（汽）、液體流量，其系統(tǒng)準確度優(yōu)于1%。
表1
| 流速（m/s） | 標準流量（m3/h） | 儀表示值（m3/h） | 示值誤差（%） |
| 3.07 | 750.5 | 748.8 | -0.23 |
| 2.47 | 627.8 | 626.0 | -0.28 |
| 2.00 | 509.4 | 510.4 | 0.19 |
| 1.516 | 384.8 | 384.4 | -0.10 |
| 3.46 | 879.8 | 881.7 | 0.21 |
| 1.04 | 262.8 | 262.2 | -0.22 |
| 0.51 | 129.7 | 129.5 | -0.15 |
二、應用情況
1. 適用性
就理智彎管流量計工作原理和基本結構分析，適應鋼鐵企業(yè)復雜多變的現(xiàn)場要求，尤其適合于對蒸汽、高爐煤氣、焦爐煤氣、氧氣、氮氣、壓縮空氣、水等介質的流量測量。
2. 在鋼鐵企業(yè)應用情況
理智彎管流量計目前已在山東泰鋼、濟鋼、青鋼。河北唐鋼、宣鋼、建龍、津西，遼寧北鋼、鞍鋼，河南安鋼，湖北武鋼，安徽馬鋼，上海寶鋼，四川攀鋼，吉林通鋼，貴州水鋼等大中型鋼鐵企業(yè)中得到了不同程度地應用測量介質主要以煤氣、空氣、氧氣、蒸汽、水為主。其應用效果很好，滿足了計控處、動力廠等部門對能源計量科學化管理的要求。
表2
管徑
（mm） | 溫度
（ ℃ ） | 壓力
（MPa） | 差壓
（Pa） | 標準流量
（kg/h） | 儀表示值
（kg/h） | 引用相對誤差
（%） |
| 80 | 142.420 | 0.1857 | 8662.992 | 2278.505 | 2258.637 | -0.88 |
| 141.755 | 0.1963 | 5711.547 | 1864.846 | 1861.482 | -0.15 |
| 140.634 | 0.1961 | 3885.201 | 1530.820 | 1544.476 | 0.61 |
| 138.752 | 0.2001 | 2390.166 | 1214.464 | 1222.863 | 0.37 |
| 133.060 | 0.1553 | 1403.257 | 859.044 | 868.617 | 0.45 |
| 122.877 | 0.1042 | 334.649 | 395.838 | 383.977 | -0.53 |
| 50 | 128.176 | 0.1043 | 7342.578 | 760.753 | 760.613 | -0.02 |
| 123.597 | 0.1136 | 5027.848 | 641.230 | 647.948 | 0.88 |
| 116.839 | 0.0723 | 3427.558 | 482.162 | 484.089 | 0.25 |
| 129.807 | 0.0818 | 1113.940 | 283.097 | 278.782 | -0.57 |
| 122.058 | 0.0839 | 642.817 | 215.826 | 215.205 | -0.08 |
| 118.292 | 0.0831 | 308.295 | 147.817 | 149.459 | 0.22 |
表3
| 流量點 | 標準流量（m3/h） | 各流量點重復值（%） | 各流量點相對示值誤差（%） |
| 1 | 19992.94 | 0.03 | 0.61 |
| 2 | 16220.44 | 0.01 | 0.77 |
| 3 | 11905.03 | 0.03 | 0.90 |
| 4 | 6411.05 | 0.04 | 0.79 |
| 5 | 2929.52 | 0.07 | 0.63 |
| 結果 | 基本誤差（%） | 流量重復性（%） | 流量計相對示值誤差（%） |
| 0.93 | 0.07 | 0.90 |
3. 實施效益
（1）以唐鋼動力廠高爐煤氣測量2001年4月份應用理智彎管流量計為例，由于對煤氣進行了準確、可靠計量，實現(xiàn)了對高爐煤氣產耗的動態(tài)平衡，降低了放散，年增效益千余萬元（見表4）。
表4
| 項目 | 產氣量
（萬 m3） | 平均放散率
（%） | 多利用煤氣
（萬 m3） | 折合標煤
（噸） | 年增效益
（萬元） | 備注 |
| 2000年 | 648296 | 8.65 | 0 | 0 | 0 | |
| 2001年 | 674658 | 3.63 | 33868 | 33868 | 948 | |
| 2002年 | 684143 | 1.71 | 47480 | 47480 | 1329 | |
注：高爐煤氣熱值按700kcal/m3計算，標煤熱值按7000kcal/kg計算，標煤價格按280元/噸計算。
（2）宣鋼動力廠2001年12月份應用煤氣監(jiān)測系統(tǒng)為例，較好地解決了高爐煤氣與焦爐煤氣的不平衡問題，年創(chuàng)效益800余萬元（見表5）。
表5
| 項目 | 應用前 | 應用后 | 降低量 |
| 焦爐煤氣不平衡（萬 m3/月） | 240 | 7 | 233 |
| 高爐煤氣不平衡（萬 m3/月） | 3300 | 800 | 2500 |
三、理智彎管流量計特點
通過鋼鐵企業(yè)應用理智彎管流量計情況分析，該流量計除計量準確、運行穩(wěn)定可靠以外，還有以下幾大特點：
（1）低流速、大管徑、大量程比測量方面優(yōu)勢突出。
（2）適應于多種介質測量、應用范圍廣，且量程比寬、安裝位置好選。
（3）是節(jié)能型流量計。理智彎管流量計安裝在管道自然轉彎處，且傳感器內無任何插入件、節(jié)流件，不會對流體造成附加的壓力損失。
（4）彎管傳感器維護量極小。理智彎管流量計適合測量臟、污介質，且傳感器對磨損不敏感，可直接焊接在管道上，沒有易損件，與管道同壽命，避免了定期檢修和跑、冒、滴、漏的麻煩。
（5）抗干擾能力強。現(xiàn)場的振動、潮濕、粉塵、電磁輻射等不會對該流量計造成干擾。
（6）多功能。一塊理智彎管流量計可以同時實現(xiàn)對多路流量、溫度、壓力等參數的測量，且具備完善的通信接口，可以自成系統(tǒng)，也可以組態(tài)聯(lián)網，并入企業(yè)信息化管理系統(tǒng)。
四、結束語
隨著鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗工作的推進，對運行穩(wěn)定、性能可靠的現(xiàn)場流量儀表的需求將更加迫切，理智彎管流量計的應用，確實給我們的計量管理工作帶來了極大的方便，也較好地滿足了鋼鐵企業(yè)惡劣、復雜的現(xiàn)場環(huán)境的計量需要，是一種發(fā)展前景的流量計。
