1. 概述

标准孔板是一种标准差压式标准孔板，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和 流量显示仪)组成，广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量。

节流式差压标准孔板应用范围广泛，至今尚无任何一类标准孔板可与之比拟，所有单相流体，包 括液、气、蒸汽等皆可测量，部分混相流，如气固、气液、液固等亦可应用，一般工业生产过程 的管径、工作状态(压力、温度)皆可测量。为适应广泛的使用需要，检测件节流装置已开发数十 种之多，但大多数检测件仍研究得并不充分，只有有限品种(孔板、喷嘴和文丘里管)曾进行过深 人的试验研究，并形成为标准节流装置。标准节流装置是全世界通用的，并得到国际计量组织的 认可，对标准节流装置的试验研究是国际性的，其他标准孔板一般只限于个别厂家或科研群体进行， 因此其研究的广度和深度不可同日而语。标准节流装置积累了极其丰富的资料，使得它无需实流 校准而可预估流量与输出信号的关系及其测量误差.在全部标准孔板中是唯一的。

标准孔板，严格按照国家标准加工生产，从而确保了测量的准确度。

2. 系统组成

标准孔板系统的典型组成如右图所 示，一般而言，系统包括：

孔板节流装置：使管道中的流体在 节流件前后产生与流量相应的压力 差；

差压变送器：测量节流装置前后的 压力差并将其转换为标准信号（如：

4~20mA 直流电流信号）；

流量积算仪：将差压变送器传送来 的差压信号经开方计算，温度/压力 补偿（可选）等运算后，转换为实 际流量，并显示瞬时流量及累计流 量；

温度传感器：测量流体实际温度。 该信号被送至流量积算仪做温度补 偿用。温度传感器为可选部件，仅 在需要进行温度补偿的应用场合配 备。一般而言，气体或蒸汽流量需 要进行温度补偿，液体由于温度膨胀相对较小，不需要温度补偿；

压力变送器：测量流体实际压力。该信号被送至流量积算仪做压力补偿用。压力变送器 为可选部件，仅在需要进行压力补偿的应用场合配备。一般而言，气体或蒸汽流量需要 进行压力补偿，液体由于可压缩比不高，不需要压力补偿；

其他安装附件：如三阀组，导压管，冷凝器等。

3. 工作原理

3.1. 流体通过节流装置的流动情况

流体通过孔板的流动情况如右图所示。在 I-I 截面前， 流体尚未受节流件的影响，管道内流速分布同节流件前较 长直管段形成的规则速度分布(称为充分发展管流)，管道轴 心处的静压与管壁处的静压相等; I-I 截面后(约 0. 5D~2D)， 流体开始受节流件的影响，靠近管壁的流体向中心加速， 平均流速 í1 逐渐升高，直至 II-II 截面(孔板开孔后一定距 离)，流束收缩到最小，平均流速达最大值 í2，这是因为流 体的惯性使得流束经孔口后有射流现象;自 II-II 截面后，流 束开始膨胀，直至 m-m 截面，又恢复到 I-I 截面前的情况， 此时平均流速由 í2 逐渐降低至 í3，与平均流速相对应的 静压 p 亦经历由低到高再恢复到低值。在流体进入节流件 前、后的管壁附近形成涡流，流体微团不仅有横向脉动， 而且还有逆向运动，是一种非常复杂的流动状态，孔板(或 喷嘴)的压力损失很高，就是这些涡流能量耗散造成的。

由上可见，孔板的节流（束流）作用使得流体在孔板 的前后形成压力差，根据流动连续性原理和伯努利方程可 以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。

3.2. 流量方程

根据运动流体连续性方程和伯努利方程，可推导出流量与孔板前后差压间的关系，即流量方 程如下：（推导过程略）

其中：qm，qv——分别为质量流量（kg/s）和体积流量（m³/s）； C——流出系数；

å——可膨胀系数； d——节流件开孔直径，m； â——直径比，â=d/D； D——管道内径；

ñ1——被测流量密度，kg/m³； Äp——差压值，Pa

4. 其他形式

环形    偏心

圆缺    双重