阿牛巴流量計(jì)是由美國(guó)Dieterich Standard Inc(縮寫DSI)在60年代末基于伯努利能量守恒原則和皮托管(Pitot)測(cè)速原理制造的的差壓式均速管流量計(jì),Annubar®為其注冊(cè)商標(biāo)(中文譯為阿牛巴)。DSI公司是這種差壓式均速管流量檢測(cè)元件的發(fā)明者,現(xiàn)已成為艾默生公司的一個(gè)產(chǎn)品子公司。
阿牛巴流量計(jì)在70年代隨成套設(shè)備引入我國(guó)。由于制作簡(jiǎn)單、計(jì)算方便,國(guó)內(nèi)、外已有多達(dá)數(shù)十家的仿制產(chǎn)品。在產(chǎn)品樣本上、在科技論文中常??梢砸姷健鞍⑴0土髁坑?jì)”之類說法,實(shí)際上是一種錯(cuò)誤理解,因?yàn)榘⑴0停ˋnnubar®)是DSI為其發(fā)明的均速流量計(jì)所注冊(cè)的商標(biāo),而不是某類產(chǎn)品的名稱。DSI公司的阿牛巴流量計(jì)從60年代末到現(xiàn)在總共經(jīng)歷了初代代圓型、第二代寶石I型、寶石II型的T型三代產(chǎn)品的發(fā)展(見圖1)。
以前的阿牛巴流量計(jì)的檢測(cè)桿斷面形狀是圓形的,但圓形阿牛巴流量系數(shù)K值在雷諾數(shù)Re為105~106之間時(shí),分離角處于78~130°之間不確定的位置上(見圖2), K值增大且分散,分散度約為±10%。根據(jù)阿牛巴流量計(jì)算公式中流量與K值成正比的關(guān)系,因此K值±10%的分散性將造成流量測(cè)量±10%的誤差。
隨后,菱形斷面的寶石I型阿牛巴流量計(jì)解決了圓形阿牛巴流量系數(shù)K值不穩(wěn)定的問題;寶石II型的阿牛巴則進(jìn)一步減少了流體經(jīng)過阿牛巴傳感器邊緣時(shí)所產(chǎn)生的旋渦引起的信號(hào)失真;其他在圓型阿牛巴流量計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展來的橢圓型、扇型、機(jī)翼型等多種均速管流量計(jì)(這些都屬于第二代的產(chǎn)品),相比一代圓形阿牛巴,它們或多或少的都有進(jìn)步,但使用存在著以下問題:
1、流量系數(shù) K 不夠恒定,極大影響了阿牛巴在低速度、低流量時(shí)測(cè)量的精度。
2、產(chǎn)生的差壓信號(hào)比較?。阂话阒挥?~3Kpa左右;在測(cè)量流速比較低的工況時(shí),甚至只有20~50 Pa。當(dāng)時(shí)的差壓變送器對(duì)這樣低的差壓的測(cè)量精度和穩(wěn)定性沒有辦法保證,局限了其使用范圍,特別是一些氣體流量測(cè)量的應(yīng)用。
3、容易受各種干擾影響,產(chǎn)生差壓的信噪比低,影響了測(cè)量的穩(wěn)定性。
4、因?yàn)榫俟芰髁坑?jì)是流體速度取樣式流量計(jì),需要按流體力學(xué)研究的要求對(duì)管道內(nèi)一定位置的流體速度取樣,所以安裝要求在X、Y、Z三軸方向一般要求不能偏差±3°:在一般現(xiàn)場(chǎng)要達(dá)到這個(gè)安裝精度是很困難的。
為了解決上面的這些問題,DSI公司繼續(xù)對(duì)阿牛巴流量計(jì)做了近二十年的大量的流體力學(xué)研究,終于在2001年推出了第三代T型阿牛巴流量計(jì)(圖3)。
和以往的各種以圓形、菱形為基礎(chǔ)的各式各樣的均速管流量計(jì)相比,第三代的T型阿牛巴流量計(jì)的不僅保持了寶石II型阿牛巴的各種優(yōu)點(diǎn),而且比較完美地解決了上面提到的四個(gè)存在的問題。