大口徑流量測量的更好選擇，解析阿牛巴流量計的技術和應用

阿牛巴流量計是由美國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)測速原理制造的的差壓式均速管流量計，Annubar®為其注冊商標(中文譯為阿牛巴)。DSI公司是這種差壓式均速管流量檢測元件的發(fā)明者，現(xiàn)已成為艾默生公司的一個產(chǎn)品子公司。

阿牛巴流量計在70年代隨成套設備引入我國。由于制作簡單、計算方便，國內、外已有多達數(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土髁坑嫛敝愓f法，實際上是一種錯誤理解，因為阿牛巴（Annubar®）是DSI為其發(fā)明的均速流量計所注冊的商標，而不是某類產(chǎn)品的名稱。DSI公司的阿牛巴流量計從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的檢測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，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)阿牛巴流量計算公式中流量與K值成正比的關系，因此K值±10％的分散性將造成流量測量±10％的誤差。

隨后，菱形斷面的寶石I型阿牛巴流量計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型的阿牛巴則進一步減少了流體經(jīng)過阿牛巴傳感器邊緣時所產(chǎn)生的旋渦引起的信號失真；其他在圓型阿牛巴流量計基礎上發(fā)展來的橢圓型、扇型、機翼型等多種均速管流量計（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、低流量時測量的精度。

2、產(chǎn)生的差壓信號比較小：一般只有1~3Kpa左右；在測量流速比較低的工況時，甚至只有20~50 Pa。當時的差壓變送器對這樣低的差壓的測量精度和穩(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量的應用。

3、容易受各種干擾影響，產(chǎn)生差壓的信噪比低,影響了測量的穩(wěn)定性。

4、因為均速管流量計是流體速度取樣式流量計，需要按流體力學研究的要求對管道內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)場要達到這個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)對阿牛巴流量計做了近二十年的大量的流體力學研究，終于在2001年推出了第三代T型阿牛巴流量計（圖3）。

和以往的各種以圓形、菱形為基礎的各式各樣的均速管流量計相比，第三代的T型阿牛巴流量計的不僅保持了寶石II型阿牛巴的各種優(yōu)點，而且比較完美地解決了上面提到的四個存在的問題。