平衡流量計是一種較為特殊的差壓式流量儀表，其設計和研發(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，且構造簡潔、安全。平衡流量計通過其巧妙的結構設計，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構的特點，能夠對流場進行平衡，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。經過實流標定，傳感器精確度可達±0.3%、±0.5%，適用于貿易計量場合。
2. 直管段要求低：平衡流量傳感器能將流場平衡，調整穩(wěn)定，且壓力恢復比傳統(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. 測量介質特性：需要考慮介質是否腐蝕性、是否易于結垢、是否易于析出、是否易于滯留等，這將影響到應選擇的材料和類型。
2. 流量范圍和準確度要求：根據(jù)需要測量的流量范圍以及所需的準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)具有廣泛的應用前景。在選型時，需要根據(jù)具體的應用場景和需求，綜合考慮測量介質特性、流量范圍和準確度要求、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。