一、概述

孔口流量計又稱流量校準器，根據測量流量的大小分大、中和小流量校準器。它廣泛用于環保部門粉塵、TSP、PM10等中小采樣器的流量校準及環境監測中的大氣采樣器、總懸浮顆粒物采樣器大流量的校準。而這些大氣采樣器等正是監測大氣污染源的常用儀器，其監測的指標直接影響到日常公布的污染指數，故作為量傳的上一級的流量校準儀器校準的準確性和檢測方法至關重要，它直接影響到監測指數的準確性和可靠性。

二、孔口流量計工作原理及計算公式

孔口流量計利用的是差壓式原理，計算公式由伯努利方程推導，其結構原理如圖1所示。

三、校準曲線分析

根據孔口流量計的工作原理和理論計算式，只要準確地取出其壓力信號（***終換算成流量值），輸入溫度和大氣壓，通過檢測裝置標定系數a和b，就可以檢測出流量的誤差。 我們分別用鐘罩、臨界流噴嘴標準裝置和羅茨流量計作為標準，對武漢天虹智能儀表廠生產的已標定過的TH-150進行了檢測試驗， 孔口流量計選擇的3個流量點分別為81.0L/min、95.0L/min和115.0L/min，試驗數據如表1所示。

檢測過程中，羅茨流量計是一段時間多次讀數的平均值。盡管羅茨流量計是定點標定的儀表常數，但其結構的原理型式使之在小流量時回轉不均勻，造成波動較大，。重復性較差。

另采用臨界流噴嘴標準裝置對系數a=0.2826的孔口流量計作了整個量程段的試驗，試驗數據如表2所示。

根據校準曲線分析，流量校準器流量的線性段比較窄， 在誤差小于±0.5%內量程比約為3∶1， 超過這個量程比測量出來的流出系數不呈線性，誤差存在不確定性。

四、流量校準器檢測方法的探討

檢測流量校準器按HJ/T368-2007《標定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計技術要求及檢測方法》中的方式了兩種：一種是羅茨（容積式）流量計；另一種是鐘罩式氣體流量標準裝置，實驗及理論分析證明這兩種方法均存在缺陷。

1.鐘罩式氣體流量標準裝置作為標準

采用鐘罩氣體流量標準裝置檢測與孔口流量計的使用狀態相差較遠。 使用時是負壓， 校準時是正壓， 且孔口流量計安裝在管路中應有前后直管段的要求 （ 差壓式流量計對直管段要求比較嚴格），

孔口流量計的入口是開放性的， 很難用同口徑的管道接上， 由于前后管道直徑的差異， 會給測量結果帶來較大影響。 且正壓方式和負壓方式對孔口流量計的取壓位置亦有很大區別， 會給壓力修正帶來較大誤差。

2.羅茨流量計作為標準

采用羅茨流量計作標準表檢測孔口流量計按HJ/T368-2007中要求羅茨流量計的誤差小于±1%，孔口流量計的小于±2%，對于2σ的量傳關系其可靠性不理想，根據誤差理論至少應達到3σ。 據了解，用羅茨流量計作為標準裝置，其裝置結構中缺少穩壓措施，流量計的顯示值波動很大，特別是較小的流量，其平均值（或累積） 的計算都會產生很大的不確定性。 故JJG633-2005《容積式流量計檢定規程》中將分界流量以下的誤差放大1倍，即1.0級的羅茨流量計的小流量誤差允許為±2%。 因此，用羅茨流量計檢測孔口流量計的方法值得商榷。

3.臨界流噴嘴標準裝置作為標準

目前，許多計量部門已建立臨界流噴嘴標準氣體流量標準裝置，用來檢測各種容積式（羅茨）、速度式等氣體流量計。 采用臨界流噴嘴標準裝置檢測孔口流量計其量傳關系成立，大孔口、中孔口流量計的直徑分別為75mm和35mm，與負壓裝置的80mm和40mm口徑近似對應，且孔口本身有一段直管段，檢測的可靠性高，附加影響小，亦可根據其直徑專門做一段直管段。 其量傳關系及適用性如表3所示。

從表3可看出， 孔口流量計的誤差至少應不超±1%，否則不符合量值溯源關系。

五、小結及今后研究方向

1.孔口流量計主要用于環保部門對現場使用的大氣采樣器進行期間核查，而孔口流量計的生產廠家良莠不齊，產品質量優劣不一，計量部門檢測只能出具校準證書而無依據判定是否合格。 故對用于環保的孔口流量計急需擬定計量檢定規程， 以淘汰質量差、使用不穩定的計量器具。

2.孔口流量計由于其攜帶方便 ，校準直接 ，安裝在采樣器特殊接口上簡便， 已經廣泛用于大氣類采樣器的檢測， 屬于量大面廣的器具。 通過近兩年應用臨界流噴嘴標準裝置檢測流量校準器的數據分析及與其他裝置檢測結果比較， 負壓裝置更加適應孔口流量計的檢測， 應將其納入檢定規程或行業規范中。

3.完善 、統一量傳關系及檢測方法 ，并進行不確定度分析。

4.研究孔口的制造標準，使孔口的加工標準化。