德尔塔巴（Deltaflow）一体化流量传感器探头

德尔塔巴（Deltaflow）一体化流量传感器探头是由德国思科（Systec-Controls）公司与德国埃尔朗根（Erlangen）大学在1994年合作研发，后经德国TÜV三个多月全面的第三方测试，颁发相应的证书。1995年开始批量生产，目前已在世界16个国家销售和应用，趋于成熟。该系列产品可以满足各种通径（小到3毫米，大到15米）、各种腐蚀介质（使用1.4528或者哈氏C4合金）、各种高低温介质（-200℃~1240℃ ）、各种高压介质（高达69mpa）、各种安装管道材料以及各种孔板能够测量的介质（过热蒸汽、液体、干燥气体或者潮湿气体）等，当然，缺省的探头材料是常用的316不锈钢。


德尔塔巴探头（以DF25为例）的主要特点

1、运用广泛：可以用于测量干燥气体，潮湿气体，液体或蒸汽的介质，不受介电常数限制。适用通径广，从3毫米到15米，只是有三种规格，DF8用于超小口径（3~25毫米）, DF10用于小口径（15~100毫米），它们均为管道连接；DF25用于常用口径（65毫米~3米）；DF25D用于蒸汽；DF25HD用于高压（69Mpa，双面支撑）；DF25 Qicklock用于满足快速拆卸的要求；DF50用于大口径（1000~15000毫米）；对于高温，腐蚀的介质，具有特殊的探针材料和管道连接材料；对于具有高密度的尘埃物质的介质，可以使用在线吹扫装置，以保障多种工况下的灵活运用。

2、管道动力损失小（压损小）：通常的均速管的压力损失比孔板要小得多，只有孔板的5~10％；另一方面，由于压损小，会带来差压小（高压与低压的压差），使得对选择差压变送器的要求提高，成本增加，否则会使变送器的输出精度下降，因为量程无法做到满量程。所以一个好的探头必须兼顾到压损和差压二方面。德尔塔巴的曲面设计充分考虑到了该因素，截面本身是对称的，曲面分为三部分（如下图），迎面部分为平滑段，使探头平滑地与介质接触；第二部分为加速段，将介质的流速平均加速三倍，通过增加与介质的接触面，提高迎面段的压力；第三部分为高低压分界尖峰，突然阻力消失，在探头后面形成低压区，实际的彩色速谱(下右图)可以充分反映介质流速的变化。所以说，德尔塔巴探头的设计满足了压损小和差压大的要求。在山东海化项目中，直径为Φ380毫米，压力2.2Mpa, 最大流量90t/h，使用德尔塔巴时最大压损为7.89毫巴，同时最大的差压达到13.62196kpa, 而其它产品分别为9.7/12.7 Kpa。

德尔塔巴探头 德尔塔巴探头的彩色速谱

3、精度高：经过第三方（德国TUV）测试，以及根据最新的数据表明，尽管在相当短的直管段下，也能达到2％的精度。达到1%精度的直管段比一般的产品要短得多，如下图。重复性为0.1％。在满足直管段的条件下，可以达到0.5%F.S.。
由于压损小，对探头的磨损小，只要安装合适，可以长时间维持高精度。

4、运行成本低：由于压损小，使管道中的动力损失就小，通常意义上讲，均速管的运行成本只有孔板的十分之一。如山东海化项目中，管道的工作压力为2.2Mpa, 最大压损为0.78 kpa, 可见探头对压力的影响很小。所以它的使用将大大降低运行成本，时间愈长，效果愈明显。这是大量用户使用德尔塔巴的主要原因之一。

5、安装工作量小：因为该传感器是插入式工作方式，具备安装方使，简单的特点。对于大多数的通径只是在管路中开一小孔。德尔塔巴DF25, 孔径为28毫米，DF50为54毫米，然后将探头导管与管道进行焊接，就基本完成了现场安装，工作量是安装孔板的40%。据思科多年安装经验，开孔需要5分钟，焊接探头套管20分钟，插入固定探头10分钟，安装三阀组5分钟，装差压变送器10分钟，接线10分钟，整个过程大约只需60分钟（一体化）。

6、一体化/分体安装自由选择，德尔塔巴的探头是整整意义上的一体化探头，无论被测介质是气体还是液体，或是高温的过热蒸汽，可以将差压探头、温度和压力的测量以及差压变送器在一根探头上安装，在探头与差压送器之间的连接方式有10多种（选择），有专门为过热蒸汽的冷凝器，有用于直接连接变送器的椭圆法兰，也有简单的R1/2″外螺纹，提供分体/一体化安装的各种连接，能够满足各种需求。对于过热蒸汽，大多数产品均要求分体安装，用户必须自己配冷凝器和其它配件。而德尔塔巴连同冷凝器，截止阀或者球阀均一并提供，安全可靠，简单可行，是真正的一体化探头。

7、质量流量计算：德尔塔巴的流量计算基本是按照ENISO 5167-1标准中指定的方法计算。

8、孔大不易堵：对于烟气测量或者带有颗粒的气体/液体测量，堵的问题是大多数用户关心的问题。思科（SYSTEC）公司保证，若介质中尘埃不大于130mg/m3, 对于德尔塔巴的探头不需要进行任何维护和吹扫。从流体力学角度出发，在流体中的任何形状的楔物，在前端会出现流体堆积，使压力增高，在楔后压力减小，在运动中的尘埃无论高压有多大，低压有多小，都会有可能进入楔中的孔。在流体静止时，由于布朗运动，尘埃更会进入楔内孔里。所以问题不在于压力高低，也不于任种截面，而在于如何能让这些尘埃出来，不堆积。无疑，定时吹扫是一个解决方案。思科（Systec）在探头上孔的分布和孔径上做了大量研究，孔径大（8毫米）异物容易进，也容易出；上下二个孔接近探头边缘(管道边缘)，异物不易堆积。孔径小，无疑会造成不容易进，也不容易出，而进是绝对的，多少只是时间问题。其它产品的孔要比德尔塔巴小得多。

9、吹扫装置（LSP）：就严重的尘埃，可以使用在线吹扫设备。思科提供的吹扫装置是由一个PLC和五个电动阀组成，是串联在探头和变送器之间。吹扫间隔可以自行选择（0.5/ 1/ 2/ 4/ 8/ 12/ 24小时），每次吹扫持续为5~20秒不等，基本不影响差压的测量。若担心吹扫会影响闭环控制，也可以选择压力保持系统。万讯公司已经将吹扫设备国产化，使用进口的电磁阀和国产的定时控制器。有良好的性能价格比和灵活的处理方式，

10、在线积算处理器（Flowcom）：思科提供专业化的流量积算、瞬时流量和质量流量的计算设备，提供各种介质的补偿公式和密度计算表格，该设备经TÜV的严格检测和考核。


分析和小结

德尔塔巴（Deltaflow）产品是一种具有创新的高科技产品，产品外形貌似简单, 隐含着高深地理论计算和大量地流体分析结论。不敢说，它是最佳的产品，但综观各种同类产品，可以说，它是系列最全的，运用最广的，设计的合理性是经得起推敲的。

就探头的截面而言，圆形探头显然是不合理的，子弹头形状的探头并没有根本改变圆形探头的缺陷，即没有明确的高低压分界点，使得在不同的流速下，其分界点势必要迁移（流速高，向后，流速低，向前），无论加上了表面粗糙处理，也不会影响高低压点分界的迁移。同时，将低压孔设在侧面，固然不易进入异物，但差压小了，特别在流速较大时。
菱形（钻石）探头固然是好，但生产工艺有一定困难，三块元件的焊接集中在菱形的角上，需要焊接和打磨，就会有加工公差（±0.5mm附近）。

“T”形探头实际上是一个微型化的插入式孔板，高压取之二个长条缝隙，而“T”形的“—”使得压损大大增加，因为它没有平滑段（相当于孔板是小得多），其好处也是显然的，其高低压分界点固定，产生的差压大，设计是合理的。

而德尔塔巴（DF）探头的曲面虽然也是三块元件，其中间是一个实心柱，左右二片与中间部分焊接，是发生在曲面的加速段，不在分界点处，焊接形成一体，关键的高低压分界点是一次成形，所有的误差小于0.05毫米，而焊接处的误差只会影响流体的加速。无论流速如何，而高低压域有明显的分界，可以产生稳定的、比别人大的差压。比较的结果完全证实了这一点。

德尔塔巴除了一般均速管所具备运用范围广，精度高，压损小，安装方便的基本特点外，还在许多方面有独特的优点和强项，如整正的一体化探头，将温度和压力测量与探头一体化设计，将冷凝器和各种阀门以及变送器接头一体化设计。

核心竞争力的探头上，独特的设计能够同时具备压损小而且差压大的效果，可提供各种材料满足用户的需要，量程比大于1：30，而且可以双向测量（而大多数产品的截面不是对称的，所以只能单向测量）。

在运用方面，它对直管段的要求要比其它产品要小；提高了在改善恶劣工况下的运行精度；对粉尘和颗粒不灵敏；还能提供广泛的可选产品（如在线吹扫装置，专业化的质量流量积算仪），无论在深度和广泛均是具有很强的竞争力。