節(jié)流裝置由節(jié)流元件、測(cè)量管段（節(jié)流元件前后的直管段）與取壓裝置等三部分組成。
節(jié)流裝置分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中，節(jié)流元件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸和技術(shù)要求等均已標(biāo)準(zhǔn)化（我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為gb／t2624--1993），對(duì)取壓方式、取壓裝置以及對(duì)節(jié)流元件前后直管段的要求也有相應(yīng)規(guī)定，有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)大量的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)而有統(tǒng)一的圖表可供查閱。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計(jì)制造的節(jié)流裝置，不必經(jīng)過(guò)單獨(dú)標(biāo)定即可投入使用。
①標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的適用條件
a．流體必須是牛頓流體，在物理學(xué)和熱力學(xué)上是均勻的、單相的，或者可認(rèn)為是單相的流體，如混合氣體，溶液，分散性粒子小于0.1／μm的膠質(zhì)溶液，含有不超過(guò)2％（質(zhì)量成分）均勻分散的固體微粒的氣體以及不超過(guò)5％（體積成分） 均勻分散氣泡的液體流，均可按單相流體考慮，但其密度應(yīng)取平均密度。
b．流體必須充滿管道和節(jié)流裝置且連續(xù)流動(dòng)，流經(jīng)節(jié)流元件前流動(dòng)應(yīng)達(dá)到充分紊流，流束平行于管道軸線且無(wú)旋轉(zhuǎn)，流經(jīng)節(jié)流元件時(shí)不發(fā)生相變。
c．流動(dòng)是穩(wěn)定的或隨時(shí)間緩變的，不適用于脈動(dòng)流和臨界流的流量測(cè)量，流量變化范圍亦不能太大（一般最大流量與最小流量之比值不超過(guò)3：1）。
②標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件的結(jié)構(gòu)形式
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有孔板、噴嘴和文丘里管。工業(yè)上最常用的是孔板，其次是噴嘴，文丘里管使用較少。
a．標(biāo)準(zhǔn)孔板
標(biāo)準(zhǔn)孔板是一塊具有與管道同心圓形開(kāi)孔的圓板，如圖1所示，迎流一側(cè)是有銳利直角t入口邊緣的圓筒形孔，順流的出口呈擴(kuò)散的錐形。標(biāo)準(zhǔn)孔板的各部分結(jié)構(gòu)尺寸、粗糙度在“標(biāo)準(zhǔn)”中都有嚴(yán)格的規(guī)定。它的特征尺寸是節(jié)流孔徑d，在任何情況下，應(yīng)使d>12.5 mm，且直徑比盧應(yīng)滿足0.20≤β≤0.75；節(jié)流孔厚度e應(yīng)在0.005d與0.02d（d為管道直徑）之間；孔板厚度e應(yīng)在e與0.05d之間；擴(kuò)散的錐形表面應(yīng)經(jīng)精加工，斜角f應(yīng)為450±150。
標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，價(jià)格便宜；但對(duì)流體造成的壓力損失較大，測(cè)量精度較低，而且一般只適用于潔凈流體介質(zhì)的測(cè)量。此外，測(cè)量大管徑高溫高壓介質(zhì)時(shí)，孔板易變形。
b．標(biāo)準(zhǔn)噴嘴
圖1 標(biāo)準(zhǔn)孔板
標(biāo)準(zhǔn)噴嘴是一種以管道軸線為中心線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，主要由入口圓弧收縮部分與出口圓筒形喉部組成，有isal932噴嘴和長(zhǎng)徑噴嘴兩種型式。isal932噴嘴的結(jié)構(gòu)如圖2所示其廓形由入口端面a、收縮部分第一圓弧曲面b與第二圓弧曲面c、圓筒喉部e和出口邊緣保護(hù)槽f組成。各段型線之間相切，不得有任何不光滑部分。噴嘴的特征尺寸是其圓筒形喉部的內(nèi)直徑d，筒形長(zhǎng)度b＝0.3d。長(zhǎng)徑噴嘴廓形由a與b兩段組成，a是1／4橢圓弧線構(gòu)成的流體收縮段，8為圓筒形喉部平流段，見(jiàn)圖3。
標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的測(cè)量精度比孔板高，壓力損失要小于孔板。能測(cè)量帶有污垢的流體介質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、體積大，比孔板加工困難，成本較高。
c．文丘里管
文丘里管有兩種標(biāo)準(zhǔn)形式：經(jīng)典文丘里管與文丘里噴嘴。
（a）?。╞）
圖2 isal932噴嘴
（a）高比值0.25≤β≤0.8 （b）低比值0.2≤β≤0.5
圖3 長(zhǎng)徑噴嘴
文丘里管壓力損失最低，有較高的測(cè)量精度，對(duì)流體中的懸浮物不敏感，可用于污臟流體介．質(zhì)的流量測(cè)量，在大管徑流量測(cè)量方面應(yīng)用的較多。但尺寸大，笨重，加工困難，成本高，一般用在有特殊要求的場(chǎng)合。
③節(jié)流裝置的取壓方式
根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置可將取壓方式分為理論取壓、角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓與損失取壓五種，如圖4所示。
理論取壓法的上游取壓孔中心與孔板前端面的距離為1d±0.1d，下游取壓孔中心與孔板后端面的距離隨口值的不同而異，在（0.34-0.84）d之間，如圖中1-1；角接取壓法的取壓孔緊靠孔板的前后端面如圖中2-2；法蘭取壓法上下游取壓孔中心與孔板前后端面的距離均為25.4 mm，如圖中3-3；徑距取壓法上游取壓孔中心與孔板前端面的距離為1d，下游取壓孔中心與孔板后端面的距離為0．5d，如圖中4-4；損失取壓法直接在管道上開(kāi)孔，上游取壓孔距孔板前端而為2.5d，下游取壓孔距孔板后端面為8d，如圖中5-5。
圖4 節(jié)流裝置的取壓方式
1-1-理論取壓；2-2-角接取壓；3-3-法蘭取壓；4-4-徑距取壓；5-5-損失取壓
徑距取壓法與理論取壓法的下游取壓點(diǎn)均在流束的最小截面區(qū)域內(nèi)，而流束的最小截面是隨流量而變的，在流量測(cè)量范圍內(nèi)流量系數(shù)α不是常數(shù)，并且又難于采用起均壓作用的環(huán)室取壓，因而很少采用。損失取壓法開(kāi)孔取壓十分簡(jiǎn)單，但它實(shí)際測(cè)定的是流體流經(jīng)節(jié)流件后的壓力損失，由于壓差較小，不便于檢測(cè)，一般也不采用。目前廣泛采用的是角接取壓法，其次是法蘭取壓法。角接取壓法比較簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)環(huán)室取壓，測(cè)量精度較高。法蘭取壓法結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，容易裝配，計(jì)算也方便，但精度較角接取壓法低些。
角接取壓裝置的取壓口結(jié)構(gòu)有帶均壓環(huán)的環(huán)室取壓和不帶均壓環(huán)的單獨(dú)鉆孔取壓之分，如圖8-l0所示。法蘭取壓裝置的結(jié)構(gòu)如圖6所示。
圖5 角接取壓裝置結(jié)構(gòu) 圖6 法蘭取壓裝置結(jié)構(gòu)
④測(cè)量管道條件
測(cè)量管道截面應(yīng)為圓形，節(jié)流元件及取壓裝置安裝在兩圓形直管之間。節(jié)流元件附近管道的圓度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)中的具體規(guī)定。
節(jié)流元件前后應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管段，以保證流體流到節(jié)流元件前達(dá)到充分紊流狀態(tài)，否則將影響測(cè)量精度。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置組成部分中的測(cè)量直管段（前10d后5d，一般由儀表廠家提供）是最小直管段l的一部分，其內(nèi)表面必須是光滑的，l的其余部分內(nèi)表面可以是粗糙的。最小直管段l的長(zhǎng)度取決于節(jié)流件的形式和直徑比口，可查閱規(guī)范。
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)難以滿足直管段的最小長(zhǎng)度要求或有擾動(dòng)源存在時(shí)，可考慮在節(jié)流元件前安裝流動(dòng)整流器，以消除流動(dòng)的不對(duì)稱分布和旋轉(zhuǎn)流等情況。安裝位置和使用的整流器型式在標(biāo)準(zhǔn)中有具體規(guī)定。安裝了整流器后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓力損失。
⑤非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置
標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)流裝置有其適用的范圍和條件。在工程實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于諸如臟污介質(zhì)、低雷諾數(shù)流體、多相流體、非牛頓流體或小管徑、非圓截面管道等流量測(cè)量問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件就不能適用，需要采用一些非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置或選擇其他型式的流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量。
非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置就是試驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不充分，可用數(shù)據(jù)誤差較大的尚未標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)流裝置。其設(shè)計(jì)計(jì)算方法與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置基本相同，但使用前需要進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定。
圖7是幾種典型的非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流件。
a．1／4圓噴嘴
1／4圓噴嘴結(jié)構(gòu)比標(biāo)準(zhǔn)噴嘴短小，入口廓形是半徑為r的1／4圓弧。主要用于圓管流中低雷諾數(shù)流量測(cè)量，其適用的雷諾數(shù)范圍為500～2.5×105；適用的管道直徑為40.150mm。它的取壓方式采用角接取壓或法蘭取壓，節(jié)流元件上下游直管段要求與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件相同。
b．錐形入口孔板
錐形入口孔板的形狀與標(biāo)準(zhǔn)孔板相似，相當(dāng)于一只倒裝的孔板。適用于圓管流中低雷諾數(shù)流量測(cè)量，雷諾數(shù)范圍為250～2×105；適用的管道直徑>25 mm，孔板開(kāi)孔直徑>6 mm。采用角接取壓，節(jié)流元件上下游直管段要求與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同。
c．圓缺孔板
圓缺孔板主要用于臟污介質(zhì)、有氣泡析出或含有固體微粒的液體以及含有固體微?；蛞旱蔚臍怏w的流量測(cè)量。測(cè)量含固體物料的液體時(shí)，圓缺孔板開(kāi)孔 位于下部，以便于臟污塵灰被流體帶走；測(cè)量含氣液體時(shí)，圓缺孔板的開(kāi)孔位于上部，測(cè)量管道一般水平安裝。圓缺孔板采用單獨(dú)鉆孔取壓，取壓孔應(yīng)在圓缺孔板的頂部。
（a）1/4圓噴嘴（b）錐形入品孔板
（c） 圓缺孔板
圖7 非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置
還有一些非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，如偏心孔板、雙重孔板、環(huán)形孔板等在此不予以介紹了。