在一些流場條件下，利用體積流量測試方法在確定CO2排放和熱輸入時可能會低于***優測量流速，其問題主要集中在煙氣流動存在角度（即偏航或俯仰時），而不是直線形式在煙道或管道中運動，所以計算煙道或管道氣體速度或體積流量不包括測量氣流偏航或俯仰角及煙道壁效應的程序，導致氣體流速或體積的誤差增大。

三維（3D）球形皮托管考慮了氣流偏航或俯仰角的影響，用于準確測試流速、驗證CEM流速等領域，為碳排放、碳交易提供更為準確的流速測試信息。

根據美國環保署EPA方法2F設計開發的成套設備，用于確定流動氣流中的動壓、偏航角和俯仰角進而確定軸向速度的定向三維皮托管，可用于復雜流場煙氣流速CMS的比對監測。

圖8 三維皮托管主機

俯仰角（pitchangle）：煙道軸線與俯仰面上煙氣流速分量之間的夾角。其中俯仰面為采樣線和煙道軸線確定的平面，俯仰面上煙氣流速分量為煙氣流速矢量在俯仰面上的投影。

偏航角（yawangle）：煙道軸線與偏航面上煙氣流速分量之間的夾角。其中偏航面為通過某一特定采樣點垂直于采樣線的平面，偏航面煙氣流速分量為煙氣流速矢量在偏航面上的投影。

測量方式：

5個壓力端口，測量3種壓差

·速度dP=dP1-dP2

·俯仰dP=dP4-dP5

·偏航dP=dP2-dP3

在一個橫截面上進行網格多點測量。對于在一個橫截面上進行多點測量的壓力，取平均值，然后將得出的平均值帶入軸向速度公式。或是，將測量的單點壓力值帶入軸向速度公式，將多點軸向速度取平均值。

經RATA測試比對結果表明：球形皮托管測量不確定度為±1～2%。用于準確測試流速、驗證CEM流速等領域，為碳排放、碳交易提供更為準確的流速測試信息。