容積式流量計(jì)介紹

容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)出現(xiàn)已有一百多年，開(kāi)始主要用于測(cè)量水流量，最初的流量計(jì)是一種排水泵或水壓機(jī)，后來(lái)發(fā)展成為流量計(jì)。到20世紀(jì)30年代后期，廣泛用于油品計(jì)量。目前廣泛用于石油類流體(如原油、汽油、柴油、液化石油氣等)、飲料流體(如酒類、食用油等)、氣體(如空氣、低壓天然氣及煤氣等)、以及水的計(jì)量。使用極為普遍，用量甚大。
容積式流量計(jì)是利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分隔成單位體積并進(jìn)行累加計(jì)量出總體積而實(shí)現(xiàn)流體計(jì)量。由于流量計(jì)是一種無(wú)時(shí)基的儀表(測(cè)量時(shí)間間隔是任意選取的)，因此一般不用它來(lái)測(cè)量瞬時(shí)流星，而是常用來(lái)計(jì)量累積流量(又稱總量)。流量計(jì)的準(zhǔn)確度較高，可達(dá)到0.5級(jí)或0.1級(jí)，甚至更高。流量計(jì)一般不受流動(dòng)狀態(tài)的影響，不受雷諾數(shù)大小的限制。容積式流量計(jì)除臟污介質(zhì)和特別粘稠(運(yùn)動(dòng)粘度ν≥8×10-3m2／s)的流體外，可用于各種液體和氣體的計(jì)量。流量計(jì)的工作壓力可高達(dá)10 MPa，測(cè)液體時(shí)工作溫度可至300 ℃，測(cè)氣體時(shí)可至120℃。目前流量計(jì)產(chǎn)品的計(jì)量口徑為l0～500mm，液體的流量范圍達(dá)(0.4～3 000)m3／h。流量計(jì)典型的流量范圍度(即量程比)為10：1。流量計(jì)量的準(zhǔn)確度范圍為0.1％～2.5％。目前已廣泛地使用容積式流量計(jì)作為強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具，如用于計(jì)量原油、汽油、柴油、煤油以及工業(yè)煤氣或家用煤氣等。采用特殊材料制造的流量計(jì)，可用于計(jì)量清潔水和各種工業(yè)液體。多數(shù)為用于貿(mào)易結(jié)算方面的計(jì)量器具。因此流量計(jì)必須按國(guó)家的計(jì)量法律法規(guī)進(jìn)行強(qiáng)制檢定和管理。
  容積式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)其測(cè)量元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要有橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪(羅茨)流量計(jì)、刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、皮膜式氣體流量計(jì)及濕式(又叫轉(zhuǎn)筒式或鼓輪式)氣體流量計(jì)等。由容積流量計(jì)與輔助設(shè)備、附加設(shè)備可以組成多種測(cè)量系統(tǒng)，廣泛用于流體流量測(cè)量。
  容積式流量計(jì)一般由三種基本組件構(gòu)成：外殼(包括度盤)；內(nèi)部測(cè)量元件；計(jì)數(shù)器及其驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)。由外殼、內(nèi)部測(cè)量元件和計(jì)數(shù)輸出的高速輸出軸組成容積式流量傳感器。
  外殼帶有入口和出口接頭，外殼又分單殼體或雙殼體兩種結(jié)構(gòu)。單殼體結(jié)構(gòu)的外殼既用作壓力室，又作為測(cè)量元件的外側(cè)壁，即測(cè)量室；而在雙殼體構(gòu)造中，外殼只作為壓力室。雙殼體構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)管道應(yīng)力不會(huì)傳給測(cè)量元件；

(2)測(cè)量元件易于拆卸，便于維修和沖洗管道；

(3)通過(guò)測(cè)量元件壁產(chǎn)生的差壓最小，因此消除了因系統(tǒng)壓力變化引起的測(cè)量元件尺寸變化。單殼體構(gòu)造較簡(jiǎn)單，成本較低。
  常見(jiàn)的容積式流量計(jì)都具有計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，以用于接收測(cè)量元件發(fā)出的訊號(hào)(例如轉(zhuǎn)動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作或活塞的位移動(dòng)作等)，并把它傳到指示機(jī)構(gòu)，以指示出流量值。
  容積式流量測(cè)量足是采用固定的小容積，來(lái)反復(fù)計(jì)量通過(guò)流量計(jì)的流體體積，所以，在容積式流量計(jì)內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間，通常稱其為容積式流量計(jì)的“計(jì)量空間”或“計(jì)量室”。這個(gè)空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件一起構(gòu)成。
  容積式流量計(jì)的工作原理為：流體通過(guò)流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)牛一定的壓差。流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子)在這個(gè)壓力差作用下將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口。在這個(gè)過(guò)程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往山口。在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，就可以得到通過(guò)流量計(jì)的流體體積的累積值。
  設(shè)流量計(jì)計(jì)量空間體積為v(m3)，一定叫間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)為N，則在該時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體體積(V)為

V=Nv                  （1）

    再設(shè)儀表的齒輪比常數(shù)(a)，a的值由傳遞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪組的齒輪比和儀表指針轉(zhuǎn)動(dòng)周的刻度值所確定。若儀表指示值為，它與轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)N的關(guān)系為

I=aN
（2）

由式（1）和式（2）可得在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)儀表的流體體積與儀表指示值的關(guān)系
V= υI/α（3）