容積式流量計介紹

容積式流量計

容積式流量計出現已有一百多年，開始主要用于測量水流量，最初的流量計是一種排水泵或水壓機，后來發展成為流量計。到20世紀30年代后期，廣泛用于油品計量。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)、以及水的計量。使用極為普遍，用量甚大。
容積式流量計是利用機械測量元件把流體連續不斷地分隔成單位體積并進行累加計量出總體積而實現流體計量。由于流量計是一種無時基的儀表(測量時間間隔是任意選取的)，因此一般不用它來測量瞬時流星，而是常用來計量累積流量(又稱總量)。流量計的準確度較高，可達到0.5級或0.1級，甚至更高。流量計一般不受流動狀態的影響，不受雷諾數大小的限制。容積式流量計除臟污介質和特別粘稠(運動粘度ν≥8×10-3m2／s)的流體外，可用于各種液體和氣體的計量。流量計的工作壓力可高達10 MPa，測液體時工作溫度可至300 ℃，測氣體時可至120℃。目前流量計產品的計量口徑為l0～500mm，液體的流量范圍達(0.4～3 000)m3／h。流量計典型的流量范圍度(即量程比)為10：1。流量計量的準確度范圍為0.1％～2.5％。目前已廣泛地使用容積式流量計作為強制檢定的工作計量器具，如用于計量原油、汽油、柴油、煤油以及工業煤氣或家用煤氣等。采用特殊材料制造的流量計，可用于計量清潔水和各種工業液體。多數為用于貿易結算方面的計量器具。因此流量計必須按國家的計量法律法規進行強制檢定和管理。
  容積式流量計的結構形式很多，根據其測量元件的結構特點，主要有橢圓齒輪流量計、腰輪(羅茨)流量計、刮板流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、皮膜式氣體流量計及濕式(又叫轉筒式或鼓輪式)氣體流量計等。由容積流量計與輔助設備、附加設備可以組成多種測量系統，廣泛用于流體流量測量。
  容積式流量計一般由三種基本組件構成：外殼(包括度盤)；內部測量元件；計數器及其驅動齒輪機構。由外殼、內部測量元件和計數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構。單殼體結構的外殼既用作壓力室，又作為測量元件的外側壁，即測量室；而在雙殼體構造中，外殼只作為壓力室。雙殼體構造的優點是：

(1)管道應力不會傳給測量元件；

(2)測量元件易于拆卸，便于維修和沖洗管道；

(3)通過測量元件壁產生的差壓最小，因此消除了因系統壓力變化引起的測量元件尺寸變化。單殼體構造較簡單，成本較低。
  常見的容積式流量計都具有計數器驅動齒輪機構，以用于接收測量元件發出的訊號(例如轉動部件的旋轉動作或活塞的位移動作等)，并把它傳到指示機構，以指示出流量值。
  容積式流量測量足是采用固定的小容積，來反復計量通過流量計的流體體積，所以，在容積式流量計內部必須具有構成一個標準體積的空間，通常稱其為容積式流量計的“計量空間”或“計量室”。這個空間由儀表殼的內壁和流量計轉動部件一起構成。
  容積式流量計的工作原理為：流體通過流量計，就會在流量計進出口之間產牛一定的壓差。流量計的轉動部件(簡稱轉子)在這個壓力差作用下將產生旋轉，并將流體由入口排向出口。在這個過程中，流體一次次地充滿流量計的“計量空間”，然后又不斷地被送往山口。在給定流量計條件下，該計量空間的體積是確定的，只要測得轉子的轉動次數，就可以得到通過流量計的流體體積的累積值。
  設流量計計量空間體積為v(m3)，一定叫間內轉子轉動次數為N，則在該時間內流過的流體體積(V)為

V=Nv                  （1）

    再設儀表的齒輪比常數(a)，a的值由傳遞轉子轉動的齒輪組的齒輪比和儀表指針轉動周的刻度值所確定。若儀表指示值為，它與轉于轉動次數N的關系為

I=aN
（2）

由式（1）和式（2）可得在一定時間內通過儀表的流體體積與儀表指示值的關系
V= υI/α（3）