高精度智能容积式流量计-三线制

容积式流量计按其测量元件分类,可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积．所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”．这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成．容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差．流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口．在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口．在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数．就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。

容积式流量计的优点

(1)计量精度高;

(2)安装管道条件对计量精度没有影响;

(3)可用于高粘度液体的测量;

(4)范围度宽;

(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

应用概括

容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。

工业发达国家近年PD流量计(不包括家用煤气表和家用水表)的销售金额占流量仪表的13%~23%;我国约占20%,1990年产量(不包括家用煤气表)估计为34万台,其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。

容积式流量计误差特性：

对于任何一个流量测量值来说，必须包括两部分内容：一是流量测量值本身；二是它的误差允许范围．否则是不完整的．所以，对于任何一种流量计，都必须了解它的误差特性。

所谓误差特性，就是流量计的误差值与流量测量值之间的关系。讨论误差特性，就是讨论和研究测量误差值随流量测量值变化而变化的趋势． 容积式流量计的测量误差值E，可由指示值与真值之差与指示值之比表示．设：V为通过流量计的流体体积真值；I为流量计指示值，则误差值E可表示为 E＝ I - V / I （2－5） 将流体体积V与指示值I之间的关系式（2－3）代入，可得： E＝1－ v / a （2－6） 由式2－6可见，容积式流量计的误差特性仅与流量计内部的计量空间体积v、仪表齿轮比常数a有关．也就是说，从测量原理的角度来说，容积式流量计的测量误差仅与流量计的几何结构有关，而与流体性质和流量值无关，我们把这个误差特性称为容积式流量计的理想误差特性．画成曲线，是一条平行于横轴的水平线，如图2－6中曲线1所示．

图 2-6 容积式流量计的误差特性曲线

然而，当我们对容积式流量计进行标定，画出实际误差特性曲线时，则较接近曲线2的形式．在小流量时，误差值急剧地向负方向倾斜；随着流量增大，误差值逐渐由负方向向正方向移动，并稳定在某一定位上，误差曲线平行于横轴．流量继续增加，误差值又将向负方向偏移．实际误差特性曲线所以呈现这种变化趋势，是因为在于容积式流量计中存在着不可避免的漏流现象．所谓漏流，就是流体通过转动件与外壳之间的间隙直接从入口流向出口，没有被计量．以下将讨论考虑了漏流现象的误差特性关系式． 假设在单位时间内的流体漏流量用△g表示；通过流量计的流量为qv；通过流量计总的流体体积量为V；在这一段时间内总的漏流的体积量为△V．这株△V可表示为 △V＝ △g * V / qv （2－7） 所以，当存在漏流时，转子排出N个计量空间流体量时，实际通过流量计的流体体积为 V＝Nv＋△V （2－8） 将式2－2，2－7代入式2－8，可得： V＝ I v/ a ＋△g * V/ q v （2－9） 式（2－9）可整理成： V＝ Iv / n (1 - △g / qv ) （2－10） 将式（2－10）代入误差定义式（2－5），可得： E＝1－ v / a (1- △g / qv) （2－11） 分析式2—11可见，由于计量空间体积v、齿轮比常数a均为定值，所以误差E与流量之间的关系受单位时间漏流量△g影响． 若假定该容积式流量计的漏流量 △g是一恒定值，可利用式(2—11)讨论其误差曲线的变化趋势． 当流量很小，在极端情况下，qr＝△g，则式(2—11)中括号内为0，误差值E趋向负无穷大． 随着流量qv增加，式(2—11)中括号内数值逐渐增大，误差值E也逐渐向正方向增加。

当流量继续增加，达到△g与qv相比显得非常小，即△g／qv很接近0时，式(2—11)转变成式(2－6)，误差曲线趋向于理想误差曲线．[1]? 对于任何一个流量测量值来说，必须包括两部分内容：一是流量测量值本身；二是它的误差允许范围．否则是不完整的．所以，对于任何一种流量计，都必须了解它的误差特性。

所谓误差特性，就是流量计的误差值与流量测量值之间的关系。讨论误差特性，就是讨论和研究测量误差值随流量测量值变化而变化的趋势．

容积式流量计的测量误差值E，可由指示值与真值之差与指示值之比表示．设：V为通过流量计的流体体积真值；I为流量计指示值，则误差值E可表示为

E＝ I - V / I （2－5）

将流体体积V与指示值I之间的关系式（2－3）代入，可得：

E＝1－ v / a （2－6）

由式2－6可见，容积式流量计的误差特性仅与流量计内部的计量空间体积v、仪表齿轮比常数a有关．也就是说，从测量原理的角度来说，容积式流量计的测量误差仅与流量计的几何结构有关，而与流体性质和流量值无关，我们把这个误差特性称为容积式流量计的理想误差特性．画成曲线，是一条平行于横轴的水平线，如图2－6中曲线1所示．

图 2-6 容积式流量计的误差特性曲线

然而，当我们对容积式流量计进行标定，画出实际误差特性曲线时，则较接近曲线2的形式．在小流量时，误差值急剧地向负方向倾斜；随着流量增大，误差值逐渐由负方向向正方向移动，并稳定在某一定位上，误差曲线平行于横轴．流量继续增加，误差值又将向负方向偏移．实际误差特性曲线所以呈现这种变化趋势，是因为在于容积式流量计中存在着不可避免的漏流现象．所谓漏流，就是流体通过转动件与外壳之间的间隙直接从入口流向出口，没有被计量．以下将讨论考虑了漏流现象的误差特性关系式．

假设在单位时间内的流体漏流量用△g表示；通过流量计的流量为qv；通过流量计总的流体体积量为V；在这一段时间内总的漏流的体积量为△V．这株△V可表示为

△V＝ △g * V / qv （2－7）

所以，当存在漏流时，转子排出N个计量空间流体量时，实际通过流量计的流体体积为

V＝Nv＋△V （2－8）

将式2－2，2－7代入式2－8，可得：

V＝ I v/ a ＋△g * V/ q v （2－9）

式（2－9）可整理成：

V＝ Iv / n (1 - △g / qv ) （2－10）

将式（2－10）代入误差定义式（2－5），可得：

E＝1－ v / a (1- △g / qv) （2－11）

分析式2—11可见，由于计量空间体积v、齿轮比常数a均为定值，所以误差E与流量之间的关系受单位时间漏流量△g影响．

若假定该容积式流量计的漏流量 △g是一恒定值，可利用式(2—11)讨论其误差曲线的变化趋势．

当流量很小，在极端情况下，qr＝△g，则式(2—11)中括号内为0，误差值E趋向负无穷大．

随着流量qv增加，式(2—11)中括号内数值逐渐增大，误差值E也逐渐向正方向增加。

当流量继续增加，达到△g与qv相比显得非常小，即△g／qv很接近0时，式(2—11)转变成式(2－6)，误差曲线趋向于理想误差曲线