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計(jì)量論壇
標(biāo)題:
容積式流量計(jì)介紹
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作者:
計(jì)量員-2
時(shí)間:
2007-8-12 16:54
標(biāo)題:
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(lèi)流體
(
如原油、汽油、柴油、液化石油氣等
)
、飲料流體
(
如酒類(lèi)、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(chēng)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(pán)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(pán)
)
;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(chēng)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(chēng)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(mǎn)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
)
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