简介

优点

缺点

应用概况

误差特性

容积式流量计性能的选择

简介

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最高的一类。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。

优点

⑴计量精度高；

⑵安装管道条件对计量精度没有影响；

⑶可用于高粘度液体的测量；

⑷范围度宽；

⑸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。

缺点

⑴结果复杂，体积庞大；

⑵被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大；

⑶不适用于高、低温场合；

⑷大部分仪表只适用于洁净单相流体；

⑸产生噪声及振动。

应用概况

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最大的流量计，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%；中国约占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%。

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．

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．

容积式流量计性能的选择

容积式流量计性能的选择

在容积式流量计性能选择方面主要应考虑以下五个要素：⑴流量范围；⑵被测介质物性；⑶测量准确度；⑷耐压性能（工作压力）和压力损失；⑸使用目的。

⑴流量范围

容积式流量计的流量范围与被测介质的种类（主要决定于流体粘度）、使用特点（连续工作还是间歇工作）、测量准确度等因素有关。同一容积式流量计，对于介质种类，用于较高粘度的

流体时，其流量范围较大（主要是下限流量可以扩展到较低的量值）；对于使用特点，用于间歇测量时，其流量范围较大（主要是上限流量可以比连续工作时大）；对于测量准确度，用于低准确度测量时，其流量范围较大，而用于高准确度测量时，流量范围较小。从流量计特性曲线上也可以清楚地看到这一点。

为了保持仪表良好的性能和较长的使用寿命，使用时最大流量最好应选在仪表最大流量的70%-80%。

由于一般的容积式流量计体积庞大，在大流量时会产生较大噪声，所以一般适合中小流量测量。结合容积式流量计的性能，在需要测量大流量时，可采用45度组合腰轮结构的流量计；在需要低噪声工作的场合，可选用双转子流量计。

⑵被测介质物性

被测介质物性主要考虑流体的粘性和腐蚀性。考虑粘性以选择合适的流量计类型，而腐蚀性是选择流量计材质的主要因素之一例如，用于测量各种石油产品的，可选用铸钢、铸铁制造的流量计；用于腐蚀性轻微的化学液体以及冷、温水可选用铜合金制造的流量计；用于纯水、高温水、原油、沥青、高温液体、各种化学液体以及食品等应选用不锈钢制造的流量计。另外，用于食品行业的流量计，除与流体接触的零件必须用不锈钢及符合卫生条件的要求外，在结构上应易于折卸清洗，流量计内无储液部位，如椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计等。

⑶测量准确度

容积式流量计是目前测量准确度最高的流量计之一。厂家在产品样本上给出的测量准确里是指在实验室参比条件下得到的基本误差，而在实际使用中，由于现场条件的偏离，必然会带来附加误差，实际误差应该是基本误差和附加误差的合成。所以仪表选型时应根据现场可能出现的问题采取措施。

现场条件对测量准确度影响较大的主要有被测介质粘度的影响和温度的影响。

流体粘度对流量计误差特性的影响在第三节已有较详细的讨论，当实际使用的流体粘度与实验室检定时的流体粘度有较大差异时，应进行相应的粘度修正。如果除流体粘度外，其他参数没有明显的变化，则可以用以下两种方法进行粘度修正。

⑷耐压性能（工作压力）和压力损失

流量计的工作压力要由流量计壳体来承受，对工作压力的不同要求，应选用不同材质的受压部件，以免引起使用上的不安全。

压力损失也是选择流量计时必须考虑的重要问题。尤其是大流量使用时，更应注意核算流量计的压力损失是否能满足用户的要求。

⑸使用目的

使用目的指流量计是用于计量交接和成本核算，还是用于过程参数控制。用于计量核算的流量计主要考虑其计量精度，可以是就地指示仪表；用于过程控制的流量计主要考虑其可靠性，且应有发信器、计数器、调节显示仪表等各种配套设备。