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容積式流量計

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更新時間：2022-09-15 08:52:43瀏覽次數：701次

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容積式流量計概述又稱排量流量計（positive displacement flowmeter），簡稱PDF，在流量儀表中是精度*高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。PDF流量計一般不具有時間基準，為得到瞬時流量值需要另外附加測量時間的裝置。PDF品種繁多，可按不同原則分類。按測量元件結構分類......

詳細介紹

容積式流量計—概述
又稱排量流量計（positive displacement flowmeter），簡稱PDF，在流量儀表中是精度*高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。PDF流量計一般不具有時間基準，為得到瞬時流量值需要另外附加測量時間的裝置。PDF品種繁多，可按不同原則分類。按測量元件結構分類有如下型式：轉子式、刮板式、旋轉活塞式、膜式等。

容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量*大的流量計,常應用于昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
工業發達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%;我國約占20%,1990年產量(不包括家用煤氣表)估計為34萬臺,其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。

容積式流量計—分類
橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

容積式流量計—基本原理
典型的PDF（橢圓齒輪式）的工作原理如下圖所示。兩個橢圓齒輪具有相互滾動進行接觸旋轉的特殊形狀。P1和p2分別表示入口壓力和出口壓力，顯然p1>p2，圖（a）下方齒輪在兩側壓力差的作用下，產生逆時針方向旋轉，為主動輪；上方齒輪因兩側壓力相等，不產生旋轉力矩，是從動輪，由下方齒輪帶動，順時針方向旋轉。在(b)位置時，兩個齒輪均在差壓作用下產生旋轉力矩，繼續旋轉。選裝到(c)位置時，上方齒輪變為主動輪，下方齒輪則成為從動輪，繼續旋轉到與(a)相同位置，完成一個循環。一次循環動作排出四個由齒輪與殼壁間圍成的新月形空腔的流體體積，該體積稱作流量計的"循環體積"。

設流量計"循環體積"為v，一定時間內齒輪轉動次數為N，則在該時間內流過流量計的流體體積為V有V＝Nv 。雖然有許多分割方法形成各種形式的PDF，但大部分都有相似的基本特征。PDF產生誤差的主要原因是分割單個流體體積的活動測量件和靜止測量室之間的縫隙泄漏量所形成。

容積式流量計—特點
PDF計量精度高，沒有前置直管段要求。PDF可用于高粘度流體的測量。范圍度寬，一般為10：1到5：1，特殊的可達30：1或更大。PDF是直讀式儀表，無需外部能源，可直接獲得累計總量，操作簡便。但是PDF結構復雜，體積大，笨重，故一般只適用于中小口徑。與其他幾類通用流量計（如差壓式、浮子式、電磁式）相比，PDF的被測介質種類、介質工況（溫度、壓力）、口徑局限性較大，適應范圍窄。由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材質變脆等問題，PDF一般不適用于高低溫場合。目前可使用溫度范圍大致在-30～+160℃，壓力*高為10MPa。大部分PDF儀表只適用潔凈單相流體，含有顆粒、臟污物時上游需裝過濾器（否則檢測活動件易被卡死），既增加壓損，又增加維護工作；如測量含有氣體的液體必須裝設氣體分離器。部分形式PDF儀表（如橢圓齒輪式、腰輪式、旋轉活塞式等）在測量過程中會給流動帶來脈動，較大口徑儀表還會產生噪聲，甚至是管道產生振動。
優點
(1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用于高粘度液體的測量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點
(1)結果復雜,體積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用于高、低溫場合;
(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體;
(5)產生噪聲及振動。

容積式流量計—安裝及使用注意事項
① 安裝注意事項：
a.周圍溫度和濕度應符合制造廠規定，一般溫度為-10(-15)～40（50）℃，濕度為10%～90%。
b.日光直射在夏季會使溫度升高，接近輻射熱的場所，亦會使溫度升高。這種場所應采取遮陽或隔熱措施。
c.非防塵、防浸水型儀表應避開有腐蝕性氣氛或潮濕場所，因為計算器減速齒輪等零部件會被腐蝕氣體和晝夜溫差結露所損壞。如無法避免，可采取內腔用潔凈空氣吹氣(air pruge)方式保持微正壓。
d.避開振動和沖擊的場所。
e.要有足夠空間便于安裝和日常維護。
f.儀表姿勢必須做到橫平豎直，一般為水平安裝。流動方向應與儀表殼體表明方向一致，一般只能作單方向測量，必要時在其下游裝止逆閥，以免損壞儀表。與管道連接要使流量計不承受管線膨脹、收縮、變形和振動；防止系統因閥門及管道設計不合理產生振動，特別要避免諧振。PDF計量室與活動檢測件的間隙很小，流體中顆粒雜質影響儀表正常運行，造成卡死或過早磨損。儀表上游必須安裝過濾器，并定期清洗；測量氣體在必要時應考慮加裝沉渣器或水吸收器等保護性設備。用于測量液體管道必須避免氣體進入管道系統，必要時設置氣體分離器。
g.在連續使用的生產線上安裝流量計時，應設置旁路管線和閥門，以便于清掃和檢修。

② 使用注意事項：
a.清洗管線新投管線運行前要清掃，往往隨后還要用實流沖洗，以去除殘留焊屑垢皮等。此時先應關閉儀表前后截止閥，讓液流從旁路管流過；若無旁路管，儀表位置應裝短管代替。
b.排盡氣體通常實液掃線后，管道內還殘留較多空氣，隨著加壓運行，空氣以較高流速流過PDF，活動測量元件可能過速運轉，損傷軸和軸承。因此開始時要緩慢增加流量，使空氣漸漸外逸。
c.旁路管切換順序液流從旁路管轉入儀表時，啟閉要緩慢，特別在高溫高壓管線上更應注意。啟用時第1步徐徐開啟旁路閥，液體先在旁路管流動一段時間；第2步徐徐開啟進口閥；第3步徐徐開啟出口閥；第4步徐徐關閉旁路閥。切除儀表改旁路管時按上述逆順序動作操作。
啟動后通過*低位指針或字輪和秒表，確認未達過度流動，*佳流量應控制在(70～80%)*大流量，以保證儀表使用壽命。
d.檢查過濾器新線啟動過濾器網*易被打破，試運行后要及時檢查網是否完好。同時過濾網清潔無污物時記錄下常用流量下的壓力損失這個參數，今后不必卸下檢查網堵塞狀況，即以壓力損失增加程度判斷是否要清洗。
e.測量高粘度液體用于高粘度液體，一般均加熱后使之流動。當儀表停用后，其內部液體冷卻而變稠，再啟用時必須先加熱待液體粘度降低后才讓液體流過儀表，否則會咬住活動測量元件使儀表損壞。
f.潤滑氣體用等PDF啟用前必須加潤滑油，日常運行也經常檢查潤滑油存量的液位計。
g.避免急劇流量變化使用氣體腰輪流量計時，應注意不能有急劇的流量變化(如使用快開閥)，因腰輪的慣性作用，急劇流量變化將產生較大附加慣性力，使轉子損壞。用作控制系統的檢測儀表時，若下游控制突然截止流動，轉子一時停不下來，產生壓氣機效應，下游壓力升高，然后倒流，發出錯誤信號。
h.沖洗管道用蒸汽時禁止通過PDF。