容積式流量計(jì)最新課件

1、12概述概述u容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，簡(jiǎn)稱PD流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度最高的一類。 它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。u容積式流量計(jì)內(nèi)部具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間，通常稱其為容積式流量計(jì)的 “計(jì)量空間”或“計(jì)量室”。u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。3概述概述u容積式流量計(jì)的工作原理為： 流體通過流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓流體通過

2、流量計(jì)，就會(huì)在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差。力差。 流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件流量計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子)在這個(gè)壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)在這個(gè)壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口，在這個(gè)過程中，流體一次次，并將流體由入口排向出口，在這個(gè)過程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口，然后又不斷地被送往出口。 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)。就可以得到通過流量計(jì)的流體體積測(cè)得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)。就可以得到通過流量計(jì)的流體體積的累積值。的累積值。 4概述概述u按測(cè)量

3、元件可分為： 橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì) 刮板流量計(jì)刮板流量計(jì) 雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)雙轉(zhuǎn)子流量計(jì) 旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì) 往復(fù)活塞流量計(jì)往復(fù)活塞流量計(jì) 圓盤流量計(jì)圓盤流量計(jì) 液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì) 濕式氣量計(jì)濕式氣量計(jì) 膜式氣量計(jì)膜式氣量計(jì) 5概述概述6概述概述7概述概述8優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 計(jì)量精度高計(jì)量精度高 安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響 可用于高粘度液體的測(cè)量可用于高粘度液體的測(cè)量 范圍度寬范圍度寬 直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)，總量清晰明了清晰明了,操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便 9缺點(diǎn)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜

4、，體積龐大 被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大 不適用于高、低溫場(chǎng)合不適用于高、低溫場(chǎng)合 大部分儀表只適用于潔凈單相流體大部分儀表只適用于潔凈單相流體 產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)產(chǎn)生噪聲及振動(dòng) 10應(yīng)用應(yīng)用u容積式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)、浮子流量計(jì)并列為三類使用量最大的流量計(jì)，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測(cè)量。 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家近年工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家近年P(guān)D流量計(jì)流量計(jì)(不包括家用煤氣表和家用水表不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量?jī)x表的的銷售金額占流量?jī)x表的13%23%； 我國(guó)約占我國(guó)約占20%，1990年產(chǎn)量年產(chǎn)量(不包括家用煤氣表不包括家用煤

5、氣表)估計(jì)為估計(jì)為34萬(wàn)萬(wàn)臺(tái)，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占臺(tái)，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和和20%。 11分類介紹分類介紹u齒輪型容積式流量計(jì) u殼體內(nèi)裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，直接或間接地相互嚙合，在流量計(jì)進(jìn)口與出口間的壓差作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。u通過齒輪的旋轉(zhuǎn)，不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的“計(jì)量空間”中的流體排出。u通過測(cè)量齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，可得到通過流量計(jì)的流體量。12分類介紹分類介紹u齒輪型容積式流量計(jì) uP1表示流量計(jì)進(jìn)口流體壓力； P2表示出口流體壓力，顯然壓力P1大于P2。u在圖a中，下面轉(zhuǎn)子雖然受到流體的壓差作用，但不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，而上面齒輪在差壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于兩個(gè)齒輪

6、互相嚙合，故各自以1，2為軸心按箭頭方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)齒輪1將半月形計(jì)量空間的流體排向出口。13分類介紹分類介紹u在圖b中，兩個(gè)齒輪均在流體差壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，并在該力矩作用下沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變到圖c所示的位置。這時(shí)齒輪位置與圖a相反，下齒輪為主動(dòng)輪，上齒輪為從動(dòng)輪。下齒輪在進(jìn)出口流體差壓作用下旋轉(zhuǎn)，又一次將它與殼體之間的半月型“計(jì)量空間”中的流體排出。u如此連續(xù)不斷運(yùn)動(dòng)，橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周，就排出四份“計(jì)量空間”流體體積。因此，只要讀出齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)，就可以計(jì)算出排出的量。 14分類介紹分類介紹u另一種齒輪型容積式流量計(jì)是腰輪容積流量計(jì)，也稱羅茨型容積流量計(jì)。這種流量計(jì)的工作原理和工作過程與橢圓

7、齒輪型基本相同，同樣是依靠進(jìn)，出口流體壓力差產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，每旋轉(zhuǎn)一周排出四份“計(jì)量空間”的流體體積量。所不同的是在腰輪上沒有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過殼體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)。 可用于各種氣液流量的測(cè)量，尤其是用于油流量的準(zhǔn)確測(cè)量。在可用于各種氣液流量的測(cè)量，尤其是用于油流量的準(zhǔn)確測(cè)量。在高壓力、大流量的氣體流量測(cè)量中，這類流量計(jì)也有應(yīng)用。高壓力、大流量的氣體流量測(cè)量中，這類流量計(jì)也有應(yīng)用。 由于橢圓齒輪容積流量計(jì)直接依靠測(cè)量輪嚙合，因此對(duì)介質(zhì)的清由于橢圓齒輪容積流量計(jì)直接依靠測(cè)量輪嚙合，因此對(duì)介質(zhì)的清潔要求較高，不允許有固體顆粒雜質(zhì)通過流量計(jì)。潔要求較高，不允許有固體顆粒雜質(zhì)通過流

8、量計(jì)。 15分類介紹分類介紹u刮板式容積流量計(jì) u在這種流量計(jì)的轉(zhuǎn)子上裝有兩對(duì)可以徑向內(nèi)外滑動(dòng)的刮板，轉(zhuǎn)子在流量計(jì)進(jìn)、出口差壓作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周排出四份“計(jì)量空間”的流體體積。u與前一類流量計(jì)相同，只要測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，就可以計(jì)算出排出流體的體積量。16分類介紹分類介紹u殼體的內(nèi)腔是一圓形空筒，轉(zhuǎn)子也是一個(gè)空心圓筒形物體，徑向有一定寬度，徑向在各為90的位置開四個(gè)槽，刮板可以槽內(nèi)自由滑動(dòng)。u四塊刮板由兩根連桿連結(jié)，相互垂直，在空間交叉。在每一刮板的一端裝有一小滾珠，四個(gè)滾珠均在一固定的凸輪上滾動(dòng)使刮板時(shí)伸時(shí)縮。當(dāng)相鄰兩刮板均伸出至殼體內(nèi)壁時(shí)，形成計(jì)量空間的標(biāo)準(zhǔn)體積。u刮板在計(jì)量區(qū)段運(yùn)動(dòng)時(shí)，只隨

9、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而不滑動(dòng)，以保證其標(biāo)準(zhǔn)容積恒定。當(dāng)離開計(jì)量區(qū)段時(shí)，刮板縮入槽內(nèi)，流體從出口排出。同時(shí)，后一刮板又與其另一相鄰刮板形成第二個(gè)“計(jì)量空間”，同樣動(dòng)作。轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)一周，排出四份“計(jì)量空間”體積的流體。17分類介紹分類介紹u旋轉(zhuǎn)活塞式容積流量計(jì) 18分類介紹分類介紹u旋轉(zhuǎn)活塞位于固定的內(nèi)外圈3，4之間，活塞的軸6靠著導(dǎo)輥5滾動(dòng)，中間隔板1將計(jì)量空間分成兩部分，活塞2的上缺口和隔板1咬合，當(dāng)活塞依箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)與隔板1成直線運(yùn)動(dòng)。u活塞在進(jìn)出口流體壓力差的作用下，始終與內(nèi)外圓桶壁緊密接觸旋轉(zhuǎn)，交替不斷地將活塞與內(nèi)外圓筒之間的流體排出，通過計(jì)算活塞旋轉(zhuǎn)次數(shù)可得到流過的流體量。 19分類介紹分類介紹u

10、雙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)（SXL） 20分類介紹分類介紹u膜式燃?xì)獗砟な饺細(xì)獗?u燃?xì)庥?jì)量表最先叫煤氣表，濕式燃?xì)庥?jì)量表發(fā)明于1815年，它是由英國(guó)工程師塞繆爾克萊格和塞繆爾科思萊兄弟共同協(xié)作研制出來的。u1833年，詹姆斯博格達(dá)斯發(fā)明了干式燃?xì)庥?jì)量表，現(xiàn)在的膜式燃?xì)獗砭褪窃诖嘶A(chǔ)上不斷完善和發(fā)展起來的，至今已經(jīng)經(jīng)過了170多年的發(fā)展歷程。 21分類介紹分類介紹u膜式 燃?xì)獗韚早期的膜式燃?xì)獗淼墓ぷ髟頌橄尬皇?，即燃?xì)獗碛?jì)量室在往復(fù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)的過程中，在極限位置時(shí)要觸碰到限制點(diǎn)后才改變運(yùn)動(dòng)方向，以保證燃?xì)獗砼懦龅臍怏w的體積為一個(gè)固定的回轉(zhuǎn)體積值。計(jì)量精度依賴于零件制造和裝配微調(diào)，計(jì)量精度不高，分

11、散性較大，誤差特性曲線如下圖所示：22分類介紹分類介紹u隨著膜式燃?xì)獗砑夹g(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前較先進(jìn)的膜式燃?xì)獗矶蓟静捎梅窍尬皇浇Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)使得計(jì)量室在往復(fù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)的過程中自由切換，降低了壓力損失和運(yùn)行噪音。部分先進(jìn)的燃?xì)獗磉€融入了誤差調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置，減小了不同流量下誤差特性曲線的分散性，使膜式燃?xì)獗淼恼`差特性曲線更加平滑，擴(kuò)大了儀表的量程比A 旋轉(zhuǎn)式K系統(tǒng) B 往復(fù)式K系統(tǒng) C 調(diào)整連桿長(zhǎng)度23分類介紹分類介紹u由于氣體的體積受溫度影響非常大，溫度轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)正逐漸應(yīng)用在膜式燃?xì)獗淼脑O(shè)計(jì)中。目前膜式燃?xì)獗硎褂玫臏囟绒D(zhuǎn)換裝置基本上以機(jī)械式為主，它的基本原理是通過特殊金屬的熱脹冷縮特

12、性來自動(dòng)調(diào)節(jié)誤差調(diào)節(jié)系統(tǒng)的指針，以調(diào)整燃?xì)獗淼幕剞D(zhuǎn)體積，修正氣體隨溫度升降的體積變化量，從而達(dá)到體積修正的目的，其結(jié)構(gòu)和原理如下圖所示。加入機(jī)械式溫度修正裝置的膜式燃?xì)獗?4分類介紹分類介紹u隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，膜式燃?xì)獗硪灿勺钕鹊募儥C(jī)械式計(jì)量?jī)x表逐漸進(jìn)行擴(kuò)展，加裝了帶輔助功能的電子裝置，實(shí)現(xiàn)了智能化控制，如預(yù)付費(fèi)裝置、遠(yuǎn)傳直讀控制裝置等等，其應(yīng)用也越來越普及。預(yù)付費(fèi)（IC卡）膜式燃?xì)獗?遠(yuǎn)傳直讀膜式燃?xì)獗淼慕^對(duì)位置編碼器25分類介紹分類介紹26分類介紹分類介紹27分類介紹分類介紹氣氣水水電電水電氣 系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)28分類介紹分類介紹表2 各類交接點(diǎn)所用流量計(jì)（主要按ISO/CD151

13、12建議）序號(hào)流 量 計(jì) 類 型交 接 點(diǎn) 類 型名 稱說 明1234561差壓式孔板流量計(jì)2臨界流文丘里噴嘴流量計(jì)習(xí)稱音速噴嘴流量計(jì)3容 積式膜式流量計(jì)即家用燃（煤）氣表4腰輪流量計(jì)5渦輪流量計(jì)6超聲流量計(jì)7旋渦流量計(jì)包括渦街式、旋進(jìn)式8科里奧利質(zhì)量流量計(jì)29分類介紹分類介紹 在歐盟的計(jì)量器具指令（在歐盟的計(jì)量器具指令（MID）中，明確要求膜式燃?xì)獗恚┲?，明確要求膜式燃?xì)獗淼奶娲a(chǎn)品必需達(dá)到的替代產(chǎn)品必需達(dá)到150倍的量程比，這指引著當(dāng)前替代產(chǎn)倍的量程比，這指引著當(dāng)前替代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)，目前這一目標(biāo)正在被攻克。品的設(shè)計(jì)目標(biāo)，目前這一目標(biāo)正在被攻克。u全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2003年成立

14、了天然氣能量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)工作組，跟蹤國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO15112的制定進(jìn)程，并開展了大量與天然氣能量測(cè)定有關(guān)的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。從2003年以來共有來自中石油、中石化和中海油3大石油公司，以及燃?xì)庀到y(tǒng)和科研院校等20多個(gè)單位，數(shù)十位專家參加了天然氣能量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)起草和審查工作。30分類介紹分類介紹u2008年12月31日，GB/T22723-2008天然氣能量的測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，并于2009年8月1日起實(shí)施。它標(biāo)志著在我國(guó)天然氣能量計(jì)量正式有法可依，其必將引領(lǐng)燃?xì)庥?jì)量行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)生深刻的變革，膜式燃?xì)獗碜罱K也會(huì)被能量計(jì)量產(chǎn)品所取代。31誤差分析誤差分析u本章重點(diǎn)難點(diǎn)u容積式流量計(jì)在保證機(jī)加工

15、準(zhǔn)確度和裝配符合有關(guān)技術(shù)要求的前提下，其固有誤差的產(chǎn)生原因主要有兩個(gè)因素： 測(cè)量元件（活塞）和殼體內(nèi)腔形成的計(jì)量室存在縫隙，導(dǎo)測(cè)量元件（活塞）和殼體內(nèi)腔形成的計(jì)量室存在縫隙，導(dǎo)致流體從縫隙處漏過未加計(jì)量（滑流量）而產(chǎn)生的測(cè)量誤致流體從縫隙處漏過未加計(jì)量（滑流量）而產(chǎn)生的測(cè)量誤差差 測(cè)量元件轉(zhuǎn)速測(cè)量元件轉(zhuǎn)速-流量信號(hào)傳遞輸出失真，引起的測(cè)量誤差流量信號(hào)傳遞輸出失真，引起的測(cè)量誤差32誤差分析誤差分析u有間歇的存在，就會(huì)導(dǎo)致流體從間隙漏過而未經(jīng)計(jì)量的滑流量存在，滑流量是容積式流量計(jì)產(chǎn)生固有誤差的最主要因素，滑流量除與測(cè)量元件和計(jì)量室的間隙有關(guān)外，還與流體的密度、粘度等參數(shù)有關(guān)。33誤差分析誤差分析

16、u在轉(zhuǎn)速-流量信號(hào)的傳遞過程中，不可避免的存在信號(hào)失真，從而引起流量測(cè)量誤差，但這部分的誤差分量相比之下很小。u容積式流量計(jì)的使用誤差與其他儀表基本相同，嚴(yán)格按照流量計(jì)的使用要求使用，可使使用誤差控制在最小程度。u根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來說，就旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)該 E0的值大多在3%左右。34誤差分析誤差分析u密度修正u粘度修正u溫度修正u壓力修正35誤差分析誤差分析u濕式氣體流量計(jì)的標(biāo)定u由圓鼓形殼體、轉(zhuǎn)鼓及傳動(dòng)記數(shù)機(jī)構(gòu)所組成。轉(zhuǎn)鼓是由圓筒及四個(gè)彎曲形狀的葉片所構(gòu)成。四個(gè)葉片構(gòu)成四個(gè)體積相等的小室。轉(zhuǎn)鼓的下半部浸沒在水中。氣體從背部中間的進(jìn)氣管9處依次進(jìn)入一室，并相繼由頂部排出時(shí)，迫使轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)。由轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)

17、，通過記數(shù)機(jī)構(gòu)，在表盤上計(jì)數(shù)器和指針顯示體積。圖1 濕式流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1溫度計(jì)；2壓差計(jì)；3水平儀；4排氣管；5轉(zhuǎn)鼓；6殼體；7水位儀；8可調(diào)支腳；9進(jìn)氣管36誤差分析誤差分析u濕式氣體流量計(jì)一般用標(biāo)準(zhǔn)容量瓶進(jìn)行校準(zhǔn)。u標(biāo)準(zhǔn)容量瓶的體積為VV。濕式氣體流量計(jì)體積示值為VW，則兩者差值V為：V=Vv Vw u當(dāng)流量計(jì)指針旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，刻度盤上總體積為5升，一般配置1升容量瓶進(jìn)行5次校準(zhǔn)，流量計(jì)總體積示值為Vw，則平均校正系數(shù)為：WWVVC37誤差分析誤差分析u因此，經(jīng)校準(zhǔn)后，濕式氣體流量計(jì)的實(shí)際體積流量為VS與流量計(jì)示值VS之間的關(guān)系為：SWSSVCVV濕式流量計(jì)校正的實(shí)驗(yàn)裝置1濕式流量計(jì)；2平衡

18、瓶；3標(biāo)準(zhǔn)容量瓶；4三通閥流量計(jì)校正和標(biāo)定流程圖1濕式氣體流量計(jì)；2毛細(xì)管流量計(jì)；3轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4三通旋塞；5緩沖罐；6氣源38誤差分析誤差分析 檢查三通閥的通向，使容量瓶與大氣相通，而與濕式流量計(jì)斷開。檢查三通閥的通向，使容量瓶與大氣相通，而與濕式流量計(jì)斷開。 調(diào)正濕式流量計(jì)的水平：轉(zhuǎn)動(dòng)支腳螺絲，直至水平儀內(nèi)氣泡居中為準(zhǔn)。調(diào)正濕式流量計(jì)的水平：轉(zhuǎn)動(dòng)支腳螺絲，直至水平儀內(nèi)氣泡居中為準(zhǔn)。 向流量計(jì)內(nèi)注入蒸餾水，水位高低必須保持水位器中液面與針尖重合。向流量計(jì)內(nèi)注入蒸餾水，水位高低必須保持水位器中液面與針尖重合。 平衡瓶?jī)?nèi)注入蒸餾水后，提高其位置，向容量瓶?jī)?nèi)注水，使水面與上刻平衡瓶?jī)?nèi)注入蒸餾水后，提高其位置，向容量瓶?jī)?nèi)注水，