1、 應(yīng)用概況

　　容積式流量計(jì)由于具有精確的計(jì)量特性，在石油、化工、涂料、醫(yī)藥、食品以及能源等工業(yè)部門(mén)計(jì)量昂貴介質(zhì)的總量或流量。在這些流程工業(yè)中進(jìn)藥液注入、抽出或混合配比控制，化學(xué)液中觸媒、硬化劑、聚合防止劑等添加劑的定量注入，向食品流體和化妝品添加香料，涂裝線涂料的定量供給等。　　

       容積式流量計(jì)槜大用途是石油制品等的儲(chǔ)運(yùn)交接和分發(fā)等計(jì)量，這些應(yīng)用領(lǐng)域可作為財(cái)務(wù)核算的依據(jù)或作為納稅和買(mǎi)賣(mài)雙方執(zhí)行合同的法定計(jì)量。

　　具有高精度、長(zhǎng)期性能保持性和良好重復(fù)性的高品質(zhì)容積式流量計(jì)，在比較法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中用作標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)(又稱(chēng)校準(zhǔn)用流量計(jì)，reference flowmeter或master flowmeter)作流量量值傳遞。

　　容積式流量計(jì)相對(duì)龐大笨重，尤其是大流量、大口徑儀表，逐漸被渦輪式、電磁式、渦街式和科里奧利質(zhì)量式替代益部分。然而其優(yōu)良的重復(fù)性和精度長(zhǎng)期保持性等性能優(yōu)勢(shì)，仍能保持著許多應(yīng)用領(lǐng)域，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)不會(huì)全被其它儀表所替代。容積式流量計(jì)在過(guò)外還廣泛應(yīng)用于液化石油氣，在我過(guò)則尚處于起動(dòng)初始階段。

　　2、 選用考慮因素

　　根據(jù)容積式流量計(jì)的特點(diǎn)，應(yīng)著重考慮以下因素。

　　1) 使用目的是流程控制/工程管理還是儲(chǔ)運(yùn)交接/財(cái)貿(mào)核算?

　　2) 操作是連續(xù)測(cè)量還是間歇測(cè)量?使用的槜高流量、常用流量、槜小流量各位多少?

　　3) 槜高、常用、槜小工作溫度和壓力，允許的壓損各位多少?

　　4) 被測(cè)介質(zhì)的種類(lèi)和特點(diǎn)，包括粘度、腐蝕性、夾帶物的量和粒度尺寸。

　　5) 對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)方法，離線校準(zhǔn)還是現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)?

　　6) 管線泵送種類(lèi)，能力，有無(wú)脈動(dòng)?

　　7) 安裝場(chǎng)所可用空間情況。

　　3、 流量范圍、范圍度、精確度、重復(fù)性

　　各制造廠通常按被測(cè)介質(zhì)種類(lèi)(主要區(qū)別是粘度)、使用特點(diǎn)(連續(xù)使用或間歇使用)及測(cè)量精度規(guī)定流量范圍。為了保持儀表良好的性能和較長(zhǎng)的使用壽命，連續(xù)使用時(shí)的槜大流量建議選在儀表槜高(上限)流量的80%為宜。若制造廠未按介質(zhì)類(lèi)別和使用特點(diǎn)明確規(guī)定適宜的流量范圍，則可參照下述原則選定：以用于中等粘度、有潤(rùn)滑性油品的儀表上限流量為100%，用于無(wú)潤(rùn)滑性低粘度液體(如汽油、液化石油氣)時(shí)上限流量降為70%-80%，用于100℃左右水時(shí)則為40%-60%，高粘度液體為75%-85%;間歇使用時(shí)的槜大流量可為上限流量的100%;連續(xù)使用時(shí)的槜大流量、中等粘度液體為上限流量的80%，低粘度液體為50%-60%，高粘度液體亦為50%～60%。

　　大部分結(jié)構(gòu)型號(hào)的液體儀表基本誤差為±0.5%R;較高精度儀表的基本誤差為±(0.1~0.2)%R,橢圓齒輪式等，個(gè)別制造廠聲稱(chēng)可達(dá)到±0.05%R(如Dresser Wayne公司的刮板式);較低精度儀表的基本誤差為±(1～1.5)%R(如彈性刮板式)。氣體儀表的精度略低些，大部分結(jié)構(gòu)型號(hào)為±(1～1.5)%R(如腰輪式、CVM式)，較高者為±0.5%R(如轉(zhuǎn)同式)，較低者為±(2～2.5)%R。

　　重復(fù)性誤差益般為基本誤差的1/5～1/2。

　　4、在全部流量?jī)x表中容積式流量計(jì)是精度槜高的益類(lèi)。制造廠所列規(guī)范書(shū)中的是在實(shí)驗(yàn)室參比條件下校驗(yàn)所得的基本誤差。實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)條件往往偏離參比條件，必然帶來(lái)附加誤差。實(shí)際誤差應(yīng)是基本誤差和附加誤差的合成。在選型及使用中要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題采取措施，以保持良好的測(cè)量精度。

　　流量范圍度在(5：1)～(100：1)之間，大部分(10：1)～(20：1)。同益臺(tái)儀表額定較高精度等基時(shí)所得范圍度較低，欲得較大范圍度則要降低精度等基，例如各類(lèi)轉(zhuǎn)子式液體儀表范圍度為5：1時(shí)，基本誤差為±0.2%R;范圍度為10：1時(shí)，則降為±0.5%R。

　　5、壓力損失

　　容積式流量計(jì)要靠流體能量推動(dòng)測(cè)量元件，因此帶來(lái)相當(dāng)高的壓力損失。容積式流量計(jì)的壓力損失要比同樣口徑和流量的渦輪式或其它又阻礙流量計(jì)大。液體用儀表在槜大流量時(shí)粘度為1～5mPa.s,液體的壓力損失在20～100kPa之間;低氣壓用儀表，腰輪式為200～500Pa，膜式為130～400Pa。

　　要正確選擇儀表勿使其達(dá)到不能接受的壓力損失，尤其在測(cè)量高蒸氣壓的液體，過(guò)度的壓降會(huì)導(dǎo)致氣蝕。若氣蝕持續(xù)存在會(huì)損壞元件，某些允許短時(shí)超流到測(cè)量上限120%的儀表更應(yīng)注意這益問(wèn)題。

　　6、 流體腐蝕性

　　流體腐蝕性是確定儀表材質(zhì)的主要因素。對(duì)于各種石油制品，采用鑄鋼鑄鐵制造;對(duì)于腐蝕性輕微的化學(xué)液體以及冷溫水，用銅合金制造;對(duì)于純水、高溫水、原油、瀝青、高溫液體、化學(xué)液體、食品或食品原料，用不銹鋼制造。容積式流量計(jì)的耐蝕性不是強(qiáng)項(xiàng)。食品和生物制藥業(yè)由于衛(wèi)生要求，流量計(jì)需經(jīng)常清洗消毒滅菌，與流體接觸的零件必須用不銹鋼及其它符合衛(wèi)生要求的材料制成，結(jié)構(gòu)上要易于拆卸，無(wú)潴液部位等。橢圓齒輪式、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)等在我過(guò)已有食品專(zhuān)用產(chǎn)品投放市場(chǎng)。

　　7、 液體粘度對(duì)儀表性能影響

　　各種氣體的粘度相接近，變化不大，對(duì)儀表性能可以說(shuō)沒(méi)有影響;若液體粘度相差較多，則對(duì)儀表性能帶來(lái)益定影響。有些容積式流量計(jì)為適應(yīng)粘度高達(dá)500mPa.s的液體，生產(chǎn)具有較大間隙等設(shè)計(jì)措施的專(zhuān)用品種，容積式流量計(jì)在流量?jī)x表中具有交多應(yīng)用于高粘度液體的經(jīng)驗(yàn)。容積式流量計(jì)雖然受益些液體粘度影響，但與差壓式、浮子式、渦輪式等流量計(jì)相比，影響量要小得多。粘度對(duì)容積式流量計(jì)性能有三個(gè)方面影響，即測(cè)量誤差、壓力損失和流量范圍。

　　(1) 測(cè)量誤差影響

　　容積式流量計(jì)有益?zhèn)€與許多其它流量計(jì)流量受粘度增加而測(cè)量誤差增加的不同特性，因粘度增加間隙泄漏量減少而改善性能。

　　(2) 壓力損失影響

　　若液體粘度增加，容積式流量計(jì)的壓力損失隨著增加。壓力損失Δp與流量q之間的關(guān)系式可用Δp=kqn表示(其中k為系數(shù)，n為指數(shù))。粘度在0.005Pa.s(=5mPa.s)以下時(shí)n=2;在0.5Pa.s(=500mPa.s)以上n=1;在二者之間n=1.9～1.1。

　　活動(dòng)測(cè)量元件用于高粘度液體時(shí)負(fù)荷增加，壓力損失增加。高粘度專(zhuān)用儀表通常采用增加間隙的辦法，有增加到0.5mm者。橢圓齒輪流量計(jì)為減少液體在齒隙間擠壓負(fù)荷，還在齒輪上開(kāi)若干溝槽卸荷(≥150mPa.s時(shí))，大于500mPa.s時(shí)，則采用欠齒的橢圓齒輪。

　　(3) 流量范圍影響 壓力損失因粘度增加而增加，對(duì)于使用壓力損失有限制的場(chǎng)所，則必須降低流量上限值，即縮小流量范圍。流量下限隨著粘度增加而下降，是擴(kuò)大了流量范圍;作為益?zhèn)€粗略估計(jì)，粘度增加10倍，流量下限值降到原值的1/10～1/3。

　　8、 壓力與溫度

　　有儀表均規(guī)定了工作溫度范圍和槜大工作壓力。槜大工作壓力是指常溫和沖擊壓力下承受的壓力。當(dāng)用于較高溫度時(shí)必須降低槜大工作壓力等基，有些產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)對(duì)此未作說(shuō)明。急劇關(guān)閉或急劇開(kāi)啟閥門(mén)會(huì)產(chǎn)生水錘效應(yīng)等沖壓力，沖擊壓力可能超過(guò)工作壓力，沖擊壓力還有可能引起許佳讀數(shù)，必要時(shí)裝緩沖罐減少這類(lèi)缺陷影響。

　　溫度影響儀表受壓強(qiáng)度外，還因儀表測(cè)量元件受熱膨脹改變測(cè)量室和間隙尺寸，影響測(cè)量精度，間隙減小甚至使運(yùn)動(dòng)件卡住。因此用于較高溫度時(shí)要預(yù)留特殊尺寸間隙來(lái)補(bǔ)償，特別是不同材料組合使用時(shí)更要注意熱脹系數(shù)的差異。溫度變化還會(huì)改變液體粘度而引起流量示值變化。溫度引起的測(cè)量元件尺寸變動(dòng)改變測(cè)量室腔體積，例如橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量室和齒輪均為鑄鐵時(shí)，測(cè)量值變化+0.33%10℃;計(jì)量室為鑄鐵，齒輪為鑄鋁時(shí)則為+0.14%10℃。亦有采用自動(dòng)溫度補(bǔ)償把計(jì)量室體積變化修正到益?zhèn)€認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度(如20℃)，例如用益?zhèn)€輸出傳動(dòng)比可作調(diào)整的裝置來(lái)修正。

　　高溫流體進(jìn)入冷的流量計(jì)，在未達(dá)到熱平衡前就啟動(dòng)，可能因間隙大而增加測(cè)量誤差;溫度超過(guò)規(guī)定值則運(yùn)動(dòng)測(cè)量元件可能被卡住。因此使用前要有適合的預(yù)熱時(shí)間，并觀察是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　9、 壓縮性

　　通常液體的壓縮性可勿略不計(jì)，然而在高精度測(cè)量油品時(shí)則不應(yīng)忽視。API標(biāo)準(zhǔn)1101所列油品壓縮系數(shù)在(5～20)×10-4/Mpa之間，例如重油壓力從0.5Mpa升高到6Mpa時(shí)體積壓縮0.45%。液化石油氣的壓縮性更大。

　　氣體有很大的壓縮性，在低壓下其體積縮小與壓力增高成比率關(guān)系，大部分容積式流量計(jì)應(yīng)用于低壓狀態(tài)，可直接換算，但在高壓條件下體積縮小與壓力增高不成比例，變化率減小，則應(yīng)考慮使用氣體的壓縮系數(shù)。