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椭圆齿轮流量计及容积式流量计产生误差分析 容积式流量计选购指南

时间:2020-05-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

椭圆齿轮流量计及容积式流量计产生误差分析:

容积式流量计在流量仪表中是精度zui高的一类流量测量仪表,其基本原理是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,根据测量室不断地重复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。在工业流量测量领域,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zui大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。容积式流量计有椭圆齿轮流量计,双转子流量计、腰轮流量计、刮板流量计、活塞式流量计等类型,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zui大流量应选在仪表zui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。

椭圆齿轮流量计容积式流量计是目前测量准确度zui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是对于流量的误差影响较大的因素之一,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,则可以用进行粘度修正。关于以上所说的流量计的误差特点,与别的类型的流量计相比较有哪些明显的不同,用户在安装与使用椭圆齿轮流量计此类的容积式流量计过程中需要注意以下几点:

①定排量
  容积式流量计的定排量是保证容积式流量计精度的重要因素.因此检测定排量元件的大小和物性是影响因素。
a.温度。随着温度上升,定排量元件材料的体膨胀使容积增大.例如,铝材料制成的流量计,其温度的影响比其他材料制成的流量计的影响要大.典型地,每增加1O℃F温度,误差增加0.02%。
b.磨损。随着使用时间的增加,磨损使定排量增大。但通常这种磨损较慢且可预测。
c.黏度。液体的黏度会在检侧元件表面形成一层薄膜,随着薄膜厚度的增加,定排量将减小,直到薄膜厚度不再增加(由于部件的摩擦)。
d.涂层和沉淀。与黏度造成检测元件表面形成薄膜的原理类似,涂层和沉淀也使检测元件的定排量减小。对于工况温度接近熔点温度的一些含石蜡油的原油,其厚度变化会很大。
②间隙造成泄漏量
容积式流量计中,移动部件和静止部件之间有间隙,这被称为毛细管密封。不同的流体差压造成流体从定排量检测元件中流失是造成误差的重要因素。
a.流率。随着流体差压的增加,流率增加,因此,漂移也随之增加,如图2-79曲线1所示。此外,随着差压增加,部件内摩擦和驱动部件转矩增大,如图2-79曲线2所示。因此,存在流率,使漂移zui小。

 

b.黏度.当液体黏度增加时,间隙内不容易流过流体,如图2-80所示,可用下式确定层流时的泄漏量△q:

式中,K是仪表系数,根据工程单位的不同,其值改变;Xc是间晾宽度;Lc是间隙长度;△p是间隙两侧的差压;μ是液体的黏度

上式表明,随流体黏度增加,流阻增加,差压随之增加,造成瀚液量增加。此外,黏度增大,使流体不易流过间隙,因此,漏液量减小。前者以正比方式增大,后者以反比方式减小。
c.摩擦。机械部件的摩擦增加,会消耗更多流体的压头来克服摩擦.通常,如果50%zui大流量时的漂移量大于100%zui大流量时的漂移量,则表示机械内部的摩擦已经太大,应对有关部件更换。
d.磨损。机械部件磨损造成漂移量增加,间隙的微小增加会造成测量误差的成倍增加。
例如,0.004in磨损造成的测量误差是0.002in磨损造成测量误差的8倍。

扩展阅读:铭宇自控流量计

容积式流量计的维护工作

  容积式流量计是一种准确度较高的流量计,流量计投入使用后,尤其要注意以下几个方面的使用和维护工作:  1、排尽气体:通常实液扫线后,管道内还残留较多空气,随着加压运行,空气以较高流速流过流量计,活动测量元件在较短时间内可能过速运转,引起损伤轴承。因此,开始时要缓慢增加流量,使空气逐渐外溢。  2、启动后通过最低位指针或字轮和秒表,确认未达过度流动,较佳流量应控制在70~80%最大流量,以保证仪表使用寿命。  3、检查过滤器:新管线启用最易破坏过滤网,试运行后要及时检查网是否完好。同时在过滤网清洁无物时可以记录下常用流量下的压力损失这两个参数,这样在今后工作中,不必卸下检查网堵塞情况,即可以压力损失增加程度来判断是否要清洗。  4、测量高粘度液体:用于高粘度液体,一般应加热后使之流动。当仪表停用后,其内部液体冷却变稠,再启用时必须先加热待液体粘度降低后才让液体流过仪表,否则会咬住活动部件使仪表损坏。  5、避免急剧流量变化:使用容积式流量计时,应注意不能有急剧的流量变化(如使用快开阀),因流量计的惯性作用,急剧流量变化将产生较大附加惯性力,使转子损坏。  6、在用蒸汽冲洗管道时,应禁止蒸汽通过流量计。

标签: 容积式流量计
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容积式流量计的原理是怎样的呢?

    容积式流量计是利用一个精密的标准容器对被测流体进行连续测量的,因而影响测量准确度的因素较少;

    不会受到流体黏度、密度、流动状态以及雷诺数的影响,测量的准确度也较高。

    尤其是近年来,随着其在材料选取、结构设计、加工工艺等方面有了很大的改进,性能也在不断提高。

    齿轮流量计的精度达到了±0.3%;螺杆流量计的精度可以达到±0.1%;刮板式流量计的精度甚至可以达到±0.05%,而且其重复性也很好。

    容积式流量计的原理

    1、容积式流量计结构和分类

    容积式流量计又称为定排量流量计(positivedisplacementflowmeter)。

    它主要由计量本体和测量部分组成,计量本体由壳体、活动体(转子流量计的转子)组成。

    其中核心部件就是活动体,它是测量过程中的运动部件。

    活动体和壳体构成的每个测量腔就是一个标准容积单元,用来衡量被测流体的体积。

    测量部分实际上是一个转速或计数传感器,螺杆流量计上的其中一只螺杆伸出的小齿轮上嵌有磁材料;

    螺杆转动时传感器可以通过磁效应识别螺杆的转速,并转化为标准脉冲信号或电流信号。

    这样流量就可以直接用二次仪表显示或被计算机采集并分析了。

    容积式流量计种类繁多,可以根据不同的原则来分类。

    通常按照测量元件的结构分为转子式、刮板式、旋转活塞式、往复活塞式和膜片式等;

    其中转子式较为常用,转子式的流量计的销售额约占到容积式流量计总销售额的90%。

    常见的齿轮式、螺杆式、腰轮式、卵轮式流量计都属于转子式。

    2、容积式流量计的原理

    容积式流量计种类很多,都采用了定排量的测量方法,但细节上还是有较大的差别。

    液压领域中常见的还是转子式的流量计,其工作原理都是利用机械测量元件把来流连续地分割为单个或几个已知体积的部分,根据单位时间内计量腔体充液的次数来计量通过流体的体积。

    转子式中又以齿轮式和螺杆式用的更普遍一些。

    3、容积式流量计的优缺点

    容积式流量计长期以来被广泛地应用于工业生产过程的流量测量,并迅速扩展到医疗、精密化工、食品工业等领域的计量。

    这说明了容积式流量计具有很多优良的特性:

    (1)测量精度高,重复性好,而且影响测量准确度的因素比较少。液体的黏度,流体速度场的变化等因素对其测量精确度影响很小。

    (2)由于旋转流和流速场畸变对精确度没有影响,所以安装简易,不需要稳流装置和前置长直管,所以对于实际使用很有现实意义。

    (3)使用的黏度范围很宽,尤其对于高黏度液体测量精确度效果也很好。

    (4)可测量的流量范围比较广,相对于一般流量计10∶1和5∶1的测量比,有的容器式流量计可以达到30∶1,甚至更大。

    (5)容积式流量计可以有直读式仪表,无需其他外加能源,操作简单,清晰明了。

    (6)因为容积式流量计是直接用体积来计算的,相对于其他如速度式等推导体积流量计而言,受到的影响因素少一些。

    当然,受制于材料、加工工艺和自身结构的影响,目前,容积式流量计也有着一些缺陷:

    (1)由于与被测管道直接相连接安装,所以口径较大时,仪表就显得比较笨重,搬运安装比较麻烦。

    (2)由于机械材料低温变脆,高温膨胀变形,限制了容积式流量计使用的温度范围和压力等级。

    (3)因为有一些活动部件,所以不适用脏的、含有固体杂质的被测液体,过滤精度要求高。

    此外,流体还必须用来驱动活动部件使流量计正常工作,所以压损较大。

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