又稱排量流量計(jì)（positive displacement flowmeter），簡稱PDF，在流量儀表中是精度*高的一類。它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)計(jì)量室逐次、重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流量體積總量。PDF流量計(jì)一般不具有時(shí)間基準(zhǔn)，為得到瞬時(shí)流量值需要另外附加測量時(shí)間的裝置。PDF品種繁多，可按不同原則分類。按測量元件結(jié)構(gòu)分類有如下型式：轉(zhuǎn)子式、刮板式、旋轉(zhuǎn)活塞式、膜式等。
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*大的流量計(jì),常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)(油品、天然氣等)的總量測量。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年P(guān)D流量計(jì)(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(chǎn)量(不包括家用煤氣表)估計(jì)為34萬臺(tái),其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70%和20%。
容積式流量計(jì)—分類
橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)、往復(fù)活塞流量計(jì)、圓盤流量計(jì)、液封轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)、濕式氣量計(jì)及膜式氣量計(jì)等。
容積式流量計(jì)—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(gè)橢圓齒輪具有相互滾動(dòng)進(jìn)行接觸旋轉(zhuǎn)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(cè)壓力差的作用下，產(chǎn)生逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，為主動(dòng)輪；上方齒輪因兩側(cè)壓力相等，不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，是從動(dòng)輪，由下方齒輪帶動(dòng)，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在(b)位置時(shí)，兩個(gè)齒輪均在差壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。選裝到(c)位置時(shí)，上方齒輪變?yōu)橹鲃?dòng)輪，下方齒輪則成為從動(dòng)輪，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到與(a)相同位置，完成一個(gè)循環(huán)。一次循環(huán)動(dòng)作排出四個(gè)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(jì)的"循環(huán)體積"。
設(shè)流量計(jì)"循環(huán)體積"為v，一定時(shí)間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)為N，則在該時(shí)間內(nèi)流過流量計(jì)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(chǎn)生誤差的主要原因是分割單個(gè)流體體積的活動(dòng)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(jì)—特點(diǎn)
PDF計(jì)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(dá)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(jì)總量，操作簡便。但是PDF結(jié)構(gòu)復(fù)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(jì)（如差壓式、浮子式、電磁式）相比，PDF的被測介質(zhì)種類、介質(zhì)工況（溫度、壓力）、口徑局限性較大，適應(yīng)范圍窄。由于高溫下零件熱膨脹、變形，低溫下材質(zhì)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(shí)上游需裝過濾器（否則檢測活動(dòng)件易被卡死），既增加壓損，又增加維護(hù)工作；如測量含有氣體的液體必須裝設(shè)氣體分離器。部分形式PDF儀表（如橢圓齒輪式、腰輪式、旋轉(zhuǎn)活塞式等）在測量過程中會(huì)給流動(dòng)帶來脈動(dòng)，較大口徑儀表還會(huì)產(chǎn)生噪聲，甚至是管道產(chǎn)生振動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)
(1)計(jì)量精度高;
(2)安裝管道條件對(duì)計(jì)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(jì),總量,清晰明了,操作簡便。
缺點(diǎn)
(1)結(jié)果復(fù)雜,體積龐大;
(2)被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)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(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。
容積式流量計(jì)—安裝及使用注意事項(xiàng)
① 安裝注意事項(xiàng)：
a.周圍溫度和濕度應(yīng)符合制造廠規(guī)定，一般溫度為-10(-15)～40（50）℃，濕度為10%～90%。
b.日光直射在夏季會(huì)使溫度升高，接近輻射熱的場所，亦會(huì)使溫度升高 。這種場所應(yīng)采取遮陽或隔熱措施。
c.非防塵、防浸水型儀表應(yīng)避開有腐蝕性氣氛或潮濕場所，因?yàn)橛?jì)算器減速齒輪等零部件會(huì)被腐蝕氣體和晝夜溫差結(jié)露所損壞。如無法避免，可采取內(nèi)腔用潔凈空氣吹氣(air pruge)方式保持微正壓。
d.避開振動(dòng)和沖擊的場所。
e.要有足夠空間便于安裝和日常維護(hù)。
f.儀表姿勢必須做到橫平豎直，一般為水平安裝。流動(dòng)方向應(yīng)與儀表殼體表明方向一致，一般只能作單方向測量，必要時(shí)在其下游裝止逆閥，以免損壞儀表。與管道連接要使流量計(jì)不承受管線膨脹、收縮、變形和振動(dòng)；防止系統(tǒng)因閥門及管道設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生振動(dòng)，特別要避免諧振。PDF計(jì)量室與活動(dòng)檢測件的間隙很小，流體中顆粒雜質(zhì)影響儀表正常運(yùn)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(shí)應(yīng)考慮加裝沉渣器或水吸收器等保護(hù)性設(shè)備。用于測量液體管道必須避免氣體進(jìn)入管道系統(tǒng)，必要時(shí)設(shè)置氣體分離器。
g.在連續(xù)使用的生產(chǎn)線上安裝流量計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)置旁路管線和閥門，以便于清掃和檢修。
② 使用注意事項(xiàng)：
a.清洗管線 新投管線運(yùn)行前要清掃，往往隨后還要用實(shí)流沖洗，以去除殘留焊屑垢皮等。此時(shí)先應(yīng)關(guān)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(yīng)裝短管代替。
b.排盡氣體 通常實(shí)液掃線后，管道內(nèi)還殘留較多空氣，隨著加壓運(yùn)行，空氣以較高流速流過PDF，活動(dòng)測量元件可能過速運(yùn)轉(zhuǎn)，損傷軸和軸承。因此開始時(shí)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(zhuǎn)入儀表時(shí)，啟閉要緩慢，特別在高溫高壓管線上更應(yīng)注意。啟用時(shí)第1步徐徐開啟旁路閥，液體先在旁路管流動(dòng)一段時(shí)間；第2步徐徐開啟進(jìn)口閥；第3步徐徐開啟出口閥；第4步徐徐關(guān)閉旁路閥。切除儀表改旁路管時(shí)按上述逆順序動(dòng)作操作。
啟動(dòng)后通過*低位指針或字輪和秒表，確認(rèn)未達(dá)過度流動(dòng)，*佳流量應(yīng)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(dòng)過濾器網(wǎng)*易被打破，試運(yùn)行后要及時(shí)檢查網(wǎng)是否完好。同時(shí)過濾網(wǎng)清潔無污物時(shí)記錄下常用流量下的壓力損失這個(gè)參數(shù)，今后不必卸下檢查網(wǎng)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(dòng)。當(dāng)儀表停用后，其內(nèi)部液體冷卻而變稠，再啟用時(shí)必須先加熱待液體粘度降低后才讓液體流過儀表，否則會(huì)咬住活動(dòng)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(yùn)行也經(jīng)常檢查潤滑油存量的液位計(jì)。
g.避免急劇流量變化 使用氣體腰輪流量計(jì)時(shí)，應(yīng)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(chǎn)生較大附加慣性力，使轉(zhuǎn)子損壞。用作控制系統(tǒng)的檢測儀表時(shí)，若下游控制突然截止流動(dòng)，轉(zhuǎn)子一時(shí)停不下來，產(chǎn)生壓氣機(jī)效應(yīng)，下游壓力升高，然后倒流，發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。
h.沖洗管道用蒸汽時(shí)禁止通過PDF。
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