容積式流量計(jì)選用考慮要點(diǎn)
更新時(shí)間：2010-11-15 點(diǎn)擊次數(shù)：1727次
一、應(yīng)用概況
PDF由于具有的計(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。
PDFzui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)PDF，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。
PDF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)量式替代一部分。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。PDF在國(guó)外還廣泛應(yīng)用于液化石油氣，在我國(guó)則尚處于起動(dòng)初始階段。
二、選用考慮因素
根據(jù)PDF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zui高流量、常用流量、zui小流量各位多少？
3）zui高、常用、zui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。
三、流量范圍、范圍度、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zui大流量建議選在儀表zui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zui大流量可為上限流量的100％；連續(xù)使用時(shí)的zui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)性誤差一般為基本誤差的1／5～1／2。
在全部流量?jī)x表中PDF是精度zui高的一類(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）。同一臺(tái)儀表額定較高精度等級(jí)時(shí)所得范圍度較低，欲得較大范圍度則要降低精度等級(jí)，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。
四、壓力損失
PDF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。PDF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zui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)注意這一問(wèn)題。
五、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。PDF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)等在我國(guó)已有食品產(chǎn)品投放市場(chǎng)。
六、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)一定影響。有些PDF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)措施的品種，PDF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)。PDF雖然受一些液體粘度影響，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)PDF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
PDF有一個(gè)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，PDF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；作為一個(gè)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。
七、壓力與溫度
有儀表均規(guī)定了工作溫度范圍和zui大工作壓力。zui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zui大工作壓力等級(jí)，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家讀數(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一個(gè)認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度（如20℃），例如用一個(gè)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)。
八、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PDF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)。
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