液體容積式流量計漏流引起的誤差分析
容積式流量計的計量原理是利用機械測量的元件把液體連續(xù)地分隔成單位體積然后進行累加計算總量而實現(xiàn)流體的計量。容積式流量計與我們?nèi)粘I钪惺褂萌萜饔嬃恳后w的體積的原理是一樣的,不同的地方是在工業(yè)測量的時候,需要在流體管道中連續(xù)不斷地測量流體的體積。容積式流量計的工作過程如下:流體持續(xù)地充滿固定容積的計量儀器,然后將這部分流體持續(xù)的通道出口。在一次測量的過程中,我們通過記錄這個過程持續(xù)的次數(shù),然后再乘以計量儀器的容積,就得到了流過的液體的總量。
引言
容積式流量測量的方法,是具有很長歷史的測量方法。它利用測量元件,把流經(jīng)儀表內(nèi)的流體,分隔為單個的固定容積部分,并連續(xù)不斷地排出。其測量原理類似于一種標準容積的容器,連續(xù)地對流體流動的介質(zhì),進行固定容積的測量和計算。所以,容積式流量計是一種采用容積累加方法進行流體流量測量的儀表。
1 .容積式流量計的工作原理和結(jié)構(gòu)
容積式流量計是利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分隔成單位體積并進行累加計量出總體積而實現(xiàn)流體計量它與日常生活中用容器來計量液體體積的方式有點類似,所,不同的是在工業(yè)應(yīng)用時,需要在管道中連續(xù)地測量流體體積。它的工作過程是:流體不斷地充滿具有一定容積的某“計量空間”,然后再連續(xù)地將這部分流體送到出口流出,在一次測量中,將這些“計量空間”被流體充滿的次數(shù)不斷累加,乘以“計量空間”的體積,就可以得到通過流量計的流量總量。容積式流量測量是采用固定的小容積來反復(fù)計量通過流量計的流體體積。所以,在容積式流量計內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個標準體積的空間,通常稱其為容積式流量計的“計量空間”或“計量室”。這個空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計轉(zhuǎn)動部件一起構(gòu)成。
2 .漏流引起的測量誤差、
我們首先從容積式流量計的結(jié)構(gòu)出發(fā),由于該流量計的計量空間是機械裝置組合而成的,每一個部件都是運動的,這就導(dǎo)致部件之間存在間隙。因此,就會導(dǎo)致漏流。流量計的誤差計算公式如下:
式中:E 為容積式流量計的誤差;V 為流量計的液體體積;a 為齒輪比;Δg 為漏流量;q 為檢測時的流量。從上式我們可以看出,齒數(shù)比為定值,故流量計的誤差受到單位時間內(nèi)的漏流量的影響。因此,研究漏流的影響對提高容積式流量計的準確度具有重要的意義。當系統(tǒng)壓力很小時,其流量計的漏流量在流過流量計的流量中所占的比重比較大,所以流量計的誤差也比較大。當系統(tǒng)壓力增加時,流過流量計的流量也增大,但由于流量計漏流阻力的增加速率大于總的阻力增加速率,所以流量計的漏流量在流過流量計的流量中所占的比重減小,流量計的誤差也隨之減小了,當系統(tǒng)壓力很大時,其流量計的漏流網(wǎng)量遠遠小于流過流量計的流量,所以由流量計漏流量所引起的流量計誤差也很小,與流量計的隨機誤差和理想誤差相比可以忽略。
3. 液體容積式流量計漏失量大小的影響因素
3.1 機械磨損是影響液體容積式流量計漏失量大小的重要因素之一
主要是因為液體容積式流量計投入使用之后,若經(jīng)過一段時間,轉(zhuǎn)子與計量空間磨合后的間隙合適,漏失量較小,而誤差就會較小,但是隨著使用年限的增加,轉(zhuǎn)子與計量空間出現(xiàn)磨損,就會增大轉(zhuǎn)子與計量空間的間隙,從而增大漏失量,***終增大誤差。因此,必須加強對其的檢查,尤其是頻繁使用的液體容積式流量計,必須加大流量計比對和期間核查的力度,發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時更換磨損嚴重的轉(zhuǎn)子,進而恢復(fù)其功能,進行高效的測量。
3.2 壓差也是影響液體容積式流量計漏失量大小的重要因素之一
若流量計的進出口存在的壓差較小,那么就會降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度,流體就會在重力作用下增加流動速度,導(dǎo)致漏失量增大,同時誤差也相應(yīng)的增大。若流量計的進出口的壓差較大,那么就會增大轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)力矩,提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度,流體就會在慣性作用下加大流動速度,從而導(dǎo)致漏失量變大,***終增大誤差。所以,流量計在正常工作時,必須對其進出口壓力進行有效的控制,才能從根本上確保漏失量始終處于***小的狀態(tài)。
3.3 粘度影響
流體粘度對漏流量△q 的影響具有兩重性:,當流體粘度增大時,流量計內(nèi)的流動阻力增大,導(dǎo)致進出口間壓力差增加,對于相同的漏流間隙,漏流量增加。第二,當流體粘度增大時,對相同的漏流間隙來說,漏流量將減少,該兩重性是相互逆向的。所以,總的來說,粘度對誤差特性影響較小。測量精度低于 1%時,可以不考慮粘度的影響;但在高精度測量時,就必須考慮這種影響??傻玫秸`差特性。由于粘度具有兩重性,由它引起的進出口壓力差增加,導(dǎo)致漏流增大的影響可以忽略。一般說來,容積式流量計中,這不是一個大問題。
3.4 精準計算漏失量引起的誤差漏失是因為存在間隙所導(dǎo)致,而且漏失量的大小與間隙寬度的三次方成正比。在計算漏失量引起的誤差時,應(yīng)利用公式 進行計算。其中:qt 為流體的流量;qs 為單位時間內(nèi)經(jīng)過流量計的漏失量;v 為流體通過流量計從間隙中所漏失體的體積。由此可見,由于轉(zhuǎn)子比與計量室的容積不變,流量計誤差主要來源于漏失量。
4 .結(jié)束語
漏流是容積式流量計產(chǎn)生誤差的主要原因。我們在檢測的過程中要認真分析漏流發(fā)生變化的原因。將影響漏流量的因素控制在合理的范圍內(nèi),從而保證檢測的穩(wěn)定和準確。