液体容积式流量计漏流引起的误差分析

1、液体容积式流量计漏流引起的误差分析摘要 容积式流量计具有功能稳定、精确度高、量程 宽、测量范围大等优点，因此广泛地用于工业的流量计量， 并且作为贸易结算的计量器具。本文主要讨论了容积式流量 计的漏流存在的原因，影响因素和流量计漏流引起的误差的 分析。关键词 液体容积式流量计；漏流量；误差中图分类号 O37 文献标识码 A 文章编号 1674-6708 （2011）42-0096-020 引言 容积式流量计的计量原理是利用机械测量的元件把液 体连续地分隔成单位体积然后进行累加计算总量而实现流 体的计量。容积式流量计与我们日常生活中使用容器计量液 体的体积的原理是一样的， 不同的地方是在工业测量的

2、时候 需要在流体管道中连续不断地测量流体的体积。容积式流量 计的工作过程如下：流体持续地充满固定容积的计量仪器 然后将这部分流体持续的通道出口。在一次测量的过程中， 我们通过记录这个过程持续的次数，然后再乘以计量仪器的 容积，就得到了流过的液体的总量。1 漏流引起的测量误差 我们首先从容积式流量计的结构出发，由于该流量计的 计量空间是机械装置组合而成的 ,每一个部件都是运动的， 就导致部件之间存在间隙。因此，就会导致漏流。流量计的 误差计算公式如下：从上式我们可以看出，齿数比为定值，故流量计的误差 受到单位时间内的漏流量的影响。因此，研究漏流的影响对 提高容积式流量计的准确度具有重要的意义。2

3、 引起漏流量改变的因素2.1 机械磨损引起的漏流新的流量计在使用一段时间后，经过磨合，齿轮间隙适 合，漏流量一般是很小的。但是流量计在使用一定的年限以 后，齿轮由于磨损，导致齿轮间间隙增大，漏流量也就随之 变大。因此，对于频繁使用的容积式流量计要经常进行检查， 检查后对磨损比较严重的齿轮要进行更换，这样才能保证流 量计正常工作。2.2 温度对漏流量的印象我们都知道，温度可以使物体热胀冷缩，同理，对于流 量计，当温度上升的时候，流量计的齿轮间隙会变得更大， 流量计的漏流量就会上升。另外，在考虑漏流量的时候，我 们还应考虑到温度上升引起的计量空间的增大，以及流体介 质受温度影响体积膨胀等因素。2.

4、3 压差对漏流量的影响当流量计进出口之间的压差比较小的时候，齿轮转动的 速度较低，这个时候的漏流量就比较大。当进出口的压力较 大的时候，齿轮回转的力矩较大，转速很高，漏流量也会变 大，这个时候的误差也较大。因此，正常工作的时候，应该 讲出入口的压力控制在合适的波动范围里，容积式流量计的 漏流量才能保持在最小。2.4 流体的粘度对漏流量的影响 流体的粘度发生改变的时候，漏流量也会发生显著的改 变，粘度变大的时候，漏流量减小，粘度减小的时候，漏流 量则会相应的变大。 因此， JJG667 也规定了检测用的流体和 实际使用的流体的粘度应该一致。如果使用其他的流体进行 检测，则应该注意我们使用的流体的

5、误差不能超过该流量计 误差限的 0.3.现在使用的液体流量检测装置一般都是使用水来检测， 但是液体容积式流量计一般都是用在石油行业中，油和水的 密度相差甚大，这就导致由于水的粘度较低使得漏流量会变 大，流量计计量的误差负偏。这个时候我们就必须对粘度进 行修正后在使用。我们可以使用下面的公式进行修正。E=E2+ (E1-E2 )Xp, 1x(p, - 2) / p, x( 1-卩 2)式中： E 为流量计实际使用的时候的误差；E1 为流量计大于实际粘度检测所得的误差；E2 为流量计小于实际粘度检测所得的误差；p 为实际使用的流体粘度， mPa?s；卩1为大于实际粘度的检测流体的粘度，mPa?s;

6、卩2为小于实际粘度的检测流体的粘度，mPa?s上式是在粘度和容积式流量计漏流量的关系成反比例 的基础上推导出来的，从这个式子我们发现，在检测的过程 中必须用到多种不同粘度的流体，这对于一般的检测机构来 说有些困难。因此，现在解决这个问题的最好的办法就是现 场提取流体进行检测，这样的话就能够最大程度的使检查流 体和实际流体粘度一致，从而使漏流量的结果更加精确。3 漏流量引起的误差的计算 上面我们分开讨论了各种因素对漏流量的影响，现在我 们将这些因素结合起来讨论。我们知道，漏流量的形成是由 于间隙引起的，间隙中的流动我们可以看成是平面间的流 动。因此我们可以假设，间隙的宽度为a,流动方向的长度是L

7、,部件的厚度是 H，前后端得压力差为 p,流体的粘度为u.于是，我们可以根据已知条件得出漏流量的方程为 q=C*a*a*a*b* p /L/u.从这个式子我们可以看出，漏流量的大小间隙宽度的立方成正比，和压力差成反比。因此，漏流 量的大小随间隙的变大而变大。另外，当流量越大的时候， 部件前后损失的压力就越大，漏流量也就越大。基本误差公 式如下：式中， qv 为经过流量计的流量; qs 为单位时间内的漏流量;V 为体积为 V 的流体经过容积式流量计的时候， 从间隙 中漏出的流体的体积；a 为齿轮比；从上式我们可以看出，齿轮比和计量室的基本容积是不 变的。流量计的误差主要受漏流量的影响。压力差和粘

8、度是影响单位时间内的漏流量的主要因素。 液体容积式流量计的工作原理是利用运动部件的重复运动 来计量流体的体积的。在这个过程当中，产生机械的摩擦力 阻力。当流体流过流量计的时候，还会产生由于粘滞力引起 的流动阻力，因此，为了保证流量计的正常的运转，流量计 的进出口必须有一定的压力差，压力差使得流体克服摩擦阻 力和流动阻力。这儿所说的压力差，指的就是压力损失。当流量计的间隙较小的时候，在粘度较高的流体中运 动，我们认为间隙中的漏充是粘性运动。我们可以得出以下实际上的流量误差曲线如下图所示，即曲线2，我们可以得出结论，在大流量得时候流体的体积小于计量的体积， 小流量的时候流体的体积大于计量的体积。4 结论 漏流是容积式流量计产生