液體容積式流量計(jì)漏流引起的誤差分析
容積式流量計(jì)的計(jì)量原理是利用機(jī)械測量的元件把液體連續(xù)地分隔成單位體積然后進(jìn)行累加計(jì)算總量而實(shí)現(xiàn)流體的計(jì)量。容積式流量計(jì)與我們?nèi)粘I钪惺褂萌萜饔?jì)量液體的體積的原理是一樣的,不同的地方是在工業(yè)測量的時(shí)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(jì)的工作過程如下:流體持續(xù)地充滿固定容積的計(jì)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(gè)過程持續(xù)的次數(shù),然后再乘以計(jì)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)容積的容器,連續(xù)地對(duì)流體流動(dòng)的介質(zhì),進(jìn)行固定容積的測量和計(jì)算。所以,容積式流量計(jì)是一種采用容積累加方法進(jìn)行流體流量測量的儀表。
1 .容積式流量計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)
容積式流量計(jì)是利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分隔成單位體積并進(jìn)行累加計(jì)量出總體積而實(shí)現(xiàn)流體計(jì)量它與日常生活中用容器來計(jì)量液體體積的方式有點(diǎn)類似,所,不同的是在工業(yè)應(yīng)用時(shí),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(jì)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(jì)量空間”被流體充滿的次數(shù)不斷累加,乘以“計(jì)量空間”的體積,就可以得到通過流量計(jì)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(jì)量通過流量計(jì)的流體體積。所以,在容積式流量計(jì)內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間,通常稱其為容積式流量計(jì)的“計(jì)量空間”或“計(jì)量室”。這個(gè)空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)的結(jié)構(gòu)出發(fā),由于該流量計(jì)的計(jì)量空間是機(jī)械裝置組合而成的,每一個(gè)部件都是運(yùn)動(dòng)的,這就導(dǎo)致部件之間存在間隙。因此,就會(huì)導(dǎo)致漏流。流量計(jì)的誤差計(jì)算公式如下:
式中:E 為容積式流量計(jì)的誤差;V 為流量計(jì)的液體體積;a 為齒輪比;Δg 為漏流量;q 為檢測時(shí)的流量。從上式我們可以看出,齒數(shù)比為定值,故流量計(jì)的誤差受到單位時(shí)間內(nèi)的漏流量的影響。因此,研究漏流的影響對(duì)提高容積式流量計(jì)的準(zhǔn)確度具有重要的意義。當(dāng)系統(tǒng)壓力很小時(shí),其流量計(jì)的漏流量在流過流量計(jì)的流量中所占的比重比較大,所以流量計(jì)的誤差也比較大。當(dāng)系統(tǒng)壓力增加時(shí),流過流量計(jì)的流量也增大,但由于流量計(jì)漏流阻力的增加速率大于總的阻力增加速率,所以流量計(jì)的漏流量在流過流量計(jì)的流量中所占的比重減小,流量計(jì)的誤差也隨之減小了,當(dāng)系統(tǒng)壓力很大時(shí),其流量計(jì)的漏流網(wǎng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于流過流量計(jì)的流量,所以由流量計(jì)漏流量所引起的流量計(jì)誤差也很小,與流量計(jì)的隨機(jī)誤差和理想誤差相比可以忽略。
3. 液體容積式流量計(jì)漏失量大小的影響因素
3.1 機(jī)械磨損是影響液體容積式流量計(jì)漏失量大小的重要因素之一
主要是因?yàn)橐后w容積式流量計(jì)投入使用之后,若經(jīng)過一段時(shí)間,轉(zhuǎn)子與計(jì)量空間磨合后的間隙合適,漏失量較小,而誤差就會(huì)較小,但是隨著使用年限的增加,轉(zhuǎn)子與計(jì)量空間出現(xiàn)磨損,就會(huì)增大轉(zhuǎn)子與計(jì)量空間的間隙,從而增大漏失量,***終增大誤差。因此,必須加強(qiáng)對(duì)其的檢查,尤其是頻繁使用的液體容積式流量計(jì),必須加大流量計(jì)比對(duì)和期間核查的力度,發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的轉(zhuǎn)子,進(jìn)而恢復(fù)其功能,進(jìn)行高效的測量。
3.2 壓差也是影響液體容積式流量計(jì)漏失量大小的重要因素之一
若流量計(jì)的進(jìn)出口存在的壓差較小,那么就會(huì)降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度,流體就會(huì)在重力作用下增加流動(dòng)速度,導(dǎo)致漏失量增大,同時(shí)誤差也相應(yīng)的增大。若流量計(jì)的進(jìn)出口的壓差較大,那么就會(huì)增大轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)力矩,提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度,流體就會(huì)在慣性作用下加大流動(dòng)速度,從而導(dǎo)致漏失量變大,***終增大誤差。所以,流量計(jì)在正常工作時(shí),必須對(duì)其進(jìn)出口壓力進(jìn)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(duì)漏流量△q 的影響具有兩重性:,當(dāng)流體粘度增大時(shí),流量計(jì)內(nèi)的流動(dòng)阻力增大,導(dǎo)致進(jìn)出口間壓力差增加,對(duì)于相同的漏流間隙,漏流量增加。第二,當(dāng)流體粘度增大時(shí),對(duì)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(duì)誤差特性影響較小。測量精度低于 1%時(shí),可以不考慮粘度的影響;但在高精度測量時(shí),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(jìn)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(jì)中,這不是一個(gè)大問題。
3.4 精準(zhǔn)計(jì)算漏失量引起的誤差漏失是因?yàn)榇嬖陂g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(jì)算漏失量引起的誤差時(shí),應(yīng)利用公式 進(jìn)行計(jì)算。其中:qt 為流體的流量;qs 為單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過流量計(jì)的漏失量;v 為流體通過流量計(jì)從間隙中所漏失體的體積。由此可見,由于轉(zhuǎn)子比與計(jì)量室的容積不變,流量計(jì)誤差主要來源于漏失量。
4 .結(jié)束語
漏流是容積式流量計(jì)產(chǎn)生誤差的主要原因。我們?cè)跈z測的過程中要認(rèn)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(zhǔn)確。