计量技术-流量计原理及选用课件.ppt

1、中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-61计量技术计量技术流量计原理及选用流量计原理及选用李自力李自力中国石油大学（华东）储运系中国石油大学（华东）储运系2006年年3月月中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-62一、精密度、正确度、精确度一、精密度、正确度、精确度 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-63 1精密度精密度 计量的精密度计量的精密度(precision of measurement)，系指在相同条件下，系指在相同条件下，对被测量进行多次反复测量，测得值对被测量进行多次反

2、复测量，测得值之间的一致之间的一致(符合符合)程度。从测量误差的程度。从测量误差的角度来说，精密度所反映的是测得值角度来说，精密度所反映的是测得值的随机误差。精密度高，不一定正确的随机误差。精密度高，不一定正确度度(见下图见下图)高。也就是说，测得值的随高。也就是说，测得值的随机误差小，不一定其系统误差亦小。机误差小，不一定其系统误差亦小。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-64 2正确度正确度计量的正确度计量的正确度(correctness of measurement)，系指被测量的测得值与其系指被测量的测得值与其“真值真值”的接近的接近程度。从测量误

3、差的角度来说，正确度所程度。从测量误差的角度来说，正确度所反映的是测得值的系统误差。正确度高，反映的是测得值的系统误差。正确度高，不一定精密度高。也就是说，测得值的系不一定精密度高。也就是说，测得值的系统误差小，不一定其随机误差亦小。统误差小，不一定其随机误差亦小。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-65 3精确度精确度计量的精确度亦称准确度计量的精确度亦称准确度(accuracy of measurement)，系指被测量的测得值之间，系指被测量的测得值之间的一致程度以及与其的一致程度以及与其“真值真值”的接近程度，的接近程度，即是精密度和正确度的综合

4、概念。从测量即是精密度和正确度的综合概念。从测量误差的角度来说，精确度误差的角度来说，精确度(准确度准确度)是测得值是测得值的随机误差和系统误差的综合反映。的随机误差和系统误差的综合反映。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-66 设图中的圆心设图中的圆心O为被测量的为被测量的“真值真值”，黑点为其，黑点为其测得值，则测得值，则图图(a)：正确度较高、精密度较差；：正确度较高、精密度较差；图图(b)：精密度较高、正确度较差；：精密度较高、正确度较差；图图(c)：精确度：精确度(准确度准确度)较高，即精密度和正确度较高，即精密度和正确度都较高。都较高。 中国

5、石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-67二、流量测量方法和仪表的选用二、流量测量方法和仪表的选用 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-68 （一）（一） 容积式流量计容积式流量计 容积式流量计又称排量流量计（容积式流量计又称排量流量计（positive displacement flowmeter），简称），简称PD流量计或流量计或PDF，在流量仪表中是精度较高的一类。在流量仪表中是精度较高的一类。 它利用机械测量元件把流体连续不断地分割它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复成单个

6、已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。体积总量。PD流量计一般不具有时间基准，为得流量计一般不具有时间基准，为得到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。定到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。定排量测量方法可追溯到排量测量方法可追溯到18世纪，世纪，20世纪世纪30年代进年代进入普遍商业应用。入普遍商业应用。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-69 1、 原理原理 典型的典型的PDF（椭圆齿轮式）的工作原理如图（椭圆齿轮式）的工作原理如图1所示。两个椭圆齿轮具有

7、相互滚动进行接触旋转所示。两个椭圆齿轮具有相互滚动进行接触旋转的特殊形状。的特殊形状。P1和和p2分别表示入口压力和出口压分别表示入口压力和出口压力，显然力，显然p1p2，图，图1（a）下方齿轮在两侧压力）下方齿轮在两侧压力差的作用下，产生逆时针方向旋转，为主动轮；差的作用下，产生逆时针方向旋转，为主动轮；上方齿轮因两侧压力相等，不产生旋转力矩，是上方齿轮因两侧压力相等，不产生旋转力矩，是从动轮，由下方齿轮带动，顺时针方向旋转。在从动轮，由下方齿轮带动，顺时针方向旋转。在图图1(b)位置时，两个齿轮均在差压作用下产生旋位置时，两个齿轮均在差压作用下产生旋转力矩，继续旋转。选装到图转力矩，继续旋

8、转。选装到图1(c)位置时，上方位置时，上方齿轮变为主动轮，下方齿轮则成为从动轮，继续齿轮变为主动轮，下方齿轮则成为从动轮，继续旋转到与图旋转到与图1(a)相同位置，完成一个循环。一次相同位置，完成一个循环。一次循环动作排出四个由齿轮与壳壁间围成的新月形循环动作排出四个由齿轮与壳壁间围成的新月形空腔的流体体积，该体积称作流量计的空腔的流体体积，该体积称作流量计的循环体积循环体积。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-610中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-611 设流量计设流量计“循环体积循环体积”为为，一定时间内齿

9、，一定时间内齿轮转动次数为轮转动次数为N，则在该时间内流过流量计的，则在该时间内流过流量计的流体体积为流体体积为V， 则则 VN （1） 椭圆齿轮的转动通过磁性密封联轴器及传椭圆齿轮的转动通过磁性密封联轴器及传动减速机构传递给计数器直接指示出流经流量动减速机构传递给计数器直接指示出流经流量计的总量。若附加发信装置后，再配以电显示计的总量。若附加发信装置后，再配以电显示仪表可实现远传指示瞬时流量或累积流量。仪表可实现远传指示瞬时流量或累积流量。 PDF产生误差的主要原因是分割单个流体体产生误差的主要原因是分割单个流体体积的活动测量件和静止测量室之间的缝隙泄漏积的活动测量件和静止测量室之间的缝隙泄

10、漏量所形成。产生泄漏的原因之一是为克服活动量所形成。产生泄漏的原因之一是为克服活动件摩阻力；之二是受仪表水力学阻力形成压力件摩阻力；之二是受仪表水力学阻力形成压力降的作用。降的作用。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-612 2、结构、结构 PDF品种繁多，结构形式亦多种多样，品种繁多，结构形式亦多种多样，但其主要部件组成大同小异，现举腰轮流但其主要部件组成大同小异，现举腰轮流量计作为范例说明。量计作为范例说明。 腰轮流量计的构造框图如图腰轮流量计的构造框图如图2所示。所示。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-61

11、3中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-614(1)(2)(3)(4)中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-615 1） 计量室计量室 腰轮流量计由一对腰轮和壳体腰轮流量计由一对腰轮和壳体构成，两腰轮是有互为共轭曲线的转子，构成，两腰轮是有互为共轭曲线的转子，即罗茨（即罗茨（Roots）轮，与腰轮同轴装有驱动）轮，与腰轮同轴装有驱动齿轮，被测流量推动转子旋转，转子间由齿轮，被测流量推动转子旋转，转子间由驱动齿轮相互驱动。腰轮、计量室壳体一驱动齿轮相互驱动。腰轮、计量室壳体一般由铸铁、铸钢或不锈钢制成，要根据流般由铸铁、铸钢

12、或不锈钢制成，要根据流体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量室也有单独制成，与仪表外壳分离，这样室也有单独制成，与仪表外壳分离，这样计量室就不承受静压，没有静压引起变形计量室就不承受静压，没有静压引起变形的附加误差。的附加误差。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-616 2） 传动机构传动机构 传动机构包括磁性联轴器（或机械传动机构包括磁性联轴器（或机械密封装置）和减速变速机构。变速调整机构由密封装置）和减速变速机构。变速调整机构由齿轮对齿轮对组合而成。组合而成。3） 积算器和指示表头积算器和指示表头 类型较多，有指针式

13、指示类型较多，有指针式指示和数字式指示；有不带复位计数器和带复位计数和数字式指示；有不带复位计数器和带复位计数器；也由带瞬时流量指示，带打印机，带设定部，器；也由带瞬时流量指示，带打印机，带设定部，等等。等等。4） 自动温度补偿器自动温度补偿器 对被测介质温度变化影响进对被测介质温度变化影响进行连续自动补偿，有机械式、也有电气电子式。行连续自动补偿，有机械式、也有电气电子式。5） 自动压力补偿器自动压力补偿器 对被测介质静压变化影响作对被测介质静压变化影响作自动修正。自动修正。6） 发信器发信器 发信器有多种形式，有接触式和非接发信器有多种形式，有接触式和非接触式。触式。 中国石油大学（华东）

14、储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-617 3、优点、优点 PDF计量精度高，基本误差一般为计量精度高，基本误差一般为0.5，特殊的可达，特殊的可达0.2或更高。通常在昂贵或更高。通常在昂贵介 质 或 需 要 精 确 计 量 的 场 合 使 用 。介 质 或 需 要 精 确 计 量 的 场 合 使 用 。 PDF在旋转流和管道阻流件流速场畸变在旋转流和管道阻流件流速场畸变时对计量精确度没有影响，没有前置直管段时对计量精确度没有影响，没有前置直管段要求。这一点在现场使用中有重要的意义。要求。这一点在现场使用中有重要的意义。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工

15、程系2022-6-618 PDF可用于高粘度流体的测量。范围可用于高粘度流体的测量。范围度宽，一般为度宽，一般为10:1到到5:1，特殊的可达，特殊的可达30:1或更大。或更大。 PDF是直读式仪表，无需外部能源，是直读式仪表，无需外部能源，可直接获得累计总量，清晰明了，操作简可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。便。 在以体积流量计组合的间接法质量流量在以体积流量计组合的间接法质量流量测量中，测量中，PDF与速度式等推导体积流量计与速度式等推导体积流量计相比，所得体积是直接几何量，体积量的相比，所得体积是直接几何量，体积量的影响因素要单纯些。影响因素要单纯些。中国石油大学（华东）储运工程系

16、中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-619 4、缺点、缺点 PDF结构复杂，体积大，笨重，尤其较结构复杂，体积大，笨重，尤其较大口径大口径PDF体积庞大，故一般只适用于中小体积庞大，故一般只适用于中小口径。与其他几类通用流量计（如差压式、口径。与其他几类通用流量计（如差压式、浮子式、电磁式）相比，浮子式、电磁式）相比，PDF的被测介质种的被测介质种类、介质工况（温度、压力）、口径局限性类、介质工况（温度、压力）、口径局限性较大，适应范围窄。较大，适应范围窄。 由于高温下零件热膨胀、变形，低温下由于高温下零件热膨胀、变形，低温下材质变脆等问题，材质变脆等问题，PDF一般不适用于高低温一般

17、不适用于高低温场合。目前可使用温度范围大致在场合。目前可使用温度范围大致在-30+160，压力最高为，压力最高为10MPa。 大部分大部分PDF仪表只适用洁净单相流体，仪表只适用洁净单相流体，含有颗粒、脏污物时上游需装过滤器，既增含有颗粒、脏污物时上游需装过滤器，既增加压损，又增加维护工作；如测量含有气体加压损，又增加维护工作；如测量含有气体的液体必须装设气体分离器。的液体必须装设气体分离器。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-620 PDF安全性差，如检测活动件卡死，流安全性差，如检测活动件卡死，流体就无法通过，断流管系就不能应用。但体就无法通过，断流管

18、系就不能应用。但有些结构设计（如有些结构设计（如Instromet公司腰轮流量公司腰轮流量计）在壳体内置一旁路，当检测活动元件计）在壳体内置一旁路，当检测活动元件卡死，流体可从旁路通过。卡死，流体可从旁路通过。 部分形式部分形式PDF仪表（如椭圆齿轮式、仪表（如椭圆齿轮式、腰轮式、旋转活塞式等）在测量过程中会腰轮式、旋转活塞式等）在测量过程中会给流动带来脉动，较大口径仪表还会产生给流动带来脉动，较大口径仪表还会产生噪声，甚至是管道产生振动。噪声，甚至是管道产生振动。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-621 5、 分类分类 PDF品种繁多，可按不同原则分类

19、。按品种繁多，可按不同原则分类。按测量元件结构分类有如下型式：测量元件结构分类有如下型式：1） 转子式转子式2） 刮板式刮板式3） 旋转活塞式旋转活塞式4） 膜式等膜式等中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-622 1液体入口；液体入口； 2隔板；隔板； 3液体出口；液体出口； 4活塞轴；活塞轴； 5计量室轴；计量室轴； 6计量室；计量室； 7 旋 转 活 塞 旋 转 活 塞中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-623 6、选用考虑要点、选用考虑要点 1） 选用考虑因素选用考虑因素 根据根据PDF的特点，应着重考虑以下因素

20、。的特点，应着重考虑以下因素。（1） 使用目的是流程控制工程管理还是储运交接财使用目的是流程控制工程管理还是储运交接财贸核算？贸核算？（2） 操作是连续测量还是间歇测量？使用的最高流量、操作是连续测量还是间歇测量？使用的最高流量、常用流量、最小流量各位多少？常用流量、最小流量各位多少？（3） 最高、常用、最小工作温度和压力，允许的压损各最高、常用、最小工作温度和压力，允许的压损各位多少？位多少？（4） 被测介质的种类和特点，包括粘度、腐蚀性、夹带被测介质的种类和特点，包括粘度、腐蚀性、夹带物的量和粒度尺寸。物的量和粒度尺寸。（5） 对流量计进行校准方法，离线校准还是现场校准？对流量计进行校准方

21、法，离线校准还是现场校准？（6） 管线泵送种类，能力，有无脉动？管线泵送种类，能力，有无脉动？（7） 安装场所可用空间情况。安装场所可用空间情况。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-624 3） 流量范围、范围度、精确度、重复性流量范围、范围度、精确度、重复性 各制造厂通常按被测介质种类（主要区各制造厂通常按被测介质种类（主要区别是粘度）、使用特点（连续使用或间歇别是粘度）、使用特点（连续使用或间歇使用）及测量精度规定流量范围。为了保使用）及测量精度规定流量范围。为了保持仪表良好的性能和较长的使用寿命，连持仪表良好的性能和较长的使用寿命，连续使用时的最大

22、流量建议选在仪表最高续使用时的最大流量建议选在仪表最高（上限）流量的（上限）流量的80为宜。为宜。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-625 若制造厂未按介质类别和使用特点明确规定适若制造厂未按介质类别和使用特点明确规定适宜的流量范围，则可参照下述原则选定：宜的流量范围，则可参照下述原则选定： 以用于中等粘度、有润滑性油品的仪表上限流以用于中等粘度、有润滑性油品的仪表上限流量为量为100，用于无润滑性低粘度液体（如汽油、，用于无润滑性低粘度液体（如汽油、液化石油气）时上限流量降为液化石油气）时上限流量降为70-80，用于，用于100左右水时则为左右水时则为

23、40-60， 高粘度液体为高粘度液体为75-85；间歇使用时的最大流量可为上限流量；间歇使用时的最大流量可为上限流量的的100；连续使用时的最大流量、中等粘度液体；连续使用时的最大流量、中等粘度液体为上限流量的为上限流量的80，低粘度液体为，低粘度液体为50-60，高，高粘度液体亦为粘度液体亦为5060。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-626 大部分结构型号的液体仪表基本误差为大部分结构型号的液体仪表基本误差为0.5; 较高精度仪表的基本误差为较高精度仪表的基本误差为(0.10.2)%, （如（如椭圆齿轮式），个别制造厂声称可达到椭圆齿轮式），个别制

24、造厂声称可达到0.05（如（如Dresser Wayne公司的刮板式）；公司的刮板式）； 较低精度仪表的基本误差为较低精度仪表的基本误差为（11.5）（如弹）（如弹性刮板式）。性刮板式）。 气体仪表的精度略低些，大部分结构型号为气体仪表的精度略低些，大部分结构型号为（11.5）（如腰轮式、）（如腰轮式、CVM式），较高者为式），较高者为0.5R（如转同式），较低者为（如转同式），较低者为（22.5）。）。 重复性误差一般为基本误差的重复性误差一般为基本误差的1512。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-627 流量范围度在（流量范围度在（5:1）（）（1

25、00:1）之间，）之间，大部分（大部分（10:1）（）（20:1）。）。 同一台仪表额定较高精度等级时所得范同一台仪表额定较高精度等级时所得范围度较低，欲得较大范围度则要降低精度围度较低，欲得较大范围度则要降低精度等级，例如各类转子式液体仪表范围度为等级，例如各类转子式液体仪表范围度为5:1时，基本误差为时，基本误差为0.2; 范围度为范围度为10:1时，则降为时，则降为0.5。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-628 4） 压力损失压力损失 PDF要靠流体能量推动测量元件，因此带来要靠流体能量推动测量元件，因此带来相当高的压力损失。相当高的压力损失。

26、PDF的压力损失要比同样口的压力损失要比同样口径和流量的涡轮式或其它又阻碍流量计大。液体径和流量的涡轮式或其它又阻碍流量计大。液体用仪表在最大流量时粘度为用仪表在最大流量时粘度为15mPa.s,液体的压液体的压力损失在力损失在20100kPa之间；低气压用仪表，腰轮之间；低气压用仪表，腰轮式为式为200500Pa，膜式为，膜式为130400Pa。 要正确选择仪表勿使其达到不能接受的压力损要正确选择仪表勿使其达到不能接受的压力损失，尤其在测量高蒸气压的液体，过度的压降会失，尤其在测量高蒸气压的液体，过度的压降会导致气蚀。若气蚀持续存在会损坏元件，某些允导致气蚀。若气蚀持续存在会损坏元件，某些允许

27、短时超流到测量上限许短时超流到测量上限120的仪表更应注意这一的仪表更应注意这一问题。问题。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-629 5）液体粘度对仪表性能影响）液体粘度对仪表性能影响 各种气体的粘度相接近，变化不大，各种气体的粘度相接近，变化不大，对仪表性能可以说没有影响；若液体粘度对仪表性能可以说没有影响；若液体粘度相差较多，则对仪表性能带来一定影响。相差较多，则对仪表性能带来一定影响。 有些有些PDF为适应粘度高达为适应粘度高达500mPa.s的液的液体，生产具有较大间隙等设计措施的专用体，生产具有较大间隙等设计措施的专用品种，品种，PDF在流量

28、仪表中具有较多应用于在流量仪表中具有较多应用于高粘度液体的经验。高粘度液体的经验。PDF虽然受一些液体虽然受一些液体粘度影响，但与差压式、浮子式、涡轮式粘度影响，但与差压式、浮子式、涡轮式等流量计相比，影响量要小得多。等流量计相比，影响量要小得多。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-630 粘度对粘度对PDF性能有三个方面影响，即测性能有三个方面影响，即测量误差、压力损失和流量范围。量误差、压力损失和流量范围。 （1） 测量误差影响测量误差影响 PDF有一个与许多其它流量计流量受粘有一个与许多其它流量计流量受粘度增加而测量误差增加的不同特性，因粘度增加而测

29、量误差增加的不同特性，因粘度增加间隙泄漏量减少而改善性能。度增加间隙泄漏量减少而改善性能。中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-631 （2） 压力损失影响压力损失影响 若液体粘度增加，若液体粘度增加，PDF的压力损失随着的压力损失随着增加。增加。 压力损失压力损失p与流量与流量q之间的关系式：之间的关系式： pkqn表示（其中表示（其中k为系数，为系数，n为指数）。为指数）。 粘度在粘度在0.005Pa.s（5mPa.s）以下时）以下时n=2；在；在0.5Pa.s（500mPa.s）以上）以上n=1；在二者之间在二者之间n=1.91.1。 中国石油大学（华

30、东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-632 （3） 流量范围影响流量范围影响 压力损失因粘度增加而增加，对于使用压力损失因粘度增加而增加，对于使用压力损失有限制的场所，则必须降低流量压力损失有限制的场所，则必须降低流量上限值，即缩小流量范围。流量下限随着上限值，即缩小流量范围。流量下限随着粘度增加而下降，是扩大了流量范围；作粘度增加而下降，是扩大了流量范围；作为一个粗略估计，粘度增加为一个粗略估计，粘度增加10倍，流量下倍，流量下限值降到原值的限值降到原值的11013。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-633 6） 压力与温度压力

31、与温度 所有仪表均规定了工作温度范围和最大工作压所有仪表均规定了工作温度范围和最大工作压力。力。 最大工作压力是指常温和冲击压力下承受的压最大工作压力是指常温和冲击压力下承受的压力。当用于较高温度时必须降低最大工作压力等力。当用于较高温度时必须降低最大工作压力等级，有些产品使用说明书对此未作说明。级，有些产品使用说明书对此未作说明。 急剧关闭或急剧开启阀门会产生水锤效应等急剧关闭或急剧开启阀门会产生水锤效应等冲压力，冲击压力可能超过工作压力，冲击压力冲压力，冲击压力可能超过工作压力，冲击压力还有可能引起虚假读数，必要时安装缓冲罐减少还有可能引起虚假读数，必要时安装缓冲罐减少这类缺陷影响。这类缺

32、陷影响。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-634 温度影响仪表受压强度外，还因仪表温度影响仪表受压强度外，还因仪表测量元件受热膨胀改变测量室和间隙尺寸，测量元件受热膨胀改变测量室和间隙尺寸，影响测量精度，间隙减小甚至使运动件卡影响测量精度，间隙减小甚至使运动件卡住。因此用于较高温度时要预留特殊尺寸住。因此用于较高温度时要预留特殊尺寸间隙来补偿，特别是不同材料组合使用时间隙来补偿，特别是不同材料组合使用时更要注意热胀系数的差异。更要注意热胀系数的差异。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-635 温度变化还会改变液体

33、粘度而引起流温度变化还会改变液体粘度而引起流量示值变化。温度引起的测量元件尺寸变量示值变化。温度引起的测量元件尺寸变动改变测量腔室体积，例如椭圆齿轮流量动改变测量腔室体积，例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸铁时，测量值变化计计量室和齿轮均为铸铁时，测量值变化+0.33%10；计量室为铸铁，齿轮为铸铝；计量室为铸铁，齿轮为铸铝时则为时则为+0.14%10。 可以考虑采用自动温度补偿把计量室体可以考虑采用自动温度补偿把计量室体积变化修正到一个认定的标准温度积变化修正到一个认定的标准温度(如如20)，例如用一个输出传动比可作调整的装置来例如用一个输出传动比可作调整的装置来修正。修正。 中国石油大学

34、（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-636 高温流体进入冷的流量计，在未达到高温流体进入冷的流量计，在未达到热平衡前就启动，可能因间隙大而增加测热平衡前就启动，可能因间隙大而增加测量误差；温度超过规定值则运动测量元件量误差；温度超过规定值则运动测量元件可能被卡住。因此使用前要有适合的预热可能被卡住。因此使用前要有适合的预热时间，并观察是否能正常运转。时间，并观察是否能正常运转。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-637 7、 安装注意事项安装注意事项 1）安装场所）安装场所 流量计安装应选择合适的场所，需注意以下各流量计安装应选

35、择合适的场所，需注意以下各 点：点：(1) 周围温度和湿度应符合制造厂规定，一般温周围温度和湿度应符合制造厂规定，一般温度为度为-10(-15)40（50），湿度为，湿度为10%90%。(2) 日光直射在夏季会使温度升高，接近辐射热日光直射在夏季会使温度升高，接近辐射热的场所，亦会使温度升高的场所，亦会使温度升高 。这种场所应采取遮阳。这种场所应采取遮阳或隔热措施。或隔热措施。(3) 非防尘、防浸水型仪表应避开有腐蚀性气氛非防尘、防浸水型仪表应避开有腐蚀性气氛或潮湿场所，因为积算器减速齿轮等零部件会被或潮湿场所，因为积算器减速齿轮等零部件会被腐蚀气体和昼夜温差结露所损坏腐蚀气体和昼夜温差结露所

36、损坏 。如无法避免，。如无法避免，可采取内腔用洁净空气吹气方式保持微正压。可采取内腔用洁净空气吹气方式保持微正压。(4) 避开振动和冲击的场所。避开振动和冲击的场所。(5) 要有足够空间便于安装和日常维护。要有足够空间便于安装和日常维护。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-638 2）仪表姿势）仪表姿势 、流动方向、与管道连接、流动方向、与管道连接 PDF的安装姿势必须做到横平竖直，转的安装姿势必须做到横平竖直，转子型尽量做到其转子轴与地面平行子型尽量做到其转子轴与地面平行(垂直结垂直结构转子轴设计例外构转子轴设计例外)其他型号按使用说明书其他型号按使用

37、说明书规定要求，一般为水平安装。垂直安装为规定要求，一般为水平安装。垂直安装为防止垢屑等从管道上方落入流量计，将其防止垢屑等从管道上方落入流量计，将其装在旁路管。装在旁路管。 实际流动方向应与仪表壳体一表明方向实际流动方向应与仪表壳体一表明方向一致。一致。PDF一般只能作单方向测量，必要一般只能作单方向测量，必要时在其下游装止逆阀，以免损坏仪表。时在其下游装止逆阀，以免损坏仪表。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-639 8、 使用注意事项使用注意事项 1) 清洗管线清洗管线 新投管线运行前要清扫，往新投管线运行前要清扫，往往随后还要用实流冲洗，以去除残

38、留焊屑往随后还要用实流冲洗，以去除残留焊屑垢皮等。此时先应关闭仪表前后截止阀，垢皮等。此时先应关闭仪表前后截止阀，让液流从旁路管流过；若无旁路管，仪表让液流从旁路管流过；若无旁路管，仪表位置应装短管代替。位置应装短管代替。2) 排尽气体排尽气体 通常实液扫线后，管道内还通常实液扫线后，管道内还残留较多空气，随着加压运行，空气以较残留较多空气，随着加压运行，空气以较高流速流过高流速流过PDF，活动测量元件可能过速，活动测量元件可能过速运转，损伤轴和轴承。因此开始时要缓慢运转，损伤轴和轴承。因此开始时要缓慢增加流量，使空气渐渐外逸。增加流量，使空气渐渐外逸。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油

39、大学（华东）储运工程系2022-6-640 3) 旁路管切换顺序旁路管切换顺序 液流从旁路管转入液流从旁路管转入仪表时，启闭要缓慢，特别在高温高压管仪表时，启闭要缓慢，特别在高温高压管线上更应注意。启用时第线上更应注意。启用时第1步徐徐开启步徐徐开启A阀，阀，液体先在旁路管流动一段时间；第液体先在旁路管流动一段时间；第2步徐徐步徐徐开启开启B阀；第阀；第3步徐徐开启步徐徐开启C阀；第阀；第4步徐徐步徐徐关闭关闭A阀。关闭时按上述逆顺序动作操作。阀。关闭时按上述逆顺序动作操作。 ACB中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-641 启动后通过最低位指针或字轮和秒

40、表，启动后通过最低位指针或字轮和秒表，确认未达过度流动，最佳流量应控制在确认未达过度流动，最佳流量应控制在(7080)%最大流量，以保证仪表使用寿命。最大流量，以保证仪表使用寿命。 4) 监查过滤器监查过滤器 新线启动过滤器网最易新线启动过滤器网最易被打破，试运行后要及时检查网是否完好。被打破，试运行后要及时检查网是否完好。同时在过滤网清洁无污物时，记录下常用同时在过滤网清洁无污物时，记录下常用流量下的压力损失这个参数，今后不必卸流量下的压力损失这个参数，今后不必卸下检查网堵塞状况，即以压力损失增加程下检查网堵塞状况，即以压力损失增加程度判断是是否要清洗。度判断是是否要清洗。 中国石油大学（华

41、东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-642 5) 测量高粘度液体测量高粘度液体 用于高粘度液体，一用于高粘度液体，一般均加热后使之流动。当仪表停用后，其般均加热后使之流动。当仪表停用后，其内部液体冷却而变稠，再启用时必须先加内部液体冷却而变稠，再启用时必须先加热，待液体粘度降低后才让液体流过仪表，热，待液体粘度降低后才让液体流过仪表，否则会咬住活动测量元件使仪表损坏。否则会咬住活动测量元件使仪表损坏。6) 加润滑油加润滑油 气体用等气体用等PDF启用前必须加启用前必须加润滑油，日常运行也经常检查润滑油存量润滑油，日常运行也经常检查润滑油存量的液位计。的液位计。 中国石油大

42、学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-643 7) 避免急剧流量变化避免急剧流量变化 使用气体腰轮流量使用气体腰轮流量计时，应注意不能有急剧的流量变化计时，应注意不能有急剧的流量变化(如使如使用快开阀用快开阀)，因腰轮的惯性作用，急剧流量，因腰轮的惯性作用，急剧流量变化将产生较大附加惯性力，使转子损坏。变化将产生较大附加惯性力，使转子损坏。用作控制系统的检测仪表时，若下游控制用作控制系统的检测仪表时，若下游控制突然截止流动，转子一时停不下来，产生突然截止流动，转子一时停不下来，产生压气机效应，下游压力升高，然后倒流，压气机效应，下游压力升高，然后倒流，发出错误信号。发

43、出错误信号。8) 冲洗管道用蒸汽，禁止通过冲洗管道用蒸汽，禁止通过PDF。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-644 （二）涡轮流量计（二）涡轮流量计 涡轮流量计（以下简称涡轮流量计（以下简称TUF）是叶轮式流量）是叶轮式流量（流速）计的主要品种，叶轮式流量计还有风速（流速）计的主要品种，叶轮式流量计还有风速计、水表等。计、水表等。 在各种流量计中在各种流量计中TUF、容积式流量计和科氏、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确度最佳的产品，质量流量计是三类重复性、精确度最佳的产品，而而TUF又具有自己的特点，如结构简单、加工零又具有自己的特点，如

44、结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、高压和低温）等。至今，这类流量计产品可达技高压和低温）等。至今，这类流量计产品可达技术参数：口径术参数：口径4-750mm，压力达，压力达250MPa，温度为，温度为-240700，像这样的技术参数其他两类流量计，像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。则是难以达到的。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-645 TUF广泛应用于以下一些测量对象：广泛应用于以下一些测量

45、对象：石油、有机液体、无机液、液化气、天然石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。气、煤气和低温流体等。 在国外液化石油气、成品油和轻质原油在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站，大型原油输送管线的等的转运及集输站，大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。在欧首末站都大量采用它进行贸易结算。在欧洲和美国洲和美国TUF是仅次于孔板流量计的天然是仅次于孔板流量计的天然气计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就采气计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就采用了用了2600多台各种尺寸，压力从多台各种尺寸，压力从0.8MPa到到6.5MPa的气体的气体TUF，他们已成为优良的天

46、，他们已成为优良的天然气流量计。然气流量计。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-646 1、 工作原理工作原理 图图1所示为所示为TUF传感器传感器结构图。当被测流体流过结构图。当被测流体流过传感器时，在流体作用下，传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶管道平均流速成正比，叶轮的转动周期地改变磁电轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线转换器的磁阻值。检测线圈中磁通随之发生周期性圈中磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经电势，即电脉冲信号，经放大器放大后

47、，送至显示放大器放大后，送至显示仪表显示。仪表显示。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-647中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-648 TUF的实用流量方程为的实用流量方程为 qv=f/K f流量计输出信号的频率，流量计输出信号的频率，Hz；K流量计的仪表系数，流量计的仪表系数，P/m3。 流量计的仪表系数与流量（或管道雷诺数）流量计的仪表系数与流量（或管道雷诺数）的关系曲线如图的关系曲线如图2所示。所示。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-649 仪表系数可分为二段，即线性

48、段和非线仪表系数可分为二段，即线性段和非线性段。线性段约为工作段的三分之二，其性段。线性段约为工作段的三分之二，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下限时，仪表系数随着流量迅速变化。当下限时，仪表系数随着流量迅速变化。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象流量超过流量上限时要注意防止空穴现象（汽蚀现象）。（汽蚀现象）。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-650 传感器的仪表系

49、数由流量校验装置校验传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出，它完全不管传感器内部流体的流动得出，它完全不管传感器内部流体的流动机理，把传感器作为一个黑匣子，根据输机理，把传感器作为一个黑匣子，根据输入（流量）和输出（频率脉冲信号）确定入（流量）和输出（频率脉冲信号）确定其转换系数，它便于实际应用。但要注意，其转换系数，它便于实际应用。但要注意，此转换系数（仪表系数）是有条件的，其此转换系数（仪表系数）是有条件的，其校验条件是参考条件，如果使用时偏离此校验条件是参考条件，如果使用时偏离此条件，系数将发生变化，变化的情况视传条件，系数将发生变化，变化的情况视传感器类型，管道安装条件和流体物性参数感

50、器类型，管道安装条件和流体物性参数的情况而定。的情况而定。 中国石油大学（华东）储运工程系中国石油大学（华东）储运工程系2022-6-651 2、主要特点、主要特点 1） 高精确度，对于液体一般误差为高精确度，对于液体一般误差为0.250.5，高精度型可达，高精度型可达0.15；而；而介质为气体，一般为介质为气体，一般为11.5，特殊，特殊专用型为专用型为0.51。在所有流量计中，。在所有流量计中，它属于较精确的。它属于较精确的。2） 重复性好，短期重复性可达重复性好，短期重复性可达0.05-0.2，正是由于具有良好的重复性，如经常，正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得极高的精确