液體容積式流量計的誤差特性及使用注意事項
1 容積式流量計的基本結(jié)構(gòu)及分類
容積式流量計是利用機(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)行累加計量出總體積而實(shí)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(diǎn)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。
容積式流量計品種繁多,結(jié)構(gòu)形式變化多種多樣,根據(jù)其測量元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主要有橢圓齒輪流量計、腰輪(羅茨)流量計、刮板流量計、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計、往復(fù)活塞式流量計、圓盤流量計等許多種。
2 容積式流量計的誤差特性
對于任何一個流量測量值來說,必須包括兩部分內(nèi)容:一是流量測量值本身;二是它的誤差允許范圍,否則是不完整的。所以,對于任何一種流量計,都必須了解它的誤差特性。所謂誤差特性,就是流量計的誤差值與流量測量值之間的關(guān)系。討論誤差特性,就是討論和研究測量誤差值隨流量測量值變化而變化的趨勢。
設(shè)流量計計量空間體積為V0(m3),一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù)為N,則在該時間內(nèi)流過的流體體積V(m3)為
V=NV0 (1)
再設(shè)儀表的齒輪比常數(shù)為a,a的值由傳遞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的齒輪組的齒輪比和儀表指針轉(zhuǎn)動一周的刻度值所確定,若儀表指示值為I,它與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù)N的關(guān)系為
I=aN (2)
由式(1)和(2)可得到一定時間內(nèi)通過儀表的流體體積與儀表指示值的關(guān)系 容積式流量計的測量誤差值E,可由指示值與真值之差與指示值之比表示,則誤差值E可表示為 將流體體積V與指示值I之間的關(guān)系式(3)代入,可得: 由式(5)可見,容積式流量計的誤差特性僅與流量計內(nèi)部的計量空間體積V0、儀表齒輪比常數(shù)a有關(guān)。也就是說,從測量原理的角度來說,容積式流量計的測量誤差僅與流量計的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān),而與流體性質(zhì)和流量值無關(guān),我們把這個誤差特性稱為容積式流量計的理想誤差特性。畫成曲線,是一條平行于橫軸的水平線,如圖1中曲線1所示。
圖1 容積式流量計誤差特征曲線圖
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