容积式流量计：精确测量高黏度介质流量

容积流量计又称定排量流量计，简称PD流量计。它是一种直接测量型流量计，在流量仪表中是准确度最高的一类。容积式流量计主要用来测量不含固体杂质的液体，如油类、冷凝液、树脂和液态食品等黏稠流体的流量对于高黏度介质的流量，其他流量计很难测量，而容积式流量计却能精确测量，准确度可达±0.2%。

容积流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计、活塞式流量计、湿式流量计和皮膜式流量计等。

1.工作原理

流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差。流量计的转动部件（简称转子）在这个压力差作用下将产生旋转，并将流体由入口排向出口。在这个过程中，流体一次侧次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口。在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。

2.椭圓齿轮流量计

椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个互相啮合的椭圆形齿轮、轴和壳体（它与椭圆形齿轮构成计量室）等组成。其测量原理如图3-72所示。当被测流体流过椭圆齿轮流量计时，它将带动椭圆齿轮旋转，椭圆齿轮每旋转一周，就有一定数量的流体流过仪表，只要用传动及累积机构记录下椭圆齿轮的转数，就能知道被测流体流过仪表的总量。

LY-LC系列椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳（计量室）所构成，椭圆齿轮在被测介质的压差ΔP=P₁-P₂的作用下，产生作用力矩使其转动。在图3-72a所示位置时，由于P₁＞P₂，在P₁和P₂的作用下所产生的合力矩使轮1顺时针方向转动，把轮1和壳体间的半月形容积内的介质排至出口，并带动轮2作逆时针方向转动，这时1为主动轮，2为从动轮。图3-72b所示为中间位置，1和2均为主动轮。而在图3-72c所示位置，P₁和P₂作用在轮1上的合力矩为零，作用在轮2上的合力矩使轮2逆时针方向转动，并把已吸入半月形容积内的介质排至出口，这时2为主动轮，1为从动轮，与3-72a所示情况刚好相反。如此往复循环，轮1和轮2互相交替地由一个带动另一个转动，将被测介质以半月形容积为单位一次侧一次侧地由进口排至出口。显然，图3-72a、b、c仅仅表示椭圆齿轮转动了1/4周的情况，而其所排出的被测介质为一个半月形容积。所以，椭圆齿轮每转一周所排比的被测介质量为半月形容积的4倍，则通过椭圆齿轮流星计的体积流量Q为

Q=4nV₀

式中，n为椭圆齿轮的旋转频率（rad/s）；V₀为半月形部分的容积。

图3-72 椭圆齿轮流量计工作原理

这样，在椭圆齿轮流量计的半月形容积V₀一定的条件下，只要测出椭圆齿轮的旋转速度n，便可知道被测介质的流量。(www.xing528.com)

椭圆齿轮流量计流量信号（即椭圆齿轮的旋转速度n）的显示，有就地显示和远传显示两种。

就地显示将齿轮的转动通过一系列的减速及调整转速比机构之后，直接与仪表面板上的指示针相连，并经过机械式计数器进行总量的显示。

远传显示主要是通过减速后的齿轮带动永久磁铁旋转，使得弹簧继电器的触点以与永久磁铁相同的旋转频率同步地闭合或断开，从而发出一个个电脉冲远传给另一个显示仪表。

椭圆齿轮流量计计量准确度高，适用于高黏度介质流量的测量，黏度越大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量越小。因此被测介质的黏度越大，泄漏误差越小，对测量越有利。但不适用于含有固体颗粒的流体（固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量）。如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。

椭圆齿轮流量计在安装前应清洁管道。若液体内含有固体颗粒，则必须在管道上游加装过滤器；若含气体应安装排气装置。椭圆齿轮流量计对前后直管段没有一定的要求，它可以水平或垂直安装。安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。

3.腰轮流量计

腰轮流量计又叫罗茨流量计，其结构特征为：在流量计的壳体内有一个计量室，计量室内有一对或两对可以相切旋转的腰轮（由此得名腰轮流量计）。在流量计壳体外面与两个腰轮同轴安装了一对传动齿轮，它们相互啮合使两个腰轮可以相互联动。因此它较椭圆齿轮流量计的明显优点是能保持长期的稳定性。腰轮流量计的工作原理与椭圆齿轮流量计相同，其结构原理示意图如图3-73所示。

图3-73 腰轮流量计结构原理图

腰轮流量计能用于各种清洁液体的流量测量，尤其适用于油品计量，也可制成测量气体的流量计。它的计量准确度高，可达0.1～0.5级。