腰轮流量计结构形式及使用时产生误差的原因分析

一、腰轮流量计概述
工业生产中，油类液体是一种重要工业原料，对于油品原料的测量，尤其是在罐区的生产中，通用的测量仪表有LC系列椭圆齿轮流量计，LL-AL系列腰轮流量计和LLT－E系列螺旋双转子流量计，它们皆为容积式流量计，其工作原理基本一样，都是依靠内部转子部件的运转，产生持续不断的分隔容积液体而得测量数据，亦可选配相应的远传信号装置，将所测量的数据信号发送到控制单元。今天我们主要针对于腰轮流量计的运行及生产误差的原因作一个简单分析，以帮助用户解决在现实工作中产生的问题。腰轮流量计也称罗茨流量计，分为立式和卧式两种，主要由计量腔、密封连接和计数显示三部分组成，图1为腰轮流量计的总体结构框图，图2为腰轮流量计的结构图。


      
二、结构形式及工作原理
工业规范中腰轮流量计的工业型号编码为LL，润中仪表科技有限公司生产的腰轮流量计通用的产品型号为LL-AL系列，其生产的腰轮流量计具有结构简单、工作可靠、牢固耐用、测量精度高、量程范围宽等特点。其工作原理是： 当被测液体流经流量计时，在进出口端产生一个压差，推动一对（或两对）互相啮合的腰轮转子转动。转子在转动过程中，转子和流量计壳体之间形成一定容积的计量腔，其间充满液体，随转子的转动，被分隔连续不断地排出，通过传动机构将排出的体积显示在计数器的表盘上，也可通过脉冲发信器进行信号远传。其工作过程 如图3所示。


    
 三、误差确定
      腰轮流量计用于测量液体油品通过的体积量。测量是一个对比、示差、平衡和读数的过程，如果这一过程是在理想的环境和条件下进行的，即一切影响都 不存在，测量将是十分精确的，但在实际中并不存在理想条件，测量对象、测量方法、测量器具和测量者本身都要不同程度地受各种因素的影响；当这些因素变化 时，必然影响测量示值的大小，使示值和“真值”之间出现差异，这个差异就是测量误差。腰轮流量计的误差主要是指在标准参比条件下，被测量油品通过流量计后 的体积误差或瞬时流量误差。使用标准装置对其检定可以确定计量误差的大小，按下列公式计算：

          E＝（Q1－Q0）÷Q0X****
         ξ＝Q0÷Q1

式中  E   —— 基本误差；
        Q1 —— 流量计计量流量；
        Q0 —— 标准装置的体积量；
        ξ —— 流量计系数。

      反映腰轮流量计流量和计量误差关系的曲线，称为误差曲线。
      
四、误差分析
      1 装置误差
      腰轮流量计因本身结构调整和量值没有达到规定状态产生的误差，称为装置误差。
      腰轮流量计的误差公式可表示为：

      E＝1－q/α

      其中q为转子循环动作一次排出的油品体积，α为常数，二者同为体积单位，α是由齿轮传动比和指针转一周的刻度值所决定的，与流量计本身的结构有关，与油 品的流量、黏度、温度等因素无关。当αq时，E>0为正差。
另外，LL-AL腰轮流量计的腰轮通过一对导向齿轮互相啮合，两腰轮之间及它们与壳体内壁之间始终保持着动接触状态。当被测油品通过流量计时，有一小部分油品就会从两转子间及转子与壳体内壁的间隙流过，这部分油品虽然经过流量计，但没被计量，这种现象称为泄漏。由于泄漏的存在，腰轮流量计流出的量总是多而指示的量少，呈负误差。

2附件误差

由于流量计的辅助设备而造成的计量误差称为附件误差。流量计的辅助设备主要包括过滤器、消气器、压力表、温度计、发讯器等，这些设备的安装位置及工作状态都直接影响到流量计的测量。以温度计为例，*先应符合精度要求，即使用小分度值为0.2℃（或更精确）的全浸式温度计；其次要合理安装，测温点应具有代表性，不在死角区，尽量避开电磁干扰。温度计的保护管与管道垂直或成45°逆流安装，端部应处于管道的中心区域内，管内应注入防冻保温的液体。这样，测量结果才能接近“真值”，否则就会造成较大的测量误差。

3压力损失误差

油品要推动腰轮转子转动，需要克服机械阻力和油品黏滞阻力，而造成压力损失，引起油品泄漏。压力损失越大，泄漏量就越多，测量误差越大。

4油温误差

油品温度对计量误差的影响有两个方面：一方面温度升高，油品中部分轻组分逸出，增大了液体体积，出现正误差。另一方面随着温度升高，黏度下降，油品流动性增强，从而泄漏量增大，出现负误差。

5油质误差

黏度较高的油品，流动性差，泄漏量小，误差较小。含轻组分较高的油品，其中轻组分易于挥发变成气体，油气混合通过腰轮流量计时，流量计对油品的检测量会大于实际通过的油品量，误差E>0。蜡量高的油品，当温度偏低时，易于结蜡，使计量腔减少，误差E<0。

6人为误差

由于测量者固有习惯，对事物变化的反应速度、分辨能力等有所不同而造成的记录信号超前或滞后，读取测量数据时产生偏差，或油量换算中出现查表失误、计算错误等等，这些情况都会造成不同程度的误差。

五、几点建议

1、腰轮流量计的型号应与现场流程、油品排量相匹配，工作流量为大值的1/3～2/3范围内。腰轮流量计及其辅助设备的配置应符合规程要求，如有不合理处，应尽快整改。
2、日常使用中要严格按要求操作和维护，倒换流程要平稳，拆装流量计要小心轻放，及时加注润滑油，保证流量计安全平稳运行。
3、若油品含气量较大、流态不稳定，须安装消气器和整流器。黏度较大、温度过高的油品通过流量计前应进行降黏降温处理。
4、流量计前后压差应小于0.05MPa，若大于此值，可能存在杂质堵塞，重者腰轮转子卡死，导致憋压喷油，严重影响生产。因此，应定期检查、清洗、更换过滤器的滤网，确保流量计正常运行。
5、加强职工的工作责任心，引导他们熟练掌握操作规程，提高职工业务素质，尽量减小人为误差。
6、根据检定周期，按时送检流量计，及时调整齿轮比等。现场使用情况异常时，应缩短检定周期，及时维修检定，排除故障。

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