腰輪流量計結構形式及使用時產生誤差的原因分析

一、腰輪流量計概述
工業生產中，油類液體是一種重要工業原料，對于油品原料的測量，尤其是在罐區的生產中，通用的測量儀表有LC系列橢圓齒輪流量計，LL-AL系列腰輪流量計和LLT－E系列螺旋雙轉子流量計，它們皆為容積式流量計，其工作原理基本一樣，都是依靠內部轉子部件的運轉，產生持續不斷的分隔容積液體而得測量數據，亦可選配相應的遠傳信號裝置，將所測量的數據信號發送到控制單元。今天我們主要針對于腰輪流量計的運行及生產誤差的原因作一個簡單分析，以幫助用戶解決在現實工作中產生的問題。腰輪流量計也稱羅茨流量計，分為立式和臥式兩種，主要由計量腔、密封連接和計數顯示三部分組成，圖1為腰輪流量計的總體結構框圖，圖2為腰輪流量計的結構圖。


      
二、結構形式及工作原理
工業規范中腰輪流量計的工業型號編碼為LL，潤中儀表科技有限公司生產的腰輪流量計通用的產品型號為LL-AL系列，其生產的腰輪流量計具有結構簡單、工作可靠、牢固耐用、測量精度高、量程范圍寬等特點。其工作原理是： 當被測液體流經流量計時，在進出口端產生一個壓差，推動一對（或兩對）互相嚙合的腰輪轉子轉動。轉子在轉動過程中，轉子和流量計殼體之間形成一定容積的計量腔，其間充滿液體，隨轉子的轉動，被分隔連續不斷地排出，通過傳動機構將排出的體積顯示在計數器的表盤上，也可通過脈沖發信器進行信號遠傳。其工作過程 如圖3所示。


    
 三、誤差確定
      腰輪流量計用于測量液體油品通過的體積量。測量是一個對比、示差、平衡和讀數的過程，如果這一過程是在理想的環境和條件下進行的，即一切影響都 不存在，測量將是十分精確的，但在實際中并不存在理想條件，測量對象、測量方法、測量器具和測量者本身都要不同程度地受各種因素的影響；當這些因素變化 時，必然影響測量示值的大小，使示值和“真值”之間出現差異，這個差異就是測量誤差。腰輪流量計的誤差主要是指在標準參比條件下，被測量油品通過流量計后 的體積誤差或瞬時流量誤差。使用標準裝置對其檢定可以確定計量誤差的大小，按下列公式計算：

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

式中  E   —— 基本誤差；
        Q1 —— 流量計計量流量；
        Q0 —— 標準裝置的體積量；
        ξ —— 流量計系數。

      反映腰輪流量計流量和計量誤差關系的曲線，稱為誤差曲線。
      
四、誤差分析
      1 裝置誤差
      腰輪流量計因本身結構調整和量值沒有達到規定狀態產生的誤差，稱為裝置誤差。
      腰輪流量計的誤差公式可表示為：

      E＝1－q/α

      其中q為轉子循環動作一次排出的油品體積，α為常數，二者同為體積單位，α是由齒輪傳動比和指針轉一周的刻度值所決定的，與流量計本身的結構有關，與油 品的流量、黏度、溫度等因素無關。當αq時，E>0為正差。
另外，LL-AL腰輪流量計的腰輪通過一對導向齒輪互相嚙合，兩腰輪之間及它們與殼體內壁之間始終保持著動接觸狀態。當被測油品通過流量計時，有一小部分油品就會從兩轉子間及轉子與殼體內壁的間隙流過，這部分油品雖然經過流量計，但沒被計量，這種現象稱為泄漏。由于泄漏的存在，腰輪流量計流出的量總是多而指示的量少，呈負誤差。

2附件誤差

由于流量計的輔助設備而造成的計量誤差稱為附件誤差。流量計的輔助設備主要包括過濾器、消氣器、壓力表、溫度計、發訊器等，這些設備的安裝位置及工作狀態都直接影響到流量計的測量。以溫度計為例，*先應符合精度要求，即使用小分度值為0.2℃（或更精確）的全浸式溫度計；其次要合理安裝，測溫點應具有代表性，不在死角區，盡量避開電磁干擾。溫度計的保護管與管道垂直或成45°逆流安裝，端部應處于管道的中心區域內，管內應注入防凍保溫的液體。這樣，測量結果才能接近“真值”，否則就會造成較大的測量誤差。

3壓力損失誤差

油品要推動腰輪轉子轉動，需要克服機械阻力和油品黏滯阻力，而造成壓力損失，引起油品泄漏。壓力損失越大，泄漏量就越多，測量誤差越大。

4油溫誤差

油品溫度對計量誤差的影響有兩個方面：一方面溫度升高，油品中部分輕組分逸出，增大了液體體積，出現正誤差。另一方面隨著溫度升高，黏度下降，油品流動性增強，從而泄漏量增大，出現負誤差。

5油質誤差

黏度較高的油品，流動性差，泄漏量小，誤差較小。含輕組分較高的油品，其中輕組分易于揮發變成氣體，油氣混合通過腰輪流量計時，流量計對油品的檢測量會大于實際通過的油品量，誤差E>0。蠟量高的油品，當溫度偏低時，易于結蠟，使計量腔減少，誤差E<0。

6人為誤差

由于測量者固有習慣，對事物變化的反應速度、分辨能力等有所不同而造成的記錄信號超前或滯后，讀取測量數據時產生偏差，或油量換算中出現查表失誤、計算錯誤等等，這些情況都會造成不同程度的誤差。

五、幾點建議

1、腰輪流量計的型號應與現場流程、油品排量相匹配，工作流量為大值的1/3～2/3范圍內。腰輪流量計及其輔助設備的配置應符合規程要求，如有不合理處，應盡快整改。
2、日常使用中要嚴格按要求操作和維護，倒換流程要平穩，拆裝流量計要小心輕放，及時加注潤滑油，保證流量計安全平穩運行。
3、若油品含氣量較大、流態不穩定，須安裝消氣器和整流器。黏度較大、溫度過高的油品通過流量計前應進行降黏降溫處理。
4、流量計前后壓差應小于0.05MPa，若大于此值，可能存在雜質堵塞，重者腰輪轉子卡死，導致憋壓噴油，嚴重影響生產。因此，應定期檢查、清洗、更換過濾器的濾網，確保流量計正常運行。
5、加強職工的工作責任心，引導他們熟練掌握操作規程，提高職工業務素質，盡量減小人為誤差。
6、根據檢定周期，按時送檢流量計，及時調整齒輪比等?，F場使用情況異常時，應縮短檢定周期，及時維修檢定，排除故障。

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