溫度和壓力對腰輪流量計測量精度的影響

摘要：腰輪流量計是目前原油輸送過程中精度較高的應用范圍較廣的測量儀器，本文介紹了其在使用過程中產生測量誤差的結構、工作原理、驗證過程、原因分析，根據實際運行情況，保證腰輪流量計測量精度，最大限度減少經濟損失。通過分析實際運動溫度、壓力及其測量，分析溫度和壓力對流量計測量精度的影響，并就有效管理生產的措施提出有針對性的建議。

關鍵詞：流量計;精度;溫度;壓力

1流量計工作原理

腰輪流量計又稱魯氏流量計，是一種體積流量計，在結構上分為垂直和水平兩種。腰輪流量計輪由測量腔三部分組成，密封接頭和計數器，其中腰輪轉子分為單滾輪（單滾輪）和雙腰輪（兩輪），而腰輪之間的角度是45°，采用雙皮帶輪，可以保證在流體流速恒定的情況下車輪運動均勻，減少或消除流量計的振動。

兩個腰椎輪轉子均受壓差影響，旋轉時的旋轉力矩，并移動位置，在那里轉子與殼體分離。這種轉子由于壓差而繼續旋轉，在測量腔和輸出端之間連接。在測量腔中排出液體，另一個轉子由于壓力不平衡而不能獨立旋轉，并通過驅動齒輪驅動，繼續旋轉，隔離另一側的測量腔，并在旋轉過程中輸出液體，驅動齒輪改變主從動比。腰椎輪對轉子在壓差作用下旋轉，同時通過驅動齒輪相互驅動，連續形成一個量規諧振器，并釋放出液體出口。由于測量腔的體積是固定的，腰輪轉子的每個旋轉圓形成四個測量腔，液體通過流量計的體積，與腰輪轉子轉速成正比.通過換檔機構、密封機構和精度調整機構將腰輪轉子轉速傳遞給計數器，與腰椎輪軸相連，計數器可累積液體總量。

2腰椎輪流量計測量誤差系數研究

2.1溫度

溫度升高，油品粘度降低;溫度下降，石油產品的粘度上升.石油等高粘度石油產品尤其如此。同時，粘度變化影響流量計泄漏值，溫度的變化也會影響流量計的體積。

平均公式：E是生產運行溫度實際使用的基本誤差;主要溫度誤差;測量空腔材料體積膨脹的瓦特計;在生產流量計時，石油產品的溫度伴隨著流量計的測量。

結論：從1號公式可以看出溫度升高、油品粘度降低、泄漏增加，使得測量誤差大;從公式（2）可以看出認為在流量計生產過程中油品溫度與測量時油品溫度相差較大時，會影響測量室的誤差，導致測量誤差較大。根據實際生產過程中獲得的測量結果，流量計運行時和溫度測量時的溫度偏差不能大于±5，否則，長時間超溫將超過流量計誤差范圍（±0.2%）o

液體體積溫度的變化可以通過公式4進行：

類型：式中：Q.-標準溫度下的流體體積;Q廠測量時的流體體積（即在測量狀態下的體積）;a-所測液體的體積膨脹系數，單位：1/℃或1/K;上測量狀態下的液體溫度，單位：Y或K”廠標準溫度。

一般地，礦物油的體積膨脹系數a=6.4xl0-4（1/K），因此溫度變化對流體體積是有較大影響的，溫度變化10相同質量的流體其體積相差約0.64%。

一般來說，礦物油的體積膨脹系數A=6.4x10-4（1/K），因此溫度變化對液體體積有重要影響，10個相同質量的溫度變化約為0.64%;

2.2壓力

壓力的增加導致流量計腔變形.

測量腰椎中心輪流量計空腔體積變化;v通過流量計測量空腔體積;e-船體材料縱向彈性系數;在流量計檢查和生產運行中平均壓降;外殼厚度。同時壓力影響原油體積，壓力增大，體積相應減小.

工作壓力下流量計平均測量的體積;這調整了參考壓力下的實際體積;測量壓力;試驗時的Pc壓力;石油產品壓縮系數。

結論：從公式中可以看出實際液體體積的壓力增大和減小。

液體體積壓力的變化可以通過以下公式進行：

類型：標準壓力下的液體體積;Qps用于測量液體體積（即液體體積），Qi測量模式下的體積）;y被測液體體積壓縮系數單位：1/Pa或m3/N;R-測量模式下的液體壓力測量單位：PA;作為標準壓力單位：Pa。

總的來說，液體體積壓縮比為7=6xLo°（L/PA），當壓力變化為1MPa時，相同質量液體體積變化約為0.06%。

這兩個因素都增加了流量計的泄漏。但是由于流量計工作速度大，溫度和壓力的增加值不斷變化，很難確定泄漏的大小。因此，有必要盡可能根據運行中的溫度和壓力對流量計進行測量，并在較大的差異下進行調整，為了消除它們的誤差，使得流量計連續測量困難重重。

3減少測量誤差的措施

（1）合理使用流量計。流量計的最佳使用范圍為最大流量的20%-80%，在日常操作中，應確保在規定范圍內調節流量計流量，同時確保成品油溫度，壓力無法與設定溫度匹配，壓力偏差較大，而且通常流量計運動時的溫度和溫度偏差不易高于±5船，壓力偏差不超過±1 MPA。

（2）流量計必須清除流量計腔內的氣體，否則會影響流量計的測量精度。排氣時，排氣塞螺絲刀，在放氣前，再輕輕擰上，不應擰緊，直至液體停止流動，避免密封面損壞。

（3）應定期在彈簧蓋杯中加入20*油，潤滑精度校正器。每天加油間隔約48小時，在長時間停機后重復使用時，應先加潤滑油。

（4）無論閥門打開或關閉，應采用慢速運動，避免液體對流量計及其輔助設備的小時負荷突然增加或減少。

參考文獻：

[1]Yu-mei Sun，Xue-jiao Liu，Xiang-guang Chen，Qiao-yan Sun，Jun Zhao.Research and Application of a Fault Self-Diagnosis Method for Roots Flowmeter Based on WSN Node[J].Wireless Personal Communications，2017，95（3）.

[2]周恒，陳曹浪.淺談氣體腰輪流量計清洗維護及對其計量性能的影響[J].工業計量，2017，27（S1）：140-141.

[3]張倩，陳賞順.氣體腰輪流量計作為標準表的流量標準裝置[J].計量技術，2016（06）：25-27.

作者簡介：朱召懷 1986.12男 甘肅通渭 漢族 大學本科 蘭州理工大學技術工程學院 工程師 定西市計量測試檢定所 研究方向：計量。