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渦輪流量計(jì)與體積管的基本形式及工作原理（一）
關(guān)鍵字：渦輪流量計(jì),流量計(jì) 日期：2012-8-15 8:51:20
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體積管由管體、標(biāo)準(zhǔn)容積段、置換器、檢測開關(guān)、閥和密封轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)等組
成。按置換器形式，體積管可分為球式體積管和活塞式體積管。球式體積管分為單向型體積
管和雙向型體積管；活塞式體積管分為主動(dòng)式體積管和被動(dòng)式體積管。
1．球式體積管
球式體積管是一種在線式流量測量校準(zhǔn)裝置，適用于校準(zhǔn)、檢定和測試能直接或間接輸
出規(guī)定數(shù)量脈、沖信號的液體渦輪流量計(jì)。體積管和渦輪流量計(jì)串接在工藝管線上，可在現(xiàn)場
對渦輪流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)、檢定和測試，克服了現(xiàn)場工況條件和試驗(yàn)室檢定條件不同而引起
的誤差。在線檢定過程中，不需拆卸流量計(jì)，不需啟、停流量計(jì)，同時(shí)也消除了因液體蒸發(fā)、
工況條件的差別造成的誤差。因此成為了國際通用的在線式流量測量校準(zhǔn)裝置，廣泛用于石油，
煉油、石化及科研部門對渦輪流量計(jì)的計(jì)量特性進(jìn)行校準(zhǔn)、檢定和測試。
球形體積管由起始／終止運(yùn)行管段、標(biāo)準(zhǔn)容積管段、置換器、置換器收發(fā)裝置、檢測開
關(guān)、四通換向閥或球閥、壓力／溫度變送器、電子儀表校準(zhǔn)計(jì)數(shù)器或PLC校準(zhǔn)和控制系統(tǒng)以
及輔助管路和安裝撬架等組成，其工作原理如圖51所示。在經(jīng)過特殊加工的管段內(nèi)，安
裝一個(gè)被稱為置換器（一種特制的內(nèi)部充壓橡膠彈性球）的活塞或球體，置換器可在管段
內(nèi)自由移動(dòng)，但與管內(nèi)壁形成滑動(dòng)密封，其在管內(nèi)的移動(dòng)速度與流經(jīng)管道的液體速度完全相
同。當(dāng)體積管與渦輪流量計(jì)相串聯(lián)時(shí)，置換器所置換的容積與通過流量計(jì)的體積相同。運(yùn)行管段
的材質(zhì)和內(nèi)徑與標(biāo)準(zhǔn)容積段是相同的。標(biāo)準(zhǔn)容積段是運(yùn)行管段的一部分，它們不同之處在
于：運(yùn)行管的一端與體積管的發(fā)射腔連接,另一端與體積管的接收腔連接，而標(biāo)準(zhǔn)容積管段
的兩端點(diǎn)各有一個(gè)檢測開關(guān)固定在管壁上。標(biāo)準(zhǔn)容積段的體積值是按照檢定規(guī)程進(jìn)行測定
的，稱作標(biāo)準(zhǔn)容積v。置換器是嵌入管道中略有過盈的彈性球體，為提供良好的密封和允許
的摩擦，管段內(nèi)壁應(yīng)是光滑的，當(dāng)置換器發(fā)射到運(yùn)行管段后，置換器與管子內(nèi)壁緊密相貼，
形成一種滑動(dòng)密封，在液流推動(dòng)下與液流同速移動(dòng)。體積管管壁安裝有兩個(gè)或多個(gè)檢測開
關(guān)，在置換器抵達(dá)檢測開關(guān)時(shí)，觸發(fā)檢測開關(guān)發(fā)出電信號。當(dāng)置換器抵達(dá)到第一個(gè)檢測開關(guān)
時(shí)，電子儀表校準(zhǔn)計(jì)數(shù)器或PLC校準(zhǔn)和控制系統(tǒng)（以下簡稱計(jì)數(shù)器）開始記錄流量計(jì)脈沖；
當(dāng)置換器抵達(dá)第二個(gè)檢測開關(guān)時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)器所采集的脈沖數(shù)Ⅳ就是置換器
在兩個(gè)檢測開關(guān)之間移動(dòng)時(shí)流量計(jì)所發(fā)出的脈沖數(shù)。通過預(yù)先對體積管進(jìn)行檢定，可以準(zhǔn)確
地知道置換器經(jīng)過這兩個(gè)開關(guān)時(shí)所置換的標(biāo)準(zhǔn)容積v（在參比溫度和參比壓力下）。因此，
當(dāng)一定體積的液體流過渦輪流量計(jì)時(shí)，體積管能夠確定流量計(jì)所發(fā)出的脈沖數(shù)。根據(jù)v、N和工
.jpg) 對接法蘭
圖1球式體積管工作原理
況條件壓力p、溫度T及其他有關(guān)參數(shù)就可以求得流量計(jì)K系數(shù)，即
K= N/V
(1)單向型
單向型體積管，如圖2所示。其置換器在體積管內(nèi)沿著給定的一個(gè)方向運(yùn)行，以置
換器在一次運(yùn)行中，從標(biāo)準(zhǔn)容積段所置換出來的液體體積，換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，作為體積管
的標(biāo)準(zhǔn)容積值。
.jpg)
圖2單向型體積管
1一壓力測量儀表；2一溫度測量儀表；3-擋球柵；4一排氣閥；5一檢測開關(guān)Ⅱ；
6一標(biāo)準(zhǔn)容積段；7一脈沖計(jì)數(shù)器或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；8一檢測開關(guān)I；9-排液閥；
10-置換器導(dǎo)板；11-被檢流量計(jì)；12-雙關(guān)斷閥；13一快開盲板；14一推球器；
15 -密封機(jī)構(gòu)；16-置換器；17 -信號電纜
(2)雙向型
雙向型體積管。其置換器在體積管內(nèi)作往返運(yùn)行，并且以置換器在標(biāo)
準(zhǔn)容積段內(nèi)所置換出來的液體體積，換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，作為體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積值。
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