CN108731778A - 一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法 - Google Patents

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陈中合
陈志�
刘德玲
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Abstract

本发明提供了一种旋转活塞流量计介质温度变化引起的计量误差的修正方法，旋转活塞式流量计是一种容积式流量计，主要由计量室、旋转活塞、隔板等部分组成，介质温度发生较大变化时，须考虑对体积流量的误差修正，对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行赋值和计算，利用得到的温度修正系数对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，从而保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确，从而保证了在温度发生较大变化时仍能实现工艺过程的精确与稳定，满足生产需要。

Description

一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法
技术领域
本发明涉及工业测量技术领域，具体来说涉及一种液体流量计量装置，特指一种旋转活塞流量计因介质温度变化引起介质体积变化造成介质计量误差的修正方法。
背景技术
旋转活塞式流量计是一种容积式流量计，它的转子是一个定容积的容器，每转动一周，排出固定体积的流体，因此可以据此计算出旋转活塞式流量计单位时间内的流量或者一定时间内的流量。旋转活塞式流量计工作可靠、测量精度高、压力损失小，当介质粘度大于50cp时，粘度的变化对精度无影响，适用于不含固体颗粒介质的液体瞬时流量和累积流量的测量，常应用于昂贵介质或需要精确计量的场合，广泛应用在石油、化工、涂料、医药、食品等工业部门。
旋转活塞式流量计主要是由计量室、旋转活塞、隔板等部分组成，测量室底部有介质进口和介质出口分别和流量计的进口和出口相连，计量室内壁上下有环形导槽，旋转活塞的活塞销在环形导槽中绕计量室的中心转动，旋转活塞的径向凹槽槽口沿着隔板作直线往复运动，活塞与计量室内壁的接触线和隔板将计量室分隔为入口腔和出口腔两部分，旋转活塞在入口腔和出口腔液体压差的推动下转动，每旋转一周，将定量的液体从进液孔输送到出液孔。旋转活塞流量计是基于将测量室连续充满和排空原理进行液体流量测量的。
众所周知，许多体积流量仪表都存在温度对测量流量精度的影响，它可以通过补偿、选型等方法来最大限度地克服这种影响。然而许多生产装置，特别是化工装置，对流量的要求比较高，化学反应是考虑质量流量，而不是体积流量。质量流量（M）与体积流量（Q）的关系是：M=ρ·Q（ρ是介质密度），在体积流量不变的情况下，如果流体介质密度发生变化，则质量流量将随之而改变；对于液体介质，压力对密度影响甚微，可以忽略不计;但是温度对密度的影响就不能忽视。
由于这种误差是由旋转活塞流量计外部因素（温度变化）引起的，而且对工艺影响较大，化学反应只与物质的质量（或者说摩尔数）有关，而与物质的体积无关。因此，要保证介质的质量流量不变，在温度发生较大变化时，就必须考虑对体积流量的误差修正，而这种修正不能通过旋转活塞流量计本身来修正，也不能通过更换配比齿轮或乘以系数k的方法来修正，而只能通过改变体积流量的设定值来修正，需要修正调节旋转活塞流量计测量介质流量体积来保证测量质量流量的目的。
发明内容
针对诸多液体介质温度变化引起介质密度变化，生产过程和装置需要精确计量的质量流量而不是体积流量的情况，采用旋转活塞流量计进行介质流体计量，要保证介质的质量流量不变，在温度发生较大变化时，就必须考虑对对体积流量的误差修正。本发明提供了一种旋转活塞流量计因介质温度变化引起计量误差的修正方法，利用温度修正系数来调整温度变化后的介质的体积流量，从而保证介质的质量流量准确和稳定。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种旋转活塞流量计，如图1所示，主要由测量室、旋转活塞、测量室销、隔板、活塞销、导环、介质进口、介质出口和自动测量控制系统组成。
对于特定的流体介质，工艺过程需要的质量流量M一定，确定一个基准温度T，如25℃，该温度下应的介质密度为ρ，对应的体积流量为Q；实际的操作工艺过程中，温度的变化范围为T1～T2，对应的介质密度范围为ρ1～ρ2（介质在不同温度下的密度可以实验测定或查阅相关手册得到），对应的体积流量分别为Q1、Q2；由于实际的操作工艺过程中需要介质的质量流量不变，则有：
M=ρ×Q=ρ1×Q1=ρ2×Q2；
由上式可以得到：
Q1=ρ×Q/ρ1=Q×ρ/ρ1；
Q2=ρ×Q/ρ2= Q×ρ/ρ2；
ρ/ρ1与ρ/ρ2则可作为某特定的温度的相对于某基准温度的温度修正系数K，来进行体积流量的调节和修正，则有：
K1=ρ/ρ1 ①
K2=ρ/ρ2 ②
Q1= K1×Q； ③
Q2= K2×Q； ④
在生产实际操作过程中，介质的温度和该温度对应的介质密度存在一一对应关系，介质在不同温度下的密度可以实验测定或查阅相关手册得到，相对于基准温度T的特定温度t下的kt则可以通过旋转活塞流量计的自动测量控制系统，通过点对点计算与赋值，很方便就能实现。
一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法，采用如下的标定修正步骤：
（1）选定基准温度T与确定该温度下的介质密度ρ；
（2）确定生产实际操作过程中介质可能出现的最高温度tmax和最低温度tmin；
（3）通过实验测定或查阅相关手册得到最高温度tmax和最低温度tmin之间各温度对应的介质密度；
（4）对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行点对点赋值；
（5）通过温度传感器自动测量介质温度，并变送至旋转活塞流量计的自动测量控制系统，根据式（1）或式（2）进行该温度下温度修正系数k的计算；
（6）旋转活塞流量计的自动测量控制系统利用计算得到的温度修正系数k，依据根据式（3）或式（4）对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，从而保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法，通过实验测定或查阅相关手册得到最高温度tmax和最低温度tmin之间各温度及确定的基准温度对应的介质密度，对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行赋值和计算，利用得到的温度修正系数对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，从而保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确，从而保证了在温度发生较大变化时仍能实现工艺过程的精确与稳定，满足生产需要。
附图说明
图1为本发明的一种旋转活塞流量计结构和测量原理示意图；
图1中：1. 测量室，2. 旋转活塞，3. 测量室销，4. 隔板，5. 活塞销，6. 导环，E. 介质进口，A. 介质出口。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：
一种旋转活塞流量计，如图1所示，由测量室1、旋转活塞2、测量室销3、隔板4、活塞销5、导环6、介质进口E、介质出口A以及自动测量控制系统组成。
一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法，我们以化工原料中乙二醇为例，1台旋转活塞流量计，精度为0.5级，测量范围为0.6～6m3/h，工艺要求设定控制流量为2.5m3/h，介质温度为180℃。若温度变为165℃与190℃时，则在质量流量不变的情况下，体积流量将发生变化，并出现流量示值偏离给定值，出现示值超差现象；我们采用如下的修正步骤
（1）选定基准温度为180℃，经查阅180℃时乙二醇密度ρ为986kg/m3，设定控制流量Q为2.5m3/h，其质量流量：
M=ρ×Q=986kg/m3×2.5m3/h=2465kg/h；
（2）确定生产实际操作过程中介质可能出现的最高温度tmax为190℃和最低温度tmin165℃；
（3）通过实验测定或查阅相关手册得到最高温度190℃和最低温度165℃之间各温度对应的介质密度，在965kg/m3与1000kg/m3之间；
（4）将最高温度190℃和最低温度165℃之间各温度对应的介质密度对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行点对点赋值；
（5）通过温度传感器自动测量介质温度，如自动测量介质温度为165℃，并变送至旋转活塞流量计的自动测量控制系统，根据式①或式②进行计算，则165℃温度下温度修正系数k：
k1=ρ/ρ1=965/1000=0.965
（6）旋转活塞流量计的自动测量控制系统利用计算得到的温度修正系数K，依据根据式③或式④对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，165℃温度下，乙二醇体积流量Q1：
Q1=k1×Q=0.965×2.5m3/h=2.465m3/h
165℃时将旋转活塞流量计的体积流量自动调节到2.465m3/h，即可保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确，达到了修正目的，满足工艺对测量的要求。
本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法，所述旋转活塞流量计，如图1所示，主要由测量室、旋转活塞、测量室销、隔板、活塞销、导环、介质进口、介质出口和自动测量控制系统组成；计量误差的修正方法其特征是，通过实验测定或查阅相关手册得到测量介质的最高温度和最低温度之间各温度及确定的某基准温度对应的介质密度，对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行温度及其对应的密度赋值和计算，利用得到的温度修正系数对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，从而保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确，保证了在温度发生较大变化时仍能实现工艺过程的精确与稳定，满足生产需要。
2.如权利要求1所述的一种旋转活塞流量计介质温度变化计量误差的修正方法，其特征是，采用如下的修正步骤：
（1）选定介质的某温度为基准温度，并确定该温度下的介质密度ρ，通过实验测定或查阅相关手册得到；
（2）确定生产实际操作过程中介质可能出现的最高温度tmax和最低温度tmin，温度；
（3）通过实验测定或查阅相关手册得到介质最高温度tmax和最低温度tmin之间各温度对应的介质密度；
（4）对旋转活塞流量计的自动测量控制系统进行点对点介质温度及其对应的密度赋值；
（5）通过温度传感器自动测量介质温度，并变送至旋转活塞流量计的自动测量控制系统，根据式①或式②进行该温度下温度修正系数k的计算；
（6）旋转活塞流量计的自动测量控制系统利用计算得到的温度修正系数k，依据根据式③或式④对旋转活塞流量计的体积流量进行自动调节和修正，从而保证旋转活塞流量计的质量流量的稳定和精确。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4631951A (en) * 1984-08-04 1986-12-30 Bopp & Reuther Gmbh Arrangement for testing a flow meter

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张建强: "旋转活塞流量计的测量误差及修正", 《自动化与仪器仪表》 *

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