寶德流量計的流量計算和選型安裝

寶德流量計結構和原理的基礎上，結合其技術特點和應用需求，從流量計算、量值修正以及流量計技術選型和安裝要求等方面進行了較為系統的論述和研究。 希望能為廣大計量工作者更好的掌握轉子流量計應用技術，實現對流量的準確測量提供幫助。

0 引言

寶德流量計是常用的節流式流量計之一，具有結構簡單、制造容易、測量范圍寬 ( 量程比可達 10:1) 、測量度較高 ( 誤差 ±5％ 左右 ) 、示值直觀、維護方便、壓損小等優點，是現代生活和工業生產中應用廣泛的計量器具。

在計量技術水平日益發展、測量精度需求不斷提高的今天，計量工作者只有全面了解轉子流量計的結構原理、流量計算、量值影響因素與修正方法、以及流量計的選型、安裝要求，才能選出需求的計量儀表，實現測量效果。 作者希望本文給計量工作者帶來些許幫助。

1 德流量計結構原理簡析

1.1 結構分析

寶德流量計由兩部件組成， 一是從下向上逐漸擴張的錐形管，二是置于錐形管中，可沿管中心線上下移動、密度比流體稍大的轉子（圖1 轉子流量計原理圖）。錐形管由玻璃、塑料或金屬材質制成。 玻璃或塑料材質的錐形管上刻有流量刻度，透過錐管可看到透明流體中轉子的位置及所對應的刻度值； 金屬材質錐形管中轉子位置通過磁性耦合等方式傳遞管外，在面板上顯示量值。

1.2 工作原理

當測量流體的流量時，流體從錐形管下端流入沖擊轉子，對它產生一個作用力，力的大小隨流量大小而變化；當流量足夠大時，所產生作用力將轉子托起，使之升高；流體經轉子與錐形管壁間的環形斷面從上端流出。 當流體對轉子的作用力等于轉子重量時，轉子因受力平衡而停留在某一位置；這個位置與流量有相互對應的關系，據此位置，即可求得流量值。

1.3 流量計算

寶德流量計轉子在錐形管中受三個力：重力、動壓力和浮力，三力平衡時，轉子重力 = 動壓力 + 浮力。 當流速變大或變小時，轉子將向上或向下移動，流體流動的截面積也發生變化，直至達到平衡時對應的流速，轉子在新的位置上穩定。因此，轉子穩定時受力關系公式如下：

V （ ρ t －ρ f ） g＝△p · A （ 1 ）

其中： ρ t - 轉子密度； ρ f - 流體密度； g-  重力加速度； V- 轉子體積；△p- 轉子前后壓差； A- 轉子大截面積。

寶德流量計結合公式（ 1 ），并參照孔板流量計流量與節流壓差間的關系方程式：

公式1【公式1】

得轉子流量計流量公式：

公式2【公式2】

其中： Q v - 流量值； a 0 - 流量系數（與轉子形狀、流體狀態、流量計結

構和流體物理性質等因素有關， 只能由實驗來確定）； A 0 - 環隙面積，對應于轉子高度 h ；近似有： A 0 =ch ；系數 c 與轉子和錐形管的幾何形狀及尺寸有關； ρ t - 轉子密度； ρ f —流體密度； A t - 轉子大截面積。

流量方程式可寫成：公式3【公式3】

由公式（ 4 ）可知，轉子的停浮高度 h 與流量 q v 成對應關系；根據高度的不同來標刻流量值，即可在實際應用中即時讀取流量值。

2 測量值的流體相關性修正

2.1 測量值修正分析

從式（ 4 ）可知，被測流體的密度不同，流量大小與轉子高度之間的對用關系也不同。 因受標定設備的限制，生產廠商不可能對所有流量計都做實液標定，故測量非標定介質時，應對讀出的測量值進行修正，以保證度。

對于液體，其密度為常數，只需修正被測液體和標定液體不同造成的影響即可；而氣體因具有可壓縮性，還應考慮標定狀態和實際狀態不同時溫度和壓力的影響。