影響羅茨氣體流量計計量準確性的原因分析

1 羅茨氣體流量計原理

羅茨氣體流量計屬于容積式氣體流量計，它具有測量準確度高、安裝靈活、節(jié)省空間的特點。

羅茨氣體流量計主要由計量室、共軛轉(zhuǎn)子和計數(shù)裝置等部件構(gòu)成。裝于計量室內(nèi)的一對共軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（P入>P出）作用下，兩轉(zhuǎn)子交替承受轉(zhuǎn)動力矩。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，則輸出四倍計量室有效容積的氣體，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機構(gòu)，傳遞到機械計數(shù)器，從而顯示輸出氣體的累計體積量。其計量過程和工作原理如圖1所示（圖中僅表示了四分之一周期）。

圖1 羅茨氣體流量計工作原理圖

2 影響流量計準確度的幾個因素

從原理中不難看出，影響流量計計量準確度的關鍵件主要是計量室和轉(zhuǎn)子，這兩種部件的加工精度直接影響到裝配后的流量計計量準確度。以前我廠采用成型銑刀來加工轉(zhuǎn)子，結(jié)果效果并不好，加工出來的轉(zhuǎn)子型面的對稱性差，因此計量準確度一直保持在1.5級，很難再提高。后來全部采用加工中心加工，保證了轉(zhuǎn)子和計量室的對稱度。除此之外，轉(zhuǎn)子的動平衡也是關鍵因素，每個轉(zhuǎn)子加工完畢后都或多或少存在不平衡量，而這些不平衡量一般主要影響流量計的始動流量，進而影響小流量時的計量準確度。

同步齒輪加工精度影響流量計的計量準確度和運行時的噪音，同步齒輪的作用是保證兩個共軛轉(zhuǎn)子無論轉(zhuǎn)到任何角度都能保持一定的間隙。兩個轉(zhuǎn)子的間隙根據(jù)流量計口徑的不同而變化，一般小口徑的流量計保持在0.1mm左右，大口徑的保持在0.4mm左右。間隙的大小直接影響計量的準確度：間隙大，氣體通過間隙流失的相對較多，造成流量計計量準確度降低，然而，燃氣中比較大的顆粒雜質(zhì)也可以通過間隙，不對計量造成影響。反之，間隙小，通過間隙損失的氣體量就少，流量計計量準確度就增大，大的顆粒雜質(zhì)不易通過間隙，從而造成流量計卡表，使流量計不能正常工作。

標準件的選用也能影響流量計的計量準確性，標準件中最主要的就是軸承，我廠主要選用SKF，NSK進口軸承。為了降低流量計的始動流量，將軸承一端的防塵蓋挑開，將軸承內(nèi)部的潤滑油脂洗出，因為油脂在軸承轉(zhuǎn)動過程中會產(chǎn)生阻尼。在流量計使用過程中，采用飛濺潤滑的方式對軸承潤滑，使軸承及時散熱，延長軸承的使用壽命。

上述分析的是流量計本身零部件對流量計計量的準確度造成的影響，在實際使用操作過程中也有許多其他情況對流量計的計量造成影響。主要有以下幾個方面：

1）高壓計量低壓用氣。就是將計量室安裝到高壓管道上，然后通過調(diào)壓器調(diào)壓，用氣戶在低壓管道上用氣，當?shù)蛪汗艿赖挠脷鈶粲脷饬坎淮髸r，根據(jù)氣體狀態(tài)方程，在溫度相差不多時，低壓管道的小流量反算到高壓管道流量會更小，甚至這個流量達不到流量計的始動流量。流量計不計數(shù)。所以會引起較大的計量誤差。

2）不合理的管道設計可能造成較大的計量誤差。圖2為實際的管道安裝簡圖，兩條并聯(lián)的管道，當主管網(wǎng)用氣時，分管網(wǎng)手動閥關閉。流量計計量正常，當分管網(wǎng)也用氣時，手動閥打開，由于主管道的氣體由分管道分流一部分，會使主管道內(nèi)的氣壓下降，使得1號流量計表前的壓力小于表后的壓力，流量計反轉(zhuǎn)，流量計也累積流量，造成了雙倍計量。為避免這種情況必須在1號流量計前面安裝一個單向閥。

圖2 管道安裝簡圖

3）安裝方式正確有助于提高流量計的計量準確性和延長使用壽命。流量計安裝到管道上時，應保證流量計表體上的螺紋孔和管道法蘭的螺孔對準，保證法蘭的平行度，避免流量計承受其他外力，防止表體受力變形，使流量計卡死。開啟流量計時，應先打開前閥門，然后緩慢打開后閥門，使流量計有壓啟動，避免由于氣錘效應，氣體把流量計轉(zhuǎn)子沖擊變形，造成流量計卡死。(end)