第六节 流量计

为精确测量在管道中输送的液体原料，提高计量精度，在现代聚氨酯设备上还普遍装备了各种各样的流量计。常用的流量计有靶式流量计、差压式流量计、转子式流量计、容积式流量计等。其中容积式流量计又称为定排量流量计，它在流量计仪表中是计量精度较高的，性价比高，因此，在聚氨酯工业设备的配置上经常选用这类流量计。

螺杆式流量计属容积式流量计系列。两根高精度螺杆轴相互啮合，当流体沿轴向流动穿过装置时推动螺杆旋转，形成独立的容腔，对流体进行不断地吸入和排出。同时，传感器对连接在螺杆轴上的传感轮进行扫描测量。该类流量计工作压力高，而压力降却非常低；不会造成压力脉冲和流量脉冲，测量精度高，在整个测量范围中误差≤0.1%；对于黏度为20mm²/s，1∶150，全量程内精确度误差≤±0.2%；重复性好；输出信号不受温度约束，适用温度范围广；使用电子设备显示操作状态，操作可靠性高。

例如德国克拉赫特（Kracht）公司的SVC型螺杆式流量计（图2-37），卡尔（Kral）公司的OMG系列螺杆式流量计，德国流体系统公司（German Fluid System，GFS）公司的RS系列螺杆式流量计（图2-38）。这三家公司的部分流量计的技术参数分别列于表2-18～表2-20中。

图2-37　Kracht公司SVC型螺杆式流量计结构示意图

1—外壳；2—测量系统；3—滚动接触轴承；4—传感轮和传感器；5—O形密封圈；6—连接件

图2-38　GFS公司RS系列螺杆式流量计

表2-18　SVC螺杆式流量计技术参数（德国克拉赫特-Kracht公司资料）

① 分辨率（K系数），对两测量通道进行4倍评估。黏度范围：1～1×10⁶mm²/s（取决于流量）。

表2-19　GFS公司RS系列流量计技术参数

① 括号内流量为最大流量；计量精度±0.3%（RS800为±0.5%）；黏度＞21mm²/s；重复精度±0.05%；黏度范围1～1×10⁶mm²/s。

表2-20　KRAL公司OMG系列流量计技术参数

注：对于大流量的流量计，还有OMG、OMX、OMH系列。

另一种常用的容积式流量计是齿轮式流量计。根据齿轮马达原理，测量齿轮由液体流动驱动，齿轮每转动一个齿时在盖板内的两个无接触的传感器就会接收一个齿容量的信号，然后通过前置放大器将信号转换为方波信号。在整个测量范围内，线性误差小于±0.1%，测量值的重复精度误差小于0.1%。例如，克拉赫特（Kracht）公司VC系列齿轮式流量计就是这类流量计，其结构示意图列于图2-39中，其技术参数列于表2-21中。

图2-39　Kracht公司VC系列齿轮式流量计结构示意图

1—壳体；2—盖板；3—齿轮；4—前置放大器；5—连接器；6—传感器；7—轴承配件

表2-21　Kracht公司VC系列齿轮流量计技术参数

威仕（VSE）齿轮式流量计有3个系列：VSI系列（高分辨率型）、VS系列（标准型）和EF系列（经济型）。其标准型齿轮流量计的技术参数列于表2-22中。

表2-22　威仕齿轮式流量计技术参数

注：噪声等级最大72dB；介质温度（标准型）?40～120℃；前置放大器10～28V（DC）。

图2-40是厦门宏控自动化仪表有限公司生产的HKC系列科里奥利质量流量计，其结构见图2-41。

图2-40　HKC系列科里奥利质量流量计

图2-41　流量计U型管结构示意图

1—支撑管；2—测量管；3，6—电磁检测探头；4—驱动线圈；5—外壳

质量流量计测量的基本原理是直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的克里奥利力。然而，通过旋转运动产生克里奥利力是困难的。目前均以产生的管道振动所代替，即使用在两端固定的薄壁测量管的中间处，由测量管谐振的频率所激励，在管内流动的流体产生克里奥利力，使测量管中间点的前后两个半段生产方向相反的挠曲。使用电磁学方法检测挠曲量，即可获得流体的质量流量。同时，由于流体密度会影响测量管的振动频率，而频率与密度有着固有的关系，因此，质量流量计还可以测量流体的密度。

克里奥利质量流量计由流量传感器和转换器（或流量计算机）两部分组成。从图2-41可以看出，该流量传感器主要由支撑管1、两根U型测量管2、测量管振动激励系统中的驱动线圈4、检测测量管挠曲的电磁检测探头3和6，以及测温组件等组成。转换器主要由振动激励系统的振动信号发生单元、信号检测和信号处理单元等组成。相关技术参数参见表2-23。流体流量测量范围见表2-24。

表2-23　HKC系列质量流量计技术参数

表2-24　流体流量测量范围