常见气体流量计的计量原理及控制系统

气体流量计是我们生产生活中很重要的流量测量仪表，其种类繁多，适用范围各异。本文综述了3种常见气体流量计（包括容积式气体流量计、差压式气体流量计及速度式气体流量计）的计量原理、特点及应用范围，并从控制芯片和软件平台两方面介绍了一般气体流量计所采用的控制系统，由此提出今后气体流量计改进的方向。

0 . 引言

随着工业生产的不断进步，对气体流量计量的要求越来越高。例如大流量、小流量、瞬态流量、质量流量等，均需要高质量的流量计。气体计量的方式很多，根据计量的原理不同，一般可分为容积式、差压式以及速度式等计量方式    ，与其对应的，主要有容积式气体流量计、差压式流量计和速度式气体流量计，本文拟针对以上   3 种气体流量计，探讨其计量原理、控制系统及研究进展。

1.  3种常见气体流量计的计量原理

1.1容积式气体流量计

容积式流量计是通过测定壳体与转子之间形成的容积来测量流体的体积流量。该流量计一般由4部分构成[2],如图1所示。根据容积式气体流量计本体部中不同的转子类型和结构,可以分为腰轮流量计、椭圆齿轮流量计、刮板流量计等。图1容积式流量计的基本组成Fig.1 Basic composition of volumetric fl owmeter腰轮流量计也称罗茨流量计,其计量部分有一对或者两对腰轮转子,在被测介质的作用下,流量计的出口端出现一个压差间产生一定容积的计量腔,其间充满被测介质。腰轮流量计一对(或两对)互相啮合的转子在流量计进出口压力差的作用下转动,被测介质在转子和流量计壳体之间随转子转动，被连续不断地分隔排出，最后通过一定的转换机构将排出介质的体积显示在计数器上.腰轮流量计具有结构简单牢固、工作性能稳定、量程范围宽、测量精度高等特点。但是其在使用过程中需要注入润滑油润滑齿轮和轴承，故可能发生漏油，并且大口径腰轮流量计体积较大，价格昂贵，对气质洁净度要求较高。

椭圆齿轮流量计是一种典型的容积式流量计量仪表，其工作原理是当被测介质流入时，在进出口压力差的作用下，在装置测量室中的一对相互啮合椭圆齿轮转子交替转动，将进口处的被测介质经月牙形腔体不断地从出口排出。

椭圆齿轮流量计转一圈排出介质的体积为 4 倍月牙形腔体的体积，最后通过一定的转换机构计算，将测量的介质流量显示出来。这种流量计的优点是精度高、结构简单、便于维护、价格便宜，应用范围也比较广泛。但是它对被测介质的清洁度要求较高，在较大流量时噪声较大。

刮板流量计是一种容积式流量计，其计量部分由刮板和内壳体及其安装在内壳体中的转子壳体组成，测出这些空腔的容积作为流量计的计量单元。当有介质流入时，流量计的进出口处会产生微小压差推动转子旋转，并不断将