[導讀] 介紹了腰輪流量計的結構原理，分析了它在使用過程中產生計量誤差的原因，并根據實踐經驗提出了消除和減少誤差的幾點參考性建議，以保證腰輪流量計的計量準確度，盡量減少經濟損失。
一、引言
腰輪流量計是一種容積式流量測量儀表，廣泛應用于油田管道輸送中的油品計量交接，其設計制造工藝已比較成熟，計量精度可達±0.2%（甚至±0.1%），可以實現各種油品的準確計量，是計量交接雙方普遍接受的一種計量器具。分析腰輪流量計的誤差因素，盡量減少計量誤差，使流量計始終運行在所要求的計量精度范圍內，有利于維護“科學、公平、公正”的計量交接原則，有效緩解交接雙方的矛盾，保證計量交接雙方的利益不受損失。
二、結構原理
腰輪流量計也稱羅茨流量計，分為立式和臥式兩種，主要由計量腔、密封連接和計數顯示三部分組成，圖1為腰輪流量計的總體結構框圖，圖2為腰輪流量計的結構圖。
腰輪流量計具有結構簡單、工作可靠、牢固耐用、測量精度高、量程范圍寬等特點。其工作原理是：當被測液體流經流量計時，在進出口端產生一個壓差，推動一對（或兩對）互相嚙合的腰輪轉子轉動。轉子在轉動過程中，轉子和流量計殼體之間形成一定容積的計量腔，其間充滿液體，隨轉子的轉動，被分隔連續不斷地排出，通過傳動機構將排出的體積顯示在計數器的表盤上，也可通過脈沖發信器進行信號遠傳。其工作過程如圖3所示。
三、誤差確定
腰輪流量計用于測量液體油品通過的體積量。測量是一個對比、示差、平衡和讀數的過程，如果這一過程是在理想的環境和條件下進行的，即一切影響都不存在，測量將是十分精確的，但在實際中并不存在理想條件，測量對象、測量方法、測量器具和測量者本身都要不同程度地受各種因素的影響；當這些因素變化時，必然影響測量示值的大小，使示值和“真值”之間出現差異，這個差異就是測量誤差。腰輪流量計的誤差主要是指在標準參比條件下，被測量油品通過流量計后的體積誤差或瞬時流量誤差。使用標準裝置對其檢定可以確定計量誤差的大小，按下列公式計算：
E＝（Q1－Q0）÷Q0X100%
ξ＝Q0÷Q1
式中 E —— 基本誤差；
Q1 —— 流量計計量流量；
Q0 —— 標準裝置的體積量；
ξ —— 流量計系數。
反映腰輪流量計流量和計量誤差關系的曲線，稱為誤差曲線。
四、誤差分析
1 裝置誤差
腰輪流量計因本身結構調整和量值沒有達到規定狀態產生的誤差，稱為裝置誤差。
腰輪流量計的誤差公式可表示為：
E＝1－q/α
其中q為轉子循環動作一次排出的油品體積，α為常數，二者同為體積單位，α是由齒輪傳動比和指針轉一周的刻度值所決定的，與流量計本身的結構有關，與油品的流量、黏度、溫度等因素無關。當α<q時，E<0為負差；當>q時，E>0為正差。
另外，腰輪流量計的腰輪通過一對導向齒輪互相嚙合，兩腰輪之間及它們與殼體內壁之間始終保持著動接觸狀態。當被測油品通過流量計時，有一小部分油品就會從兩轉子間及轉子與殼體內壁的間隙流過，這部分油品雖然經過流量計，但沒被計量，這種現象稱為泄漏。由于泄漏的存在，腰輪流量計流出的量總是多而指示的量少，呈負誤差。
2 附件誤差
由于流量計的輔助設備而造成的計量誤差稱為附件誤差。流量計的輔助設備主要包括過濾器、消氣器、壓力表、溫度計、發訊器等，這些設備的安裝位置及工作狀態都直接影響到流量計的測量。以溫度計為例，首先應符合精度要求，即使用最小分度值為0.2℃（或更精確）的全浸式溫度計；其次要合理安裝，測溫點應具有代表性，不在死角區，盡量避開電磁干擾。溫度計的保護管與管道垂直或成45°逆流安裝，端部應處于管道的中心區域內，管內應注入防凍保溫的液體。這樣，測量結果才能接近“真值”，否則就會造成較大的測量誤差。
3 壓力損失誤差
油品要推動腰輪轉子轉動，需要克服機械阻力和油品黏滯阻力，而造成壓力損失，引起油品泄漏。壓力損失越大，泄漏量就越多，測量誤差越大。
4 油溫誤差
油品溫度對計量誤差的影響有兩個方面：一方面溫度升高，油品中部分輕組分逸出，增大了液體體積，出現正誤差。另一方面隨著溫度升高，黏度下降，油品流動性增強，從而泄漏量增大，出現負誤差。
5 油質誤差
黏度較高的油品，流動性差，泄漏量小，誤差較小。含輕組分較高的油品，其中輕組分易于揮發變成氣體，油氣混合通過腰輪流量計時，流量計對油品的檢測量會大于實際通過的油品量，誤差E>0。蠟量高的油品，當溫度偏低時，易于結蠟，使計量腔減少，誤差E<0 。
6 人為誤差
由于測量者固有習慣，對事物變化的反應速度、分辨能力等有所不同而造成的記錄信號超前或滯后，讀取測量數據時產生偏差，或油量換算中出現查表失誤、計算錯誤等等，這些情況都會造成不同程度的誤差。
五、幾點建議
1、腰輪流量計的型號應與現場流程、油品排量相匹配，工作流量為最大值的1/3～2/3范圍內。腰輪流量計及其輔助設備的配置應符合規程要求，如有不合理處，應盡快整改。
2、日常使用中要嚴格按要求操作和維護，倒換流程要平穩，拆裝流量計要小心輕放，及時加注潤滑油，保證流量計安全平穩運行。
3、流量計前后壓差應小于0.05MPa，若大于此值，可能存在雜質堵塞，重者腰輪轉子卡死，導致憋壓噴油，嚴重影響生產。因此，應定期檢查、清洗、更換過濾器的濾網，確保流量計正常運行。
4、若油品含氣量較大、流態不穩定，須安裝消氣器和整流器。黏度較大、溫度過高的油品通過流量計前應進行降黏降溫處理。
5、根據檢定周期，按時送檢流量計，及時調整齒輪比等。現場使用情況異常時，應縮短檢定周期，及時維修檢定，排除故障。
6、加強職工的工作責任心，引導他們熟練掌握操作規程，提高職工業務素質，盡量減小人為誤差。