容积式流量计（Positive Displacement Flowmeter，简称PD流量计）是工业流量测量领域历史悠久的精密仪表，其基本原理是利用机械测量元件将流体连续不断地分割成单个已知体积的部分，通过计数该体积部分的次数来测量流量总量。
与差压式、超声波、电磁等基于速度或其他物理原理的流量计不同，容积式流量计采用直接体积测量方式，类似于用标准容器逐次计量液体体积的过程，因此具有精度高、重复性好的特点。
容积式流量计已有一百多年的发展历史，从早期的椭圆齿轮流量计发展到如今的多种类型，广泛应用于石油、化工、燃气、食品、医药等行业，在贸易交接、精确配料、能源计量等场合发挥着重要作用。
容积式流量计的测量原理根植于"定量分割、逐次计量"的思路。流体进入流量计后，在进出口压差的作用下推动转子转动，转子与壳体之间形成的密闭计量腔室会不断地将流体从入口侧"搬运"到出口侧。
每转动一周，就有固定体积的流体通过流量计。通过测量转子的转动次数或转速，就可以计算出通过的流体体积总量和瞬时流量。计量腔室的体积由加工精度保证，经过校准后可以实现很高的测量精度。
对于容积式流量计，理论体积流量可以用以下公式表示：
Q = n × V
其中，Q为体积流量，n为转子转速（或单位时间内的计量次数），V为每转的排量（即计量腔室的体积）。
实际应用中，由于存在滑漏，实际流量略大于理论计算值，需要引入仪表系数进行修正。仪表系数通常通过实流标定获得。
实际的容积式流量计中，由于转子与壳体之间存在微小的工作间隙，会有少量流体未经计量而通过间隙泄漏到出口侧，这种现象称为"滑漏"或"漏失"。
滑漏量的大小与多个因素有关：
进出口压差：压差越大，滑漏量越大
介质粘度：粘度越高，滑漏量越小
间隙大小：间隙越大，滑漏量越大
流量大小：流量越小，滑漏量占比越大
这也是容积式流量计小流量精度下降的主要原因，同时也是其适合高粘度流体测量的原因之一。
容积式流量计有多种类型，各有特点和适用场合。以下是常见类型的对比：
| 类型 | 测量元件 | 精度等级 | 适用介质 | 典型管径 | 主要特点 |
|---|
| 椭圆齿轮流量计 | 一对椭圆齿轮 | ±0.2%~±0.5% | 清洁液体（油品等） | DN10~DN100 | 精度高、体积小、结构紧凑 |
| 腰轮（罗茨）流量计 | 一对腰形轮 | ±0.2%~±0.5% | 液体、气体 | DN15~DN300 | 磨损小、寿命长、适用范围广 |
| 刮板流量计 | 带刮板的转子 | ±0.1%~±0.2% | 液体、气体 | DN50~DN500 | 压损小、流量大、精度高 |
| 往复活塞式流量计 | 活塞与缸体 | ±0.2%~±0.5% | 小流量液体 | DN4~DN50 | 精度高、流量小、适合高粘度 |
| 旋转活塞式流量计 | 旋转活塞 | ±0.5%~±1.0% | 清洁液体 | DN15~DN100 | 结构紧凑、压损小 |
| 双转子流量计 | 一对螺旋转子 | ±0.2%~±0.5% | 原油、成品油 | DN25~DN300 | 运转平稳、噪音低、流量大 |
椭圆齿轮流量计是应用较为广泛的容积式流量计之一。测量室中装有一对互相啮合的椭圆齿轮，在流体压差作用下交替转动，每转一周排出四个月牙形体积的流体。
椭圆齿轮流量计精度高、结构紧凑、体积小，适合清洁油品的贸易交接计量。但由于齿轮直接啮合，磨损相对较快，对介质清洁度要求高。
腰轮流量计的测量元件是一对互相啮合的腰形轮。与椭圆齿轮不同，腰轮之间不直接接触传动，而是通过壳体外的同步齿轮带动，因此磨损小、寿命长，可测量较大流量。
腰轮流量计可测液体也可测气体，广泛用于天然气和油品的贸易交接计量，耐压等级较高，适合高压场合。
刮板流量计的转子上装有可伸缩的刮板，随转子转动的同时沿径向伸缩，与壳体之间形成封闭的计量腔。刮板流量计耐压高、压损小、流量范围大，适合大口径、大流量的油品和气体测量。
活塞式流量计分为往复活塞式和旋转活塞式两类，精度高、流量小，特别适合小流量、高粘度流体的测量，在燃油消耗、润滑油计量、化学试剂配料等场合应用较多。
测量精度高：通常可达±0.2%~±0.5%，高精度型可达±0.1%，适合贸易交接等对精度要求高的场合。
量程比宽：通常可达10:1~100:1，能适应较大的流量变化范围，在流量波动较大的工况下仍能保持较好的测量精度。
对直管段要求低：不受上游流态畸变的影响，安装相对灵活，在安装空间受限的场合具有明显优势。这是因为容积式流量计基于体积分割原理，与流态分布无关。
适用粘度范围宽：特别适合高粘度流体的测量，这是许多其他类型流量计难以做到的。介质粘度越高，滑漏量越小，精度反而越好。
重复性好：短期重复性可达0.05%~0.2%，适合定量控制和配料系统。
可测介质种类多：可测量液体和气体，只要粘度合适、清洁度达标即可。
结构复杂、成本较高：零部件多、体积大、重量大，大口径下成本较高。因此容积式流量计通常用于中小口径。
存在活动部件：长期使用会有磨损，需要定期维护和校准。活动部件的磨损会导致间隙增大，滑漏量增加，精度下降。
对介质清洁度要求高：被测介质中不能含有固体颗粒，否则会加速磨损甚至卡死转子，通常需要在入口安装过滤器。
有一定压力损失：特别是在高流量低粘度工况下，压力损失较为明显。对于低压管线或对压损要求严格的场合需要注意。
适用温度范围有限：受材料热膨胀系数限制，温度过高或过低都会影响测量精度，甚至导致卡死。一般适用温度范围为-40℃~+120℃。
介质粘度是影响容积式流量计精度的重要因素。一般来说，粘度越高，滑漏量越小，精度越高；粘度越低，滑漏量越大，精度越低。
每种容积式流量计都有其适用的粘度范围。当粘度低于下限值时，小流量下的滑漏量会显著增加，导致精度下降。因此在选型时需要确保工作介质的粘度在流量计的适用范围内。
在正常的流量范围内，容积式流量计的精度较高。但当流量过小时，由于转速低，滑漏量占比增大，误差会明显增大。每种流量计都有一个较小流量值，低于该值时误差会超出允许范围。
当流量过大时，转子转速过高，磨损加剧，压力损失增大，甚至可能损坏流量计。因此也不能长期在较大流量以上运行。
温度变化会导致流量计各零部件的热胀冷缩，改变计量腔的体积和转子与壳体之间的间隙，从而影响测量精度。高温下材料膨胀可能导致间隙减小，严重时甚至卡死；低温下材料收缩可能导致间隙增大，滑漏量增加。
压力变化对容积式流量计的影响相对较小，但高压下壳体可能会有微小变形，影响计量精度。对于气体容积式流量计，压力变化还会影响气体的密度和压缩因子，需要进行压力补偿才能得到标准状态下的体积流量。
长期使用后，转子、壳体、轴承等活动部件会产生磨损，导致间隙增大、滑漏量增加，测量精度逐渐下降。
定期维护、润滑和校准是保证容积式流量计长期稳定工作的重要措施。对于磨损严重的部件需要及时更换。
介质特性：确认介质类型（液体/气体）、粘度范围、清洁度、腐蚀性、温度和压力。
流量范围：常用流量宜在量程的30%~80%之间，确保最大最小流量都在有效范围内。
精度要求：贸易交接通常要求0.2级或更高，过程控制一般0.5级即可。
安装条件：安装方式、管道口径、直管段条件、安装空间等。
其他要求：防爆要求、信号输出方式、显示方式、电源要求等。
安装方向：一般要求水平安装，特殊型号可垂直安装。注意壳体上的流向箭头与流体流向一致。
直管段要求：对上游直管段要求较低，一般前5D后2D即可满足要求。
过滤器安装：入口侧必须安装过滤器，过滤精度一般为80~200目。气体测量可能还需安装消气器。
阀门配置：前后应安装截止阀，旁通管路上安装旁通阀，便于不停产维护检修。
投运操作：投运时先缓慢开启入口阀，让流体缓慢充满流量计，再开启出口阀，避免流体突然冲击损坏转子。
定期检查运行状态，包括指示是否正常、有无异常噪音和泄漏。
定期清理过滤器，防止堵塞导致压损增大和流量不足。
定期校准，一般为1~2年一次。贸易交接用流量计需按规定强制检定。
有润滑油的流量计需定期检查油位，更换润滑油。
出现异常情况如流量显示异常、噪音增大、压损过大等，应及时检查处理。
石油化工：原油、成品油、润滑油、溶剂等的贸易交接和过程计量
天然气与燃气：城市门站、工商业用户、加气站等场合的燃气计量
食品饮料：糖浆、食用油、酒类等的流量测量和配料控制
医药化工：溶剂、原料药、添加剂等的精确计量和配料
航空航天与船舶：发动机燃油消耗测量、燃油 bunkering 交接计量
容积式流量计作为一种经典的流量测量技术，凭借其高精度、宽量程、低直管段要求等优点，在工业计量领域占据着重要地位。随着新材料、新工艺的应用和智能化技术的发展，容积式流量计也在不断改进，继续为各行业的流量测量提供可靠的解决方案。
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更新时间：2026-07-13 
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