แต่ละรอบขององค์ประกอบที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนย้ายปริมาตร . หากชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเสร็จสมบูรณ์
รอบ ปริมาณเชื้อเพลิงรวม
ที่ผ่านเครื่องวัดอัตราการไหลได้คำนวณโดย:
การเคลื่อนไหวทางกลของส่วนประกอบจะถูกส่งผ่านกลไกเฟืองไปยังตัวระบุตำแหน่ง ซึ่งจะเลื่อนตัวชี้บนหน้าปัด หน้าปัดนี้จะแสดงปริมาณเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ไหลผ่านมาตรวัดอัตราการไหล
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเฟืองวงรี (Oval gear flow meter) เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรแทนที่เป็นบวกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นเครื่องวัดอัตราการไหลเชื้อเพลิงเชิงกลที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย โดยวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงโดยการวัดปริมาตรคงที่ซ้ำๆ เครื่องวัดอัตราการไหลชนิดนี้เป็นที่รู้จักในด้านอัตราการไหลแบบทิศทางเดียว จึงถูกเรียกว่า "เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรแทนที่เป็นบวก" ในหลายพื้นที่ เครื่องวัดอัตราการไหลชนิดนี้มีประวัติความเป็นมาอันยาวนานและสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง โดยมีข้อดีที่โดดเด่นดังนี้:
1. ความแม่นยำในการวัดสูง: บรรลุข้อผิดพลาดสัมพันธ์ที่ ±0.1% ถึง ±0.5% ความแม่นยำของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบเฟืองวงรีไม่ได้รับผลกระทบจากประเภทน้ำมันเชื้อเพลิง ความหนืด ความหนาแน่น หมายเลขเรย์โนลด์ หรือความยาวของส่วนท่อตรงด้านต้นน้ำและด้านปลายน้ำ
2. ช่วงการวัดกว้าง: เครื่องวัดอัตราการไหลของเฟืองรูปวงรีมีความแม่นยำถึง 0.5 ในช่วง 10 โดยให้การวัดน้ำมันเชื้อเพลิงสะสมที่แม่นยำ จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในการวัดวัสดุ
3. มีประสิทธิภาพที่ค่าเรย์โนลด์สต่ำ: วัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความหนืดสูงและอัตราการไหลต่ำด้วยความแม่นยำสูง แม้ในสภาวะที่มีค่าเรย์โนลด์สต่ำ สามารถใช้เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความหนืดสูงได้
4. ท่อตรงสั้นเมื่อติดตั้งตัวจ่ายเชื้อเพลิงเชิงกล: ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสถานที่โดยมีข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับท่อตรงต้นน้ำและปลายน้ำ
อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียหลายประการที่เกี่ยวข้องกับมาตรวัดอัตราการไหลของเชื้อเพลิงประเภทปริมาตรเชิงบวกที่ต้องพิจารณา:
1. ขนาดและความซับซ้อน: สำหรับอัตราการไหลที่เท่ากัน มาตรวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรบวกมักจะมีขนาดใหญ่กว่าเนื่องจากมีปริมาตรมากกว่าและมีชิ้นส่วนทางกลมากกว่า กระบวนการประกอบมีความซับซ้อนมากกว่า ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น
2. ความไวต่อสารปนเปื้อน: โดยทั่วไปแล้วมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงเหล่านี้จะมีความไวต่ออนุภาคและสารปนเปื้อนในน้ำมันเชื้อเพลิง การติดตั้งตัวกรองก่อนส่งอาจเพิ่มการสูญเสียความดัน นอกจากนี้ ส่วนประกอบต่างๆ เช่น โรเตอร์และตัวเรือนยังต้องทำความสะอาดเป็นระยะ ซึ่งเพิ่มภาระการบำรุงรักษา
3. ความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหล: การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลบ่อยครั้งอาจทำให้ชิ้นส่วนที่หมุนเสียหายได้ สิ่งสำคัญคือต้องหลีกเลี่ยงการเปิดหรือปิดวาล์วกะทันหันใกล้กับมาตรวัดอัตราการไหลดีเซล เนื่องจากการกระทำดังกล่าวอาจนำไปสู่ความเสียหายของเครื่องมือวัดได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมโดยผู้ปฏิบัติงาน
แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านี้ มาตรวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรจ่ายบวก ก็ยังคงเป็น เครื่องมือวัดอัตราการไหลของเชื้อเพลิง ที่ได้รับความนิยมและเชื่อถือได้ เนื่องจากมีความแม่นยำสูงและอายุการใช้งานยาวนาน มักถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การวัดและการค้าน้ำมัน การผลิตเบา การแปรรูปอาหาร และภาคส่วนอื่นๆ
การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของมาตรวัดอัตราการไหลของเชื้อเพลิงเชิงกลอย่างแม่นยำ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยสำคัญหลายประการ โดยถือว่ามาตรฐานความแม่นยำในการตัดเฉือนและการประกอบเป็นไปตามที่กำหนด สาเหตุหลักของข้อผิดพลาดเชิงระบบ ได้แก่ การรั่วไหลหรือการลื่นไถล ซึ่งเกิดจากระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนวัด (เช่น โรเตอร์ ใบพัด หรือลูกสูบ) กับช่องว่างภายในตัวเรือน อีกปัจจัยสำคัญคือการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของห้องวัด ซึ่งอาจเกิดจากการเสียรูปของตัวเรือนที่เกิดจากแรงดันของไหล ความเค้นเชิงกล และความผันผวนของอุณหภูมิ
การรั่วไหลได้รับอิทธิพลจากขนาดช่องว่าง ความหนืดของของไหล และความแตกต่างของแรงดันระหว่างทางเข้าและทางออกของเครื่องวัดอัตราการไหล (ซึ่งสัมพันธ์กับความต้านทานการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนวัด กลไกส่งกำลัง และความต้านทานการไหลของของไหลภายในตัวเรือน) แม้ว่าการลดช่องว่างให้น้อยที่สุดจะช่วยลดการรั่วไหลได้ แต่ก็เพิ่มความซับซ้อนในการผลิตและมีความเสี่ยงต่อการติดขัดของชิ้นส่วนที่กำลังเคลื่อนที่ หรืออย่างน้อยที่สุดก็เพิ่มความต้านทาน ดังนั้น ช่องว่างนี้จึงไม่สามารถลดให้เหลือน้อยที่สุดได้ ความต้านทานการหมุนของโรเตอร์ ซึ่งถูกเอาชนะด้วยความแตกต่างของแรงดันระหว่างทางเข้าและทางออก ประกอบกับการสูญเสียแรงดันที่เกิดจากความหนืดของของไหลภายในห้องวัด ล้วนมีส่วนทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดันโดยรวมที่ผลักดันให้ของไหลรั่วไหลผ่านช่องว่าง ปัจจัยต่างๆ เช่น การเพิ่มช่องว่าง การลดความหนืด การเพิ่มความแตกต่างของแรงดัน การเพิ่มความหนาแน่น และความต้านทานการหมุนที่เพิ่มขึ้น ล้วนเป็นปัจจัยที่ทำให้การรั่วไหลรุนแรงขึ้น สำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรที่มีความแม่นยำสูง การลดการรั่วไหลให้เหลือน้อยที่สุดถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยกำหนดให้โรเตอร์หมุนได้อย่างอิสระด้วยแรงบิดต้านทานที่น้อยที่สุด รับรองว่ามีความต่างของแรงดันเพียงเล็กน้อย รักษาช่องว่างให้เล็กตามความเหมาะสม และเลือกของไหลที่มีความหนืดปานกลาง
เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของห้องวัดเนื่องจากการเสียรูปของเปลือก เราสามารถใช้กลยุทธ์ต่างๆ ดังต่อไปนี้: เพิ่มความแข็งแกร่งของเปลือกเพื่อลดการเสียรูปที่เกิดจากแรงดัน เลือกใช้วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำและใกล้เคียงกันสำหรับทั้งเปลือกและโรเตอร์ และให้แน่ใจว่าติดตั้งอย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปที่เกิดจากแรงเครียดในการติดตั้ง
หากความหนืดของของไหลที่วัดได้เบี่ยงเบนไปจากของไหลที่ใช้ในการสอบเทียบอย่างมีนัยสำคัญ ขอบเขตความคลาดเคลื่อนของเครื่องวัดอัตราการไหลจะเพิ่มขึ้น เพื่อลดปัญหานี้ การสอบเทียบเครื่องวัดอัตราการไหลด้วยของไหลที่มีความหนืดแตกต่างกัน ทั้งความหนืดต่ำกว่าและสูงกว่าของไหลจริง ช่วยให้สามารถแก้ไขค่าโดยใช้วิธีการอินเทอร์โพเลชันระหว่างการปฏิบัติงานจริง
เมื่อเลือกใช้ เครื่องวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น การวัดผลิตภัณฑ์น้ำมันเชื้อเพลิง การค้า และการบัญชีวัตถุดิบ จำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพและความแม่นยำสูงสุด ควรปฏิบัติตามแนวทางต่อไปนี้:
เมื่อติดตั้งและบำรุงรักษา มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิง ประเภทปริมาตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการวัดที่แม่นยำ เช่น การค้าหรือการจัดส่งมาตรฐาน การปฏิบัติตามแนวทางต่อไปนี้มีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพที่แม่นยำและอายุการใช้งานยาวนาน:
1. การเลือกสถานที่ติดตั้ง: สถานที่ติดตั้งควรเป็นไปตามแนวทางปฏิบัติของมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิง โดยควรเป็นภายในอาคาร หากจำเป็นต้องติดตั้งภายนอกอาคาร ควรใช้ตู้ป้องกันเพื่อลดผลกระทบจากสภาพแวดล้อม สำหรับสถานที่ที่มีข้อกำหนดการป้องกันการระเบิด ให้เลือกมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ตรงตามเกณฑ์การป้องกันการระเบิดที่กำหนด
2. ข้อควรระวังในการติดตั้ง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทิศทางการไหลที่ระบุบนมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงสอดคล้องกับอัตราการไหลของของไหลจริง เช่น น้ำมันเบนซินหรือน้ำมันดีเซล หากจำเป็น ให้ติดตั้งวาล์วกันกลับเพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับ ยกเว้นในกรณีที่มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันแบบสองทิศทางได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวัตถุประสงค์ดังกล่าว ก่อนการติดตั้ง ต้องทำความสะอาดท่อต้นน้ำให้สะอาดหมดจด ตามด้วยการติดตั้งตัวกรองและมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมัน ในบางกรณีอาจจำเป็นต้องใช้เครื่องกำจัดอากาศ วาล์วที่ใช้ควบคุมอัตราการไหลของน้ำมันดีเซลควรอยู่ในตำแหน่งท้ายน้ำของมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันดีเซลเพื่อรักษาให้ท่อส่งน้ำมันเต็มขณะใช้งาน เมื่อเชื่อมต่อมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเข้ากับท่อ ควรหลีกเลี่ยงการใช้แรงกดเชิงกลกับตัวเรือนมาตรวัดซึ่งอาจทำให้เกิดการเสียรูป ควรยึดท่อให้แน่นเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ และควรมีระยะห่างเพียงพอรอบมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันสำหรับการบำรุงรักษา
3. การทดสอบก่อนการติดตั้ง: สำหรับมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมหรือการวัดค่าความแม่นยำ ควรตรวจสอบประสิทธิภาพทางมาตรวิทยาก่อนการติดตั้ง ควรติดตั้งมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันดีเซลหลังจากยืนยันความถูกต้องและมั่นใจว่าทำงานอยู่ในช่วงอัตราการไหลที่เหมาะสมตามที่ระบุไว้ในใบรับรองการสอบเทียบแล้วเท่านั้น
4. การติดตั้งใช้งาน: เมื่อใช้งานเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงชนิด PD ให้ค่อยๆ เปิดและปิดวาล์วเพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนของแรงดันฉับพลันซึ่งอาจทำให้เครื่องวัดเกิดความเสียหายได้ ในระหว่างการใช้งานครั้งแรก ให้ตรวจสอบว่าอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงจริงอยู่ในช่วงที่กำหนดสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหล และปรับข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์เครื่องวัดอัตราการไหลหากจำเป็น
5. การชดเชยสำหรับสภาวะมาตรฐาน: เครื่องวัดอัตราการไหลแบบปริมาตรจะวัดอัตราการไหลของปริมาตรเชื้อเพลิงภายใต้สภาวะการทำงานจริง (ความดันและอุณหภูมิ) อย่างไรก็ตาม การวัดค่ามักต้องรายงานเป็นอัตราการไหลของปริมาตรหรืออัตราการไหลของมวลภายใต้สภาวะมาตรฐาน ซึ่งจำเป็นต้องวัดอุณหภูมิและความดันพร้อมกัน โดยส่งสัญญาณไปยังเครื่องมือแสดงผลแบบชดเชยเพื่อคำนวณและแสดงค่าอัตราการไหลที่แก้ไขแล้วภายใต้สภาวะมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 20°C และ 1 บรรยากาศมาตรฐาน) ผู้ใช้ควรระมัดระวังเป็นพิเศษในการตีความค่าที่อ่านได้จากเครื่องวัดอัตราการไหลสำหรับก๊าซ เนื่องจากความแม่นยำจะลดลงหากไม่มีการชดเชยอุณหภูมิและความดัน
6. การบำรุงรักษา: เนื่องจากมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวจำนวนมาก การหล่อลื่นตลับลูกปืนและจุดเชื่อมต่อของเฟืองอย่างสม่ำเสมอจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความยืดหยุ่น ความแม่นยำ และอายุการใช้งานของกลไกส่งกำลัง ควรทำความสะอาดตัวกรองและตัวกรองอากาศเพื่อกำจัดเศษผงและตะกอนเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อรักษาประสิทธิภาพ
7. การสอบเทียบและการติดตามตรวจสอบ: เพื่อรักษาความแม่นยำในการวัดและตรวจจับปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ควรสอบเทียบมาตรวัดอัตราการไหลเป็นประจำตามข้อกำหนดของหน่วยงานวัดหรือตามระยะเวลาที่ใบรับรองการสอบเทียบมีผลบังคับใช้ หากเป็นไปได้ ควรทำความสะอาดภายในมาตรวัดอัตราการไหลเป็นระยะๆ เพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในสภาพการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
8. การตรวจสอบโรเตอร์: ส่วนประกอบโรเตอร์ของมาตรวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตรสัมผัสกับของไหลโดยตรงและหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เสี่ยงต่อการอุดตัน การปนเปื้อน การติดขัด และการสึกหรอ ในการตรวจสอบสภาวะเหล่านี้ ควรติดตั้งมาตรวัดความดันต่างที่ทางเข้าและทางออกของมาตรวัดอัตราการไหล ใช้ค่าความดันต่างที่อัตราการไหลสูงสุดระหว่างการทำงานปกติเป็นค่าพื้นฐานในการตรวจสอบ หากความดันต่างสูงเกินไปที่อัตราการไหลสูงสุด มาตรวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงอาจจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ
9. การสนับสนุนจากผู้ผลิตเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิง: เนื่องจากมาตรวัดอัตราการไหลของปริมาตรมีความหลากหลายและมีรูปแบบการทำงานที่อาจเกิดความล้มเหลวได้ การตรวจสอบคู่มือผู้ใช้อย่างละเอียดจึงเป็นสิ่งสำคัญ หากพบข้อบกพร่องที่ไม่ทราบสาเหตุ โปรดติดต่อผู้ผลิตเครื่องวัดอัตราการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อขอความช่วยเหลือในการซ่อมแซมและการสอบเทียบ
10. การป้องกันข้อพิพาทด้านการวัด: ในการใช้งานด้านการวัดทางการค้า เพื่อป้องกันข้อพิพาท ฝ่ายมาตรวิทยาควรยึดกลไกการปรับค่าความคลาดเคลื่อนของมาตรวัดอัตราการไหลด้วยซีลหรือตัวล็อก ควรกำหนดระยะเวลาการตรวจสอบให้ชัดเจน และควรสอบเทียบมาตรวัดตามมาตรฐานความแม่นยำสูงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งอาจทำที่สถานีวัดที่ได้รับการรับรอง