膜式燃气表 燃气计量表最先叫煤气表，湿式 燃气计量表发明于1815年，它是 由英国工程师塞缪尔·克莱格和 塞缪尔·科思莱兄弟共同协作研 制出来的。 1833年，詹姆斯·博格达斯发明 了干式燃气计量表，现在的膜式 燃气表就是在此基础上逐渐完备 和发展起来的，至今已经经过了 170多年的发展历程。
旋转活塞位于固定的内外圈3，4之间，活塞的轴6靠着导 辊5滚动，中间隔板1将计量空间分成两部分，活塞2的上 缺口和隔板1咬合，当活塞依箭头方向运动时与隔板1成直 线运动。 活塞在进出口流体压力差的作用下，始终与内外圆桶壁紧 密接触旋转，交替不断地将活塞与内外圆筒之间的流体排 出，通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量。
另一种齿轮型容积式流量计是腰轮容积流量计，也称罗茨型容积流量 计。这种流量计的工作原理和工作过程与椭圆齿轮型基本相同，同样 是依靠进，出口流体压力差产生运动，每旋转一周排出四份“计量空 间”的流体体积量。所不同的是在腰轮上没有齿，它们不是直接相互 啮合转动，而是通过壳体外的传动齿轮组进行传动。 可用在所有气液流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量。在 可用在所有气液流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量。 高压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用。 高压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用。 由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清 由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合， 洁要求比较高，不允许有固体颗粒杂质通过流量计。 洁要求比较高，不允许有固体颗粒杂质通过流量计。
结构复杂，体积非常庞大 结构较为复杂， 被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大 被测介质种类、口径、 不适用于高、低温场合 不适用于高、 大部分仪表只适用于洁净单相流体 产生噪声及振动
容积式计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使 用量最大的流量计，常应用于昂贵介质(油品、天然气等) 的总量测量。
齿轮型容积式流量计 壳体内装有两个转子，直接或间接地相互啮合，在流量计进口与出口 间的压差作用下产生转动。 通过齿轮的旋转，不断地将充满在齿轮与壳体之间的“计量空间”中 的流体排出。 经过测量齿轮转动次数，可得到通过流量计的流体量。
齿轮型容积式流量计 P1表示流量计进口流体压力； P2表示出口流体压力，显然压力P1大于 P2。 在图a中，下面转子虽然受到流体的压差作用，但不产生旋转力矩，而 上面齿轮在差压作用下产生旋转力矩而转动。由于两个齿轮互相啮合 ，故各自以1，2为轴心按箭头方向旋转，同时齿轮1将半月形计量空 间的流体排向出口。
湿式气体流量计的标定 由圆鼓形壳体、转鼓及传动记数 机构所组成。转鼓是由圆筒及四 个弯曲形状的叶片所构成。四个 叶片构成四个体积相等的小室。 转鼓的下半部浸没在水中。气体 从背部中间的进气管9处依次进 入一室，并相继由顶部排出时， 迫使转鼓转动。由转动的次数， 通过记数机构，在表盘上计数器 和指针显示体积。
图1 湿式流量计结构简图 1—温度计；2—压差计；3—水平仪；4— 排气管；5—转鼓；6—壳体；7—水位仪； 8—可调支脚；9—进气管
湿式气体流量计一般用标准容量瓶进行校准。 标准容量瓶的体积为VV。湿式气体流量计体积示值为VW ，则两者差值△V为：△V=Vv —Vw 当流量计指针旋转一周时，刻度盘上总体积为5升，一般 配置1升容量瓶进行5次校准，流量计总体积示值为∑Vw， 则平均校正系数为：
有间歇的存在，就会导致流体从间隙漏过而未经计量的滑 流量存在，滑流量是容积式流量计产生固有误差的最主要 因素，滑流量除与测量元件和计量室的间隙有关外，还与 流体的密度、粘度等参数有关。
在转速-流量信号的传递过程中，不可避免的存在信号失真 ，从而引起流量测量误差，但这部分的误差分量相比之下 很小。 容积式流量计的使用误差与其他仪表基本相同，严格按照 流量计的使用上的要求使用，可使使用误差控制在最小程度。 根据经验来说，就旋转活塞式流量计该 E0的值大多在3% 左右。
工业发达国家近年PD流量计 不包括家用煤气表和家用水表 工业发达国家近年 流量计(不包括家用煤气表和家用水表 流量计 )的销售金额占流量仪表的 的销售金额占流量仪表的13%~23%； 的销售金额占流量仪表的 ； 我国约占20%，1990年产量 不包括家用煤气表 估计为 万 ， 年产量(不包括家用煤气表 估计为34万 我国约占 年产量 不包括家用煤气表)估计为 台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占70%和20%。 其中椭圆齿轮式和腰轮式分别约占 和 。
容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流 量仪表中是精度最高的一类。
它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的 体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分 体积部分， 流体的次数来测量流体体积总量。 流体的次数来测量流体体积总量。
容积式流量计内部具有构成一个标准体积的空间，通常称 其为容积式流量计的 “计量空间”或“计量室”。 这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。
流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压 流体通过流量计， 力差。 力差。 流量计的转动部件(简称转子 在这个压力差作用下产生旋转 流量计的转动部件 简称转子)在这个压力差作用下产生旋转 简称转子 ，并将流体由入口排向出口，在这样的一个过程中，流体一次次 并将流体由入口排向出口，在这样的一个过程中， 地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口 地充满流量计的“计量空间” 。 在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要 在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的， 测得转子的转动次数。就能够获得通过流量计的流体体积 测得转子的转动次数。 的累积值。 的累积值。
在图b中，两个齿轮均在流体差压作用下产生旋转力矩，并在该力矩 作用下沿箭头方向旋转，转变到图c所示的位置。这时齿轮位置与图a 相反，下齿轮为主动轮，上齿轮为从动轮。下齿轮在进出口流体差压 作用下旋转，又一次将它与壳体之间的半月型“计量空间”中的流体 排出。 如此连续不断运动，椭圆齿轮每转一周，就排出四份“计量空间”流 体体积。因此，只要读出齿轮的转数，就可以计算出排出的量。
膜式 燃气表 早期的膜式燃气表的工作原理为限位式，即燃气表计量室在往复运动 一个循环的过程中，在极限位置时要触碰到限制点后才改变运动方向 ，以保证燃气表排出的气体的体积为一个固定的回转体积值。计量精 度依赖于零件制造和装配微调，计量精度不高，分散性较大，误差特 性曲线
表2 各类交接点所用流量计（主要按ISO/CD15112建议） 流 量 计 类 型 序 号 名 称 说 明 1 2 3 4 5 6 7 8 孔板流量计 差 压 式 临界流文丘里喷嘴流量计 容 膜式流量计 积 式 腰轮流量计 涡轮流量计 超声流量计 包括涡街式、旋进式 旋涡流量计 科里奥利质量流量计 习称音速喷嘴流量计 即家用燃（煤）气表
2008年12月31日，GB/T22723-2008《天然气能量的测定》国家标准正 式发布，并于2009年8月1日起实施。它标志着在我国天然气能量计量 正式有法可依，其必将引领燃气计量行业的产品发生深刻的变革，膜 式燃气表最终也会被能量计量产品所取代。
本章重点难点 容积式流量计在保证机加工准确度和装配符合有关技术要 求的前提下，其固有误差的产生问题大多有两个因素：
全国天然气标准化技术委员会于2003年成立了天然气能量 测定标准技术工作组，跟踪国际标准ISO15112的制定进程 ，并开展了大量与天然气能量测定有关的技术探讨研究和标准 化工作。从2003年以来共有来自中石油、中石化和中海油 3大石油公司，以及燃气系统和科研院校等20多个单位， 数十位专家参加了天然气能量测定标准起草和审查工作。
按测量元件可分为： 椭圆齿轮流量计 刮板流量计 双转子流量计 旋转活塞流量计
计量精度高 安装管道条件对计量精度没影响 可用于高粘度液体的测量 范围度宽 直读式仪表无需外部能源可直接获得累计，总量 直读式仪表无需外部能源可直接获得累计， 清晰明了,操作简单便捷 清晰明了 操作简便
因此，经校准后，湿式气体流量计的实际体积流量为VS与 流量计示值VS’之间的关系为：
流量计校正和标定流程图 1—湿式气体流量计；2—毛细管流量计；3—转子流量计； 4—三通旋塞；5—缓冲罐；6—气源
测量元件（活塞）和壳体内腔形成的计量室存在缝隙，导 测量元件（活塞）和壳体内腔形成的计量室存在缝隙， 致流体从缝隙处漏过未加计量（滑流量）而产生的测量误 致流体从缝隙处漏过未加计量（滑流量） 差 测量元件转速-流量信号传递输出失真，引起的测量误差 测量元件转速 流量信号传递输出失真， 流量信号传递输出失线 √
在欧盟的计量器具指令（MID）中，明确要求膜式燃气表 在欧盟的计量器具指令（ ） 的替代产品必需达到150倍的量程比，这指引着当前替代产 倍的量程比， 的替代产品必需达到 倍的量程比 品的设计目标，目前这一目标正在被攻克。 品的设计目标，目前这一目标正在被攻克。
刮板式容积流量计 在这种流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板，转子在流 量计进、出口差压作用下转动，每转动一周排出四份“计量空间”的 流体体积。 与前一类流量计相同，只要能够测出转动次数，就可以计算出排出流体的 体积量。
壳体的内腔是一圆形空筒，转子也是一个空心圆筒形物体，径向有一 定宽度，径向在各为90°的位置开四个槽，刮板可以槽内自由滑动。 四块刮板由两根连杆连结，相互垂直，在空间交叉。在每一刮板的一 端装有一小滚珠，四个滚珠均在一固定的凸轮上滚动使刮板时伸时缩 。当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时，形成计量空间的标准体积。 刮板在计量区段运动时，只随转子旋转而不滑动，以保证其标准容积 恒定。当离开计量区段时，刮板缩入槽内，流体从出口排出。同时， 后一刮板又与其另一相邻刮板形成第二个“计量空间”，同样动作。 转子运动一周，排出四份“计量空间”体积的流体。
随着电子技术、信息技术的发展，膜式燃气表也由最先的纯机械式计 量仪表逐渐进行扩展，加装了带辅助功能的电子装置，实现了智能化 控制，如预付费装置、远传直读控制装置等等，其应用也慢慢变得普及 。
随着膜式燃气表技术的持续不断的发展和进步，目前较先进的膜式燃气表都 基本采用非限位式结构设计，这种结构使得计量室在往复运动一个循 环的过程中自由切换，降低了压力损失和运行噪音。部分先进的燃气 表还融入了误差调节系统装置，减小了不同流量下误差特性曲线的分 散性，使膜式燃气表的误差特性曲线更加平滑，扩大了仪表的量程比
由于气体的体积受温度影响非常大，温度转换装置技术正逐渐应用在 膜式燃气表的设计中。目前膜式燃气表使用的温度转换装置基本上以 机械式为主，它的基础原理是通过特殊金属的热胀冷缩特性来自动调 节误差调节系统的指针，以调整燃气表的回转体积，修正气体随温度 升降的体积变化量，进而达到体积修正的目的，其结构和原理如下图 所示。
