容积式流量计，其主要包括椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等产品，今天将从其工作原理、结构组成、优缺点及安装注意事项等六大方面为您详细介绍容积式流量计的一些知识。
容积式流量计又称排量流量计（positive displacement flowmeter），简称PD流量计或PDF，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，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。PD流量计一般不具有时间基准，为得到瞬时流量值需要另外附加测量时间的装置。定排量测量方法可追溯到18世纪，20世纪30年代进入普遍商业应用。
一、原理
PDF从原理上讲是一台从流体中吸收少量能量的水力发动机，这个能量用来克服流量检测元件和附件转动的摩擦力，同时在仪表流入与流出两端形成压力降。
典型的PDF（椭圆齿轮流量计）的工作原理如图1所示。两个椭圆齿轮具有相互滚动进行接触旋转的特殊形状。P1和p2分别表示入口压力和出口压力，显然p1>p2，图1（a）下方齿轮在两侧压力差的作用下，产生逆时针方向旋转，为主动轮；上方齿轮因两侧压力相等，不产生旋转力矩，是从动轮，由下方齿轮带动，顺时针方向旋转。在图1(b)位置时，两个齿轮均在差压作用下产生旋转力矩，继续旋转。选装到图1(c)位置时，上方齿轮变为主动轮，下方齿轮则成为从动轮，继续旋转到与图1(a)相同位置，完成一个循环。一次循环动作排出四个由齿轮与壳壁间围成的新月形空腔的流体体积，该体积称作流量计的"循环体积"。
设流量计"循环体积"为υ，一定时间内齿轮转动次数为N，则在该时间内流过流量计的流体体积为V，
则 V＝Nυ （1）
椭圆齿轮的转动通过磁性密封联轴器及传动减速机构传递给计数器直接指示出流经流量计的总量。若附加发信装置后，再配以电显示仪表可实现远传只是瞬时流量或累积流量。
虽然有许多分割方法形成各种形式的PDF，但大部分都有相似的基本特征。PDF产生误差的主要原因是分割单个流体体积的活动测量件和静止测量室之间的缝隙泄漏量所形成。产生泄漏的原因之一是为克服活动件摩阻力；之二是受仪表水力学阻力形成压力降的作用。
二、结构
PDF品种繁多，结构形式亦多种多样，但其主要部件组成大同小异，现举腰轮流量计作为范例说明。
腰轮流量计的构造框图如图2所示。流量由测量部和积算部两大部分组成，必要时可附加自动温度补偿器、自动压力补偿器、发信器和高温延伸（散热）件等。
1）
计量室
腰轮流量计由一对腰轮和壳体构成，两腰轮是有互为共轭曲线的转子，即罗茨（Roots）轮，与腰轮同轴装有驱动齿轮，被测流量推动转子旋转，转子间由驱动齿轮相互驱动。腰轮、计量室壳体一般由铸铁、铸钢或不锈钢制成，要根据流体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量室也有单独制成，与仪表外壳分离，这样计量室就不承受静压，没有静压引起变形的附加误差。
2）
传动机构 传动机构包括磁性联轴器（或机械密封装置）和减速变速机构。变速调整机构由"齿轮对"组合而成。
3）
积算器和指示表头 类型较多，有指针式指示和数字式指示；有不带复位计数器和带复位计数器；也由带瞬时流量指示，带打印机，带设定部，等等。
4）
自动温度补偿器 对被测介质温度变化影响进行连续自动补偿，有机械式、也有电气电子式。
5）
自动压力补偿器 对被测介质静压变化影响作自动修正。
6）
发信器
发信器有多种形式，有接触式和非接触式。
三、优点
PDF计量精度高，基本误差一般为±0.5％R，特殊的可达±0.2％R或更高。通常在昂贵介质或需要精确计量的场合使用。
PDF在旋转流和管道阻流件流速场畸变时对计量精确度没有影响，没有前置直管段要求。这一点在现场使用中有重要的意义。
PDF可用于高粘度流体的测量。范围度宽，一般为10：1到5：1，特殊的可达30：1或更大。
PDF是直读式仪表，无需外部能源，可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。
在以体积流量计组合的间接法质量流量测量中，PDF与速度式等推导体积流量计相比，所的体积是直接几何量，体积量的影响因素要单纯些。在不适合采取密度计测量的高压天然气测量中，不易处理的气体压缩系数，用PDF可间接求得。
四、缺点
PDF结构复杂，体积大，笨重，尤其较大口径PDF体积庞大，故一般只适用于中小口径。与其他几类通用流量计（如差压式、浮子式、电磁式）相比，PDF的被测介质种类、介质工况（温度、压力）、口径局限性较大，适应范围窄。
由于高温下零件热膨胀、变形，低温下材质变脆等问题，PDF一般不适用于高低温场合。目前可使用温度范围大致在-30～+160℃，压力最高为10MPa。
大部分PDF仪表只适用洁净单相流体，含有颗粒、脏污物时上游需装过滤器，既增加压损，又增加维护工作；如测量含有气体的液体必须装设气体分离器。
PDF安全性差，如检测活动件卡死，流体就无法通过，断流管系就不能应用。但有些结构设计（如Instromet公司腰轮流量计）在壳体内置一旁路，当检测活动元件卡死，流体可从旁路通过。
部分形式PDF仪表（如椭圆齿轮式、腰轮式、旋转活塞式等）在测量过程中会给流动带来脉动，较大口径仪表还会产生噪声，甚至是管道产生振动。
五、分类
PDF品种繁多，可按不同原则分类。按测量元件结构分类有如下型式：
1）
转子式
2）
刮板式
3）
旋转活塞式
4）
膜式等
1－液体入口；2－隔板；3－液体出口；4－活塞轴；5－计量室轴；6－计量室；7－旋转活塞
（4）膜式
与上述湿式气表相对应，膜式仪表又称干式仪表；又因广泛应用于家庭煤气（燃气）耗量计量，故习惯又称家用煤气表，但实际上系列中大规格仪表用于厂矿及工业生产流程。
工作原理如图4所示，有皿形隔膜形成的能自由伸缩的计量室1、2、3、4及与之联动的滑阀组成的流量测量件，在薄膜伸缩及滑阀的作用下，连续将气体从入口送至出口，测出这种动作的循环次数，即可获得所通过的体积。按照OIML国际建议No.31《膜式气体流量计》有14档规格，流量范围0.016-1000m3/h，范围度很宽达100：1，中等测量精度，为±（2～3）％R。
六、安装注意事项
6.1 安装场所
流量计安装应选择合适的场所，需注意以下各点。
1) 周围温度和湿度应符合制造厂规定，一般温度为-10(-15)～40（50）℃，湿度为10%～90%。
2) 日光直射在夏季会使温度升高，接近辐射热的场所，亦会使温度升高 。这种场所应采取遮阳或隔热措施。
3) 非防尘、防浸水型仪表应避开有腐蚀性气氛或潮湿场所，因为积算器减速齿轮等零部件会被腐蚀气体和昼夜温差结露所损坏 。如无法避免，可采取内腔用洁净空气吹气(air pruge)方式保持微正压。
4) 避开振动和冲击的场所。
5) 要有足够空间便于安装和日常维护。
6.2 仪表姿势 、流动方向、与管道连接
PDF的安装姿势必须做到横平竖直，转子型心意量做到其转子轴与地面平行(垂直结构转子轴设计例外)其他型号按使用说明书规定要求，一般为水平安装。垂直安装为防止垢屑等从管道上方落入流量计，将其装在旁路管。
实际流动方向应与仪表壳体一表明方向一致。PDF一般只能作单方向测量，必要时在其下游装止逆阀，以免损坏仪表。
要使流量计不承受管线膨胀、收缩、变形和振动；防止系统因阀门及管道设计不合理产生振动，特别要避免谐振。安装时不要例仪表受应力，例如上下游管道两法兰平面不平行，法兰面间距离过大，管道不同心等不良管道布置的不合理安装。特别是对无分离测量室，受压壳体和测量室一体的PDF更应注意，因为受较大安装应力会引起变形，影响测量精度，甚至卡死活动测量元件。
6.3 防止异相流体进入仪表
PDF计量室与活动检测件的间隙很小，流体中颗粒杂质影响仪表正常运行，造成卡死或过早磨损。仪表上游必须安装过滤器，并定期清洗；测量气体在必要时应考虑加装沉渣器或水吸收器等保护性设备。用于测量液体管道必须避免气体进入管道系统，必要时设置气体分离器。
6.4 减小脉动流、冲击流或过载流的危害
虽然有某些装在泵吸入端使用成功的实例，但仪表应装在泵的出口端。脉动流和冲击流会损害PDF，理想的流源是离心泵或高位槽。若必须要用往复泵，或管道易产生过载冲击，或水捶冲击等冲击流的场所，应装缓冲罐、膨胀室或安全阀等 保护设备。PDF过载超速运行可能带来无法弥补的危害，如管系有可能发生过量超载流，应在下游安装限流孔板、定流量阀或流量控制器等保护设施。
6.5 不断流安装
由于PDF测量元件损坏后会产生管道断流的缺点，在连续生产或不准断流的场所，应配备有自动切换设备的并联系统冗余；也可采取流量常用的并联运行方式，一台出故障另一台仍可流通。
6.6 现场校准
若需在现场用车装标准体积管、标准表等流量标准装置校准PDF者，应在现场适当位置预置支管、连接管件和截止阀等。
