1、膜式燃气表的工作原理来源：上仪销售网 编辑：上仪销售网 发布时间：2013-01-06一、工作原理 膜式燃气表是最具有代表性，而且是使用最普遍的容读式流量计。实际上燃气表的工作是连续交替进行的，燃气不断地交替进入两个膜片计量室，充满后排出。尽管目前市场上膜式燃气表的结构形式多种多样，但是其计量原理基本一致，都是将燃气引入容积恒定的计量 室，待其充满后予以排出，同时通过一定的传动机构，将充、排气的循环次数转换成体积， 反映到燃气表的计数器上。 膜式燃气表主要由机芯、指示装置、外壳和计数显示器等主要部件组成。其中机芯又可分为膜片计量室和机械联动传动部分（包括联动装置和气门分配装置）。由橡胶材料制成
2、的膜片将计量室分成两部分，滑阀通过与分配阀口的相对位置的改变使这两部分交替地与管道 入口或出口相通。膜片感受气体压力而在计量室内伸缩往复移动，使得计量室内前后两部分气体交替地充入和排出。一台膜式燃气表中有两个膜片计量室，滑阀的交替运动形成了气体的连续流动，再由联动机构将滑阀的运动传给计数显示器以显示通过的体积量。膜式燃气表，由于生产厂商不同，其结构也不完全一样。从结构上可以分为整体式和独立机芯式两类，其结构和原理基本相同。它的外壳由当初的镀锌钢板焊接而成，中间有横隔板的箱式整体，改进为现在的冲压成形或压铸成形的壳体；膜片由当初用浸油的絹纱或用铬酸法揉制的羊皮膜片，改进为用聚酯纱涂双面胶的人工合
3、成隔膜等现代技术材料，做成系列化两囊四室式膜式燃气表。 二、膜式燃气表机芯的工作原理 膜式燃气表是一种机械仪表，膜片运动的推动力是依靠燃气表进出口处的气体压力差。它的源动力是由高于常压的被测气体进入隔膜的一侧腔内，所产生的压强推动隔膜向另一侧 移动而产生的推动力（也就是隔膜所牵动的立轴原地转动的扭矩），当隔膜移到另一侧的极限（也有称作死点）的位置时，力矩不再产生能让隔膜返回来的力，就必须靠第二个隔膜相继产生同样的力来带动前一个隔膜做返回移动；当改变第一个隔膜的出气口为进气口时，这 个隔膜的另一侧又有了气体的推动力而继续做往返运动，并也能改变第二个隔膜的移动方向。隔膜所牵动的立轴做往复的摆动运动
4、，通过其摆杆、连杆去牵动一个共用的曲柄轴，当 曲柄轴接收到的扭矩相差一定的周期（90)时，就能做到连续转动，并由它带动滑阀来改变进出气口的方向和带动计数装置，达到连续自动计量的目的。膜式燃气表由于结构不同而有不少类型，但其计量原理却都基本相同，同样遵循上述基本原理设计和制造。它是使燃气进入容积恒定的计量室，待充满后将其排出，通过一定的特殊机构，将充气、排气的循环次数转换成容积单位（一般是 m3)，传递到燃气表的外部指示装置，直接读出燃气所通过的容积量。由于使气体从一个计量室内部排出比较困难，故一般均设有两个或两个以上的计量室交替进行充气和排气。由于单个计量室的充、排气是不连续的，而且也不能使燃
5、气表转动起 来，因此膜式燃气表一般均有四个计量室，它以燃气表进、出气口燃气的压力差作为动力， 推动两个相邻计量室之间的膜片夹盘组件做直线运动，并通过特别设计的连杆机构使气门盖 有规律的交替开、关，使曲柄做圆周运动，从而使燃气表达到连续供气和计量的目的。 欲了解燃气表机芯工作原理，需要知道其在工作过程中各 零件的关联运动。计量室内燃气的进入和排出，是经过膜片的往复运动带动联动机构、改变滑阀（或称阀盖、滑阀）与分配 阀 p 相对的位置来控制的。图 8-25 是膜式燃气表的构造示意图。 由前往后分别相应称为 A、B、C、D 室，每个室又分别 与分配室上所对应的气门口 A、B 、 C、D 进出口的通道
6、相 通，进出口的关闭与接通是通过滑阀的移动来控制的。如图 8-26 所示，分别表示燃气表运行时四个具有代表性的极限位置。 燃气从表的进气管进入表内，最后通过出气管排出时，表内机构开始运行，当到达第一过程状态时，气门口 A 和 B 关闭（即计量室 A 和 B 都不与表 的出口通道相通），计量室 B 正处于充满状态，计量室 A 相应地处于完全压缩状态，但此时 气门口 D 处于开启状态，气门口 C 与表出口通道沟通，燃气进人 D 室并在压差的作用下， 推动膜片向 C 室方向运动，压缩 C 室内的气体从气门口 C 通向出口。由于联动机构的作用， 后计量室膜片传递经牵动臂的牵动力，促使前计量部分的连杆越
7、过“死位”，A 室、B 室的 气门口由关闭状态逐渐移动变成接通状态，当后计量室膜片向左运动到极限位置时，A 室 的气门口完全幵启，进入了计量的第二过程。 第二过程，气门口 C、D 关闭，计量室 D 处于充满状态，计量室 C 相应地处于完全压 缩状态。后室处于“死位” 状态，但此时前气门口 A 处于开启状态，气门口 B 与表的出口 通道沟通，燃气进入 A 室并在压差的作用下推动膜片向 B 室方向运动。压缩 B 室内的气体 从气门口 B 通向出口，由于联动机构的作用，前计量室膜片传递给牵动臂的牵动力，促使 后计量部分的连杆越过“死位”，C 室、D 室的气门口由关闭状态逐渐移动变成接通状态， 当前计
8、量室膜片向右运动到极限位置时，C 室的气门口 C 完全开启，进入了运动的第三 过程。 同样道理，燃气表内膜片的运动继续由第三过程进人到第四过程，再由第四过程返回到 第一过程，从而完成一个运动周期。每一个运动周期，燃气表都进入和排出一定量的气体， 如果预先设计好计量室的容积，就可以将燃气表膜片运动的周期次数通过适当的传动机构反映到表外的计数器上，即能显示出气体通过的体积量。 由于中轴两曲柄互成 90，所以，使两立轴转动的相位角差 90。并且，左立轴带动右 阀盖，右立轴带动左阀盖，交叉同步地分配气流。中轴转动的同时，拨动主动轮，使计数器 工作。上面是对燃气表在四个极限位置时的状态分析，要使进入和排
9、出燃气表的燃气流量均 匀、压力稳定，还可以用作图的方法来说明。从图 8-27 中可以看出： (1) 每一计量室连续进气两个阶段，接着再排气两个阶段。 (2) 每一阶段同时有两个计量室进气，另两个计量室排气。但是，两个进气计量室的相 位差 90，两个排气计量室的相位也差 90。 (3)在相邻的两个阶段中，计量室 A、C 的状态，对称于计量室 B、D；同一状态必定 相差 90。（图中 IV、m、n 、I 计量室对应 A、B、C、D 计量室） 我们还可以通过图 8-28 来进一步说明这个问题。其中，横坐标了表示周期，纵坐标 q 表示流量（气门大小），折线即是进、排气流量的变化（气门大小变化），实线表
10、示进气，虚 线表示排气。 图中，除了能分析出图 8-28 所示的特点外，还可以看出： (1) 在周期变化的任一时刻，进气的流量总是相等的；排气的流量也总是相等的（均匀 性）。 ， (2) 在周期变化的同一时刻，进气流量的总和等于排气流量的总和（稳定性）。 (3) 在一个周期内，四个计量室各进、排气一次。 通过上述分析，阐明了膜式燃气表的运转机理。采用极限位置的理论分析，能够使运转 机理的阐述比较系统、清晰。而且又可为燃气表的设计和计算提供理论根据： (1) 相邻两气室的进气与出气总是相反的。 (2) 每一瞬间的进气截面积总是与出气截面积相等。 (3) 仪表在阀门处的最小通气截面积为阀栅一侧孔的
11、截面积。 燃气表的传动机构就是通过在上述的反复运动下得以连续运行。这就是燃气表的基本工作原理。 燃气进入燃气表和从燃气表排出，应该是流量均匀、压力稳定的。采用适当的机构并根 据上述的工作原理，以达到连续运行的目的。各种类型的燃气表，有相同的工作原理但有不同的构造。 (1)在一个运动周期中，每个计量室连续充气两个过程（即充气两次），排气两个过程 (即排气两次）；每一个过程必然有两个计量室同时充气，另两个计量室同时排气，但是，两 个充气计量室的相位差为 90，另两个排气计量室的相位差也为 90，四个计量室连续交替地充气、排气。 (2)同一个膜片相隔的两个计量室必然是一个充气，另一个排气；或一个排气，另一个充气；两侧相对称的两个计量室在同一过程内，必然是一室在前，另一室在后。 与其他容积式流量计相同，燃气表是利用流体流动过程中的压差为动力，由滑阀切换气流流向，推动膜片往复摆动、带动连杆机构，将膜片的摆动变成主动齿轮的连续转动，最后 由计数器显示，以实现对气体流量的计量。 该流量计由两个容器组成计量系统。每个容器由凹形膜片横隔中间，又将每个容器分成 两个能互补形状的计量室。膜片每摆动一个周期，两个计量容器便实现对气体的四次同体积 计量（确切地讲，是基本相同）。 凡本网注明“ 来源：上仪销售网 ” 的所有文章，转载请必须注明来源于上海自动化仪表销售网，违者必究。
