齒輪流量計(jì)是一種十分典型的容積式流量計(jì)，由齒輪和腔體組成，齒輪每轉(zhuǎn)過(guò)一周，轉(zhuǎn)運(yùn)固定體積的的流體，故通過(guò)記錄流量計(jì)齒輪的轉(zhuǎn)過(guò)圈數(shù)，即可得到轉(zhuǎn)運(yùn)的流量體積。
如圖1-1所示為齒輪流量計(jì)原理圖，1為流量計(jì)的一個(gè)計(jì)量腔，2為流量計(jì)腔體入口，3為霍爾元件，4為齒輪軸，5為流量計(jì)腔體出口，6為流量計(jì)殼體，7為圓柱齒輪。常規(guī)的齒輪流量計(jì)的工作過(guò)程為：被測(cè)流體從入口2進(jìn)入到流量計(jì)腔體，在流體的推動(dòng)下，相互嚙合的齒輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，流體通過(guò)計(jì)量腔被轉(zhuǎn)運(yùn)到出口。齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒的角度，會(huì)轉(zhuǎn)運(yùn)兩個(gè)計(jì)量腔體積的流體。在齒輪流量計(jì)的殼體上的2個(gè)電磁傳感器，可以接收齒輪轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)所發(fā)出的脈沖信號(hào)，通過(guò)記錄脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，對(duì)脈沖數(shù)累加計(jì)算，便可得到流量總體積，通過(guò)對(duì)信號(hào)頻率分析可得信號(hào)脈沖頻率可得實(shí)時(shí)流量。
對(duì)于齒輪流量計(jì)，國(guó)內(nèi)外很多大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)都展開(kāi)過(guò)大量的研究。蘭州理工大學(xué)的趙君對(duì)圓柱齒輪流量計(jì)展開(kāi)過(guò)研究，研究?jī)?nèi)容為齒輪的結(jié)構(gòu)和流體的性質(zhì)所引起的齒輪流量計(jì)內(nèi)部泄露，從而導(dǎo)致測(cè)量精度下降的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)變量有兩個(gè)，包括齒輪的模數(shù)和流體的粘度。首先，通過(guò)理論計(jì)算的方式，得出結(jié)論：在機(jī)械結(jié)構(gòu)所允許的范圍內(nèi)，齒輪的模數(shù)越大，對(duì)于降低泄露，提高精度的效果越好; 然后其又利用CFD技術(shù)，選擇具有不同粘度得流體的對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示其誤差范圍為0.3537%～0.5199% ，與實(shí)際測(cè)量誤差0.3%～0.5% 相比差距較小。
上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院的吳杰等人經(jīng)過(guò)研究以后，提出了齒輪流量計(jì)內(nèi)部端面泄漏的理論計(jì)算公式，通過(guò)觀察泄漏流體的流動(dòng)矢量圖，結(jié)果顯示在泄露位置的流體的流速和方向都會(huì)變化，流速和方向改變后的流體會(huì)對(duì)流量計(jì)內(nèi)部產(chǎn)生沖擊，造成能量損失，降低測(cè)量精度和齒輪流量計(jì)的使用年限。劉彥軍等以圓柱齒輪流量計(jì)為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了齒輪流量計(jì)在工作時(shí)，流體壓力和粘度對(duì)流量計(jì)內(nèi)部泄露大小的關(guān)系，研究結(jié)果表明，流體粘度越大，壓力越大，流量計(jì)內(nèi)部泄露也越大。
安徽理工大學(xué)張軍利用有限元分析的方法，對(duì)多種不同結(jié)構(gòu)的齒輪流量計(jì)進(jìn)行了研究，根據(jù)其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，提出了新的研究方法，并且取得了一定的研究成果，大大降低了齒輪流量計(jì)內(nèi)部的脈動(dòng)，提升了測(cè)量精度，擴(kuò)大了流量計(jì)的測(cè)量范圍。
北京航空航天大學(xué)的自動(dòng)化控制學(xué)院的李文宏等開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種雙圓柱齒輪流量計(jì)，其設(shè)計(jì)的雙圓柱齒輪流量計(jì)測(cè)量精度較高，測(cè)量壓力最高可達(dá)40MP。但其研究成果并未能夠解決測(cè)量中流量脈動(dòng)以及內(nèi)部泄露所引起的磨損和誤差等問(wèn)題，其動(dòng)態(tài)品質(zhì)不理想，頻率響應(yīng)較為滯后。
在國(guó)外，生產(chǎn)齒輪流量計(jì)的公司主要有科威爾公司、威仕公司、KRACHT公司、德國(guó)凱姆流量測(cè)量公司等。德國(guó)凱姆流量測(cè)量公司成立于1965年，在公司剛成立時(shí)期，其生產(chǎn)的主要產(chǎn)品為渦輪流量計(jì)，在發(fā)展的過(guò)程中，產(chǎn)品線逐漸豐富，后轉(zhuǎn)為生產(chǎn)齒輪流量計(jì)，該公司生產(chǎn)的齒輪流量計(jì)可耐40MPa高壓，可測(cè)最高1000升每分鐘的流量，誤差保持在±0.5%以?xún)?nèi)，該公司產(chǎn)品主要用于各種油液的測(cè)量。
KRACHT公司成立于1911年，以生產(chǎn)流量計(jì)以及各種閥為主。該公司研制的一款VC流量計(jì)可耐40MPa高壓，可測(cè)最高250升每分鐘的流量，誤差保持在±0.3%以?xún)?nèi)。
威仕公司于1989年成立，該公司以生產(chǎn)各種高精度的流量計(jì)為主，也生產(chǎn)與自家產(chǎn)品配合使用的各種儀器。該公司所研制的VHM齒輪流量計(jì)，可測(cè)最高20升每分鐘的流量，可耐40MPa高壓，誤差保持在±0.5%以?xún)?nèi)。
科威爾公司于1975年成立，該公司研制的FG550容積式流量計(jì)可耐6.5MPa壓力，誤差保持在±0.1%以?xún)?nèi)，可測(cè)最高250升每分鐘，最低0.1升每分鐘的流量，該公司所生產(chǎn)的流量計(jì)主要用于各種工業(yè)上使用的液體材料的測(cè)量。
