摘 要:氣體轉(zhuǎn)子流量計刻度和換算中所使用的修正公式看起來似乎很簡單,事實上由于對修正的概念解釋含糊,或者用戶理解不清,往往不能得到正確的結(jié)果,關(guān)轉(zhuǎn)子流量計標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)刻度與換算、實際使用狀態(tài)刻度的方法和所使用的公式,以及換算公式中流量計前壓在測量困難時所采用的一種近似測量和估計的方法,希望給轉(zhuǎn)子流量計的使用者一點提示。
1 引 言
氣體轉(zhuǎn)子流量計上的刻線一般分為兩種,一種是浮子上下位移的高度百分比刻線,另一種是按某種刻度狀態(tài)定度的標(biāo)況體積流量刻線,采用高度刻線的轉(zhuǎn)子流量計需要一張刻線-流量表或刻線-流量曲線圖,這就需要刻度,采用流量刻線的轉(zhuǎn)子流量計若要改變刻度狀態(tài)也需要重新刻度或者換算使用(例如空氣刻度轉(zhuǎn)子改用于氫氣測量)。
在JJG257-1994《轉(zhuǎn)子流量計檢定規(guī)程》上有按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)101.325KPa、293.15K刻度的公式,現(xiàn)在國外進口的轉(zhuǎn)子流量計有的是根據(jù)用戶實際測量氣體和狀態(tài)進行刻度,有些用戶為了使用方便,也要求把標(biāo)準(zhǔn)刻度的流量計按照他們的使用狀態(tài)重新刻度,這就需要將檢定規(guī)程中的計算公式調(diào)整一下,以適應(yīng)現(xiàn)在的工作需要。
實氣標(biāo)定時要使用高壓氣瓶的純凈氣體,包括氮氣、氧氣、氬氣等,高壓氣源減壓后經(jīng)過流量計到標(biāo)準(zhǔn)裝置,這時流量計前壓力的測量是一個突出的問題。
2 修正公式中的符號
JJG257-1994《轉(zhuǎn)子流量計檢定規(guī)程》上用鐘罩式或皂膜式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對流量計刻度,標(biāo)準(zhǔn)刻度狀態(tài)下的標(biāo)況流量。
是對試驗時流量計前狀態(tài)到刻度狀態(tài)的修正,這時刻度狀態(tài)等于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),試驗氣體和刻度氣體相同。若不是這種情況,就需要區(qū)分刻度狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),增加部分參數(shù),符號重新定義如表1所示。
3 刻度qN和qCN
3.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)刻度
氣體轉(zhuǎn)子流量計的刻度與換算
使用鐘罩或皂膜等氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測量流量計前實際流量時,由下式求得:
使用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子流量計測量流量計前實際流量時,由下式求得:
使用鐘罩或皂膜等氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測量流量計前實際流量時,由下式求得:
使用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子流量計測量流量計前實際流量時,由下式求得:
通過非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)刻度后,由于使用狀態(tài)與刻度狀態(tài)一致,直接讀出的刻度流量顯示值就是用戶需要的流量值,不需要進行任何換算,提高了測量效率。
4 從qN換算到qmN和qm0
有些經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)刻度的流量計實際使用狀態(tài)與刻度狀態(tài)不同,使用時需要換算,實際使用時測量流量計前壓力和溫度,流量計前實際流量用qm表示,公式如下:
5 流量計前狀態(tài)的估計
流量計在系統(tǒng)中的正確安裝是上游安裝一個全開截止閥,下游安裝流量調(diào)節(jié)閥,在使用時,應(yīng)緩慢地開啟上游的截止閥,然后用下游的流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量,當(dāng)流量計停止計量時應(yīng)緩慢地關(guān)閉截止閥,然后再關(guān)閉流量調(diào)節(jié)閥。
但是現(xiàn)在許多廠家的流量計在上游基座上安裝針型流量調(diào)節(jié)閥用于減壓限流,確保轉(zhuǎn)子流量計的安全,下游無任何節(jié)流件,這時測量的流量計入口上游5倍公稱直徑范圍內(nèi)的壓力其實是閥前壓,要確保壓力測量準(zhǔn)確,必須拆卸基座,直接將氣源與玻璃錐管相連接來進行檢定,檢定后的復(fù)原經(jīng)常不能保證密封質(zhì)量,并且經(jīng)常損壞玻璃錐管。
因為流量計下游無任何節(jié)流件,這種情況下測量流量計后壓是比較方便的,流量計后壓加上一個壓差估計值就近似的獲得流量計前壓。浮子上下游的壓力差等于重力減去動壓力與浮力之和,公式如下:
這個壓力差相對于重力是非常小的(估計約為10%),那么公式簡化為：
φ3mm球形鋼浮子的壓力差估計值約為15Pa。
這時流量計后壓比閥前壓更接近流量計前壓,采用這種方法估計工作狀態(tài)壓力就不需要拆卸基座,檢定過程要簡便一些。
6 結(jié)束語
檢定和刻度氣體轉(zhuǎn)子流量計時,通常是用物理性能穩(wěn)定的空氣作為介質(zhì),而且統(tǒng)一換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃、101325Pa)進行刻度,用于測量其它氣體時,采用修正公式進行密度、溫度、壓力三參數(shù)的修正是有較大誤差的,最好采用實際測量氣體進行實氣標(biāo)定,并且在試驗時注意考慮溫度和氣體粘度的影響,將測量不確定度控制在最小范圍內(nèi)。
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