氣體流量計的工作原理及其校準(zhǔn)方法

1、氣體流量計的工作原理及其校準(zhǔn)方法作者：氣體流量計文章來源：http:/www.meter-現(xiàn)在市面上有很多氣體流量計類型，不同類型的流量計其使用范圍也不一樣。當(dāng)然，其工作原理和方法也各不相同。氣體流量計在工作過程中是遵循一定的原理的，如果在使用過程中出現(xiàn)了故障也有其獨特的校準(zhǔn)方法。這里以濕式氣體流量計為例，看看它的工作原理和校準(zhǔn)方法是怎樣的：一濕式氣體流量計的計量原理與結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)原理濕式氣體流量計約在十九世紀(jì)初在英國誕生，經(jīng)多次技術(shù)改進(jìn)和原理完善變成現(xiàn)在的樣式（見圖1）。它是一個圓形封閉的殼體，后面有進(jìn)氣管，上面是出氣管，進(jìn)氣和出氣以水或 油封閉隔離（下面以水為例說明，油也同理）。上面安裝

2、有水平儀和測量溫度與壓力的連接孔， 后下側(cè)有放水閥，側(cè)面有一個控制液面的溢水閥口，底部是3個可調(diào)底腳，可調(diào)整使整機(jī)呈水平狀態(tài)，前面是大圓盤的指針計數(shù)器和 5位數(shù)字式計數(shù)器，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。濕式 氣體流量計的容積是被葉片和轉(zhuǎn)筒分成4（或5）個螺旋狀隔離腔的小計量室，滾筒平臥在殼內(nèi)的水中（一半以上浸水），靠橫軸支撐，轉(zhuǎn)動靈活。原則上當(dāng)一個計量室在充氣時，至少有另 外一個計量室在排氣。一個計量室充滿氣體后，必須進(jìn)入排氣位置，所以一個計量室的排氣 口的起點和充氣口的封閉點一定要同步地在液位線上。實際運(yùn)行時，充氣側(cè)的液位線低于排氣側(cè)的液位線，排氣口的起點比充氣口的封閉點滯后一點。（二）水平及液位

3、調(diào)整濕式氣體流量計的計量容積主要是靠液位調(diào)節(jié)器控制，當(dāng)安裝到位并調(diào)整到水平（調(diào)整底腳螺柱）狀態(tài)后，要求濕式氣體流量計上的橫向及縱向的水平儀的氣泡必須在零位。擰開 溢水閥，從上進(jìn)水口灌注一定量的純凈水，當(dāng)水滿（殼內(nèi)外水平面呈同一水平狀態(tài) ）時會從溢水閥溢出，等不再溢出后，關(guān)閉溢水閥就可以進(jìn)行檢測。這項工作很重要， 溢水閥的位置高低在出廠檢定時已經(jīng)調(diào)節(jié)好，一般無需改動。根據(jù)需要，濕式表中的水也可換成白油（5號）。由于濕式表中只有一根中軸轉(zhuǎn)動，機(jī)械摩擦小，濕式表的壓力損失很低（一般只有幾百帕），波動極小。它的規(guī)格通常有 0.5L、1.5L、IOL、20L等，工作壓力一般不高于 1500Pa,計量范

4、圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級可達(dá)0.5級、0.2級。圖1濕式氣體流量計¥卩牡出氣口 術(shù)竽儀木十調(diào)節(jié)器%體盤廉采饕口irT 砂口，進(jìn) 口，吹骨圖2濕式氣體流量計側(cè)面視圖液位是決定濕式氣體流量計計量準(zhǔn)確度的主要因素之一，直接影響計量準(zhǔn)確度。使用濕式氣體流量計要確認(rèn)液位線的正確位置。液位計的類型如下：1液面透明箱式如圖3所示，具有液面清晰優(yōu)點，但是計量員容易產(chǎn)生目測液面位置的不準(zhǔn)確的錯誤。>11"""J1*一 . jr圖3液面透明箱式液位計2溢流式溢流式液位計調(diào)整方法簡單，加入液體直到溢出為止，要關(guān)閉閥門，才能正常使用。但 是由于液體表面張力的原因，溢流管的邊緣狀態(tài)變

5、化，會產(chǎn)生偏差。3針尖反射式利用液面針尖反射成像的原理，清楚地觀察到液位的變化，任何計量員都可以很容易地 對準(zhǔn)液位，這是目前較科學(xué)的一種方法。如圖4所示。J u Hn n圖4針尖反射式液位計濕式氣體流量計很少用于現(xiàn)場燃?xì)獾挠嬃?，由于它的使用條件要求較高，如水平面必須校準(zhǔn)，必須經(jīng)常檢查液面高度，必須安放在沒有振動的室內(nèi)、保持恒溫，要求被測氣體的氣質(zhì)干凈，工作壓力又不能太高，使用起來較麻煩，但是由于它的計量準(zhǔn)確度可以做到很高（優(yōu) 于0.2級），壓力損失小，是一種受被測氣體密度和動力黏度影響小的容積式流量計，量程比 很寬（100 : 1），所以常用于實驗室中，或作為標(biāo)準(zhǔn)表來校驗?zāi)な饺細(xì)獗淼刃×髁款惖?/p>

6、氣體流 量計，它也可以同時串聯(lián)檢測多臺膜式燃?xì)獗?，作為膜式表的生產(chǎn)制造商的標(biāo)準(zhǔn)表，可提高生產(chǎn)檢測效率。（但是同時串聯(lián)檢測多臺膜式燃?xì)獗頃r一定要注意進(jìn)行壓力補(bǔ)償計算，否則 檢定結(jié)果錯誤。）流量計的絕對誤差可用下式表示：式中： V1 流量計示值（L）; V 流經(jīng)流量計的實際值（L）。為便于比較，流量計的誤差常用相對誤差表示，有在流量計的工作過程中， 其測量元件之間，測量元件與殼體之間會相繼地出現(xiàn)計量室”而且在正確計量的情況下， 要求氣體充滿整個 計量室”。只要知道所構(gòu)成的 計量室”的容積、 測量元件動作一次所構(gòu)成 計量室”的次數(shù)以及測量元件動作的次數(shù)，就能知道流經(jīng)流量計的 體積流量。若把計量室”的

7、容積記作V',把構(gòu)成計量室”的次數(shù)記作N,則經(jīng)N次計量室 計量的體積流量V為(3)另外，測量元件在動作過程中所構(gòu)成的 N個計量室”是通過一系列齒輪傳動機(jī)構(gòu)的變 換，最終以數(shù)字的形式指示出來，若把 N個計量室”計量后的、在流量計上顯示的值記作 V1，則N與V1之間的關(guān)系可用下式表示：NVVJca式中：a 由傳輸N個 計量室”值的齒輪比和旋轉(zhuǎn)一圈的刻度值所決定的常數(shù)，稱 作傳輸系數(shù)。將式(4)代入式，可得將式(5)代入式(1)，可以得到流量計的誤差(6)式(6)就是流量計的誤差特性， 很顯然，這一誤差特性完全由流量計中所構(gòu)成的計量室”容積V和齒輪傳輸系數(shù) a的比值所決定的，是直接與流量計的

8、工作原理、結(jié)構(gòu)形式、齒輪 傳輸方式有關(guān)，與流體的形狀和流動狀態(tài)無關(guān)。這是流量計的重要特性之一。從公式(6)不難看出，當(dāng)傳輸系數(shù) a大于計量室”容積V時，出現(xiàn)正偏差，表示指示值大于實際流過的 量但這僅僅是一種理想的情況，實際上這種流量計還會受到各種因素的影響，例如漏氣量的影響；壓力損失影響；流體粘度和密度的影響等。所以實際情況下，流量計的誤差曲線不可 能是一條與流量大小無關(guān)的直線。使用注意事項：要考慮到密封液體與被檢測氣體有無化學(xué)物理反應(yīng)，如氨氣易溶解于水,所以測量氨氣時，水就不能做密封液體?；蛘咂渌瘜W(xué)氣體與水反應(yīng)結(jié)合生成另外物質(zhì)的情 況應(yīng)該注意。濕式氣體流量計的檢定一般采用更高準(zhǔn)確度等級的鐘

9、罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，或標(biāo)準(zhǔn)表裝置做標(biāo)準(zhǔn)。檢測qmax和0.2qmax兩流量點。試驗時，各流量點的實際流量與規(guī)定檢定流量偏差不超過5%。每一流量點至少試驗 2次。校準(zhǔn)和典型應(yīng)用LM系列濕式氣體流量計是實驗室常用的儀表之一。在測量氣體體積總量時，其準(zhǔn)確度 較高，特別是小流量時，它的誤差小?？芍苯佑糜跍y量氣體流量，也可用來作標(biāo)準(zhǔn)儀器檢定其它流量計。所以在使用時濕式氣體流量計每個氣室的有效體積是由預(yù)先注入流量計的水面控制的, 必須檢查水面是否達(dá)到預(yù)定的位置，安裝時，儀表必須保持水平。LM系列濕式氣體流量計主要分兩種型號：普通型，采用黃銅材料，一般在無腐蝕氣體范圍內(nèi)使用。防腐型

10、，采用不銹鋼材質(zhì)，可測量腐蝕性氣體。1、濕式氣體流量計選型型號 LML-1(普通卜 LML-2(普通)、LMF-1(防腐卜LMF-2(防腐)2、基本參數(shù)鼓輪每轉(zhuǎn)流量(m3) 0.002 0.005額定流量(m3/h) 0.2 0.5最高流量記錄(m3) 100 100超額流量(m3/h) 0.3 0.75最小刻度值(m3) 0.1 X0-4 0.25 K0-4正常壓力值(Pa) 1000 1000額定流量時準(zhǔn)確度達(dá)到1級或者0.5級.3、使用方法(1) 將儀表擺放在工作臺上，調(diào)整地腳螺釘使水準(zhǔn)器水泡位于中心，并在使用中要長期 保持。(2) 打開水位控制器密封螺帽，拉出內(nèi)部的毛線繩。(3) 在溫

11、度計或壓力計的插孔內(nèi)，向儀表內(nèi)注入蒸餾水，待蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)流出時即停止注入蒸餾水，當(dāng)多余的蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)順著毛線繩流干凈(約510分鐘流出一滴時即為流干凈)，將毛線繩收入水位控制器密封螺帽內(nèi)，并且擰緊密封螺帽。(4) 裝好溫度計和壓力計。(每一小格10Pa)(5) 按進(jìn)出氣方向連接好氣路，并且保持密封。4、注意事項(1) 使用過程中，要經(jīng)常注意儀表內(nèi)水位保持，否則將影響測量準(zhǔn)確性。(2) 使用中，溫度應(yīng)保持在1525 C之間，氣溫與室溫相同，其溫差應(yīng)<2o(3) 最好在儀表指針運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)周后再進(jìn)行讀數(shù)。 當(dāng)被測氣體的壓力超過正常壓力值16倍(16)kPa時，儀器仍然可以進(jìn)行工作，此時應(yīng)將壓力計取下，用無孔橡皮塞堵住壓力計安裝孔。(5)當(dāng)被測氣體的流量超過額定流量至超額流量范圍內(nèi)使用時，儀器仍然可以進(jìn)行工 作，但此時測量的精度會有所降低。(6) 儀表在長期不使用時，應(yīng)將儀表內(nèi)的蒸餾水放干凈，排放時先使用放水閥，然后將 表頭向下，再將出氣管向下，這樣反復(fù)幾次，才能將鼓輪內(nèi)的水放凈。(7) 儀表不宜置于過冷室內(nèi)安裝，以免內(nèi)部結(jié)冰。(8) 在正常使用情況下，至少每年檢驗一次。5、濕式氣體流量計的校準(zhǔn)調(diào)整方法：(1) 檢定前準(zhǔn)備工作：加液、恒溫、整機(jī)水平調(diào)整、液位調(diào)整、吹管排液干凈，每一個 步驟都不能少。(2) 選擇合適讀數(shù)方式：對于機(jī)械表頭類的流量計