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气体浮子流量计检定数据处理方法

时间:2018/07/06来源:未知

摘 要: 对标准状态气体浮子流量计检定数据的数据处理方法做了简单介绍,重点介绍了对非标准刻度的气体浮子流量计检定数据的处理方法。通过对非标准刻度气体浮子流量计检定数据的分析,指出了对浮子流量计压力、密度修正的重要性。

0、引言:
  气体浮子流量计广泛应用于化工、石油、医药、实验室分析和过程控制等领域。因此,气体浮子流量计计量性能的检定是很关键的。检定所依据的规程为JJG257—2007 《浮子流量计》。常见的气体浮子流量计的标定气体是空气,标定状态为 101325 Pa,20℃。这种标准刻度情况下检定数据的处理可依据规程上所介绍的方法进行处理。但是流量计的标定状态并不都是标准刻度状态。对于刻度介质不是空气,刻度状态不是标准状态的非标准状态的流量计,检定数据的处理方法是不同的。下面介绍几种非标准状态的气体浮子流量计检定数据的处理方法。

1、基本原理:
  浮子流量计是以浮子在垂直锥形管内随着流量变化而升降,改变他们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表。气体浮子流量计的基本流量方程为:
计算公式
  式中: qV为气体体积流量; A 为流通面积; Af为浮子的迎流面积; C 为阻力系数; ρ 为流体介质密度; Vf为流体的体积; ρf为浮子材料的密度。

2、常见类型及检定数据处理方法:
  气体流量计检定采用容积法。用钟罩式气体流量标准装置检定气体浮子流量计。可用排气法或者进气法,排气法是气体装置排出气体流入流量计,进气法则是气体由气源经过流量计流入气体装置。测量排气( 流入) 气体装置的气体体积和同步时间,已知气体标准装置内和流量计处的气体压力和温度,按下式计算出流量计在标准 ( 刻度) 状态下的实际流量 qn
  qn=Vt·psTsTnTmpnp( )m12( 2)式中: V 为排出 ( 流入) 装置内的气体体积; t 为排出( 流入) 装置内时间; pn,ps,pm分别为标准状态即刻度状态下、装置内和流量计前的气体绝对压力,其中,pn= 101325 Pa; Tn,Ts,Tm分别为标准状态即刻度状态下、装置内和流量计前的气体热力学温度,Tn=293. 15 K。
  1 ) 流量计非标准刻度状态: 101325 Pa, 氮气,20℃ 。这种气体流量计的标定介质为氮气,所以不能用公式 ( 2) 直接修正。由 ( 1) 式可得两种气体的流量关系为
qV2qV1=( ρf- ρ2) ρ1( ρf- ρ1) ρ槡2( 3)式中: qV1为第一种气体的体积流量; qV2为第二种气体的体积流量; ρ1为流量计上标定气体即氮气的密度; ρ2为空气的的密度。由于 ρf≥ρ1,ρf≥ ρ2,则式 ( 4)可简化为qV2qV1=ρ1ρ槡2( 4)则在刻度状态下的实际流量为qV= qnρ2ρ槡1

2 ) 在减压器上安装的气体流量计, 刻度状态:
  0. 35 MPa,氩气,20℃ 。
  这种流量计除了标定介质不是标准介质,标定压力也不是 101325 Pa。这里的 0. 35 MPa 也是表压,所以首先采用公式 ( 5) 进行密度修正。由 ρ =pRT可得qV2qV1=ρ1ρ槡2=p1T2p2T槡1( 6)由于 T1= T2= 20℃ ,则刻度状态下的实际流量为qV' = qVpp槡n( 7)式中: p 为流量计刻度状态的绝对压力,在这里 p =101325 Pa + 350000 Pa。则在刻度状态下的实际流量为q'V= qnρ空ρ槡氩pp槡

3、应用举例:
  以刻度状态为 0. 35 MPa,氩气,20℃,量程为 5~ 25 L / min 的流量计为例,取 5,15,25 L / min 三个检定点的检定数据见表 1 。
表 1 检定数据

表 1 检定数据
  使用公式 ( 2) 可算得实测流量和示值误差见表2。
  由表 2 可得到未进行修正的实测流量与刻度流量相差甚远,所以必须进行密度和压力的修正。查得氩气的密度 1. 662 kg /m3,空气的密度为 1. 205 kg /m3。则通过式 ( 8) 可算得实测流量值并进一步计算了示值误差见表 3。
表 2 实测流量和示值误差表 3 实测流量值和误差
表 2 实测流量和示值误差表 3 实测流量值和误差

4、总结:
  气体浮子流量计的检定数据的正确处理对判定一个流量计合格与否很重要。但是气体浮子流量计的刻度状态并不都是标准状态,对于非标刻度状态下的气体浮子流量计的检定数据还应应进行标定介质和标定压力状态的修正。

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