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技術文章

淺析如何正確選用玻璃轉(zhuǎn)子流量計及刻度修正

點擊次數(shù)：1346 發(fā)布時間：2014-9-24

玻璃轉(zhuǎn)子流量計是一種使用簡單、讀數(shù)方便、用途十分廣泛的瞬時流量測量儀表。在環(huán)境保護設備儀器這個范疇里用量多達三萬余臺/年。因此，選好、用好這種儀表，為重要。

一、玻璃轉(zhuǎn)于流量計的品種及選用

玻璃轉(zhuǎn)子流量計根據(jù)它的用途和適應范圍可分為：普通型、帶筋維管型，微小流量及小外形型、耐腐型、實驗室型、保溫型、報警型和耐高壓型八個系列。按照制訂的儀表系列型譜，不論哪個系列，z多包括從1毫米到100毫米共12個口徑數(shù)，可測量的流量范圍是：液體（水）0.1毫升/分~40立方米/時，氣體（空氣）1毫升/分～1000立方米/時。用于環(huán)保儀器配套的玻璃轉(zhuǎn)子流量計一般口徑不超過10毫米，測量的流量屬小流量范圍。

玻璃轉(zhuǎn)子流量計的選用可從以下幾個方面考慮。

1 測量的對象。即測量介質(zhì)種類、壓力大小、化學性質(zhì)。如液體介質(zhì)、氣體介質(zhì)，對具腐蝕性的介質(zhì)則應選擇耐腐流量計。
2 流量計本身性能。上述條件確定后一般講，若價格沒有大的變化，可優(yōu)先選用針閥置于流量計上部的；有較大流通孔的，是直接流量刻度的；結構簡單的；外部尺寸較小的等等。如是小流量范圍，則可選用球浮子式，因它測量時穩(wěn)定、不易積塵、精度較高、互換性好。
3 根據(jù)價格選用。一般講，精度高的價格高。要根據(jù)測量目的選用儀表精度等級，如只須控制測量介質(zhì)通過量，經(jīng)試運行調(diào)整，以后需始終穩(wěn)定這個通過量，那么精度就是次要的。

二、玻璃轉(zhuǎn)子流星計的刻度修正

玻璃轉(zhuǎn)子流量計的刻度，是生產(chǎn)廠在本廠條件下用近于理想流體的水和干燥空氣作介質(zhì)標定得到的。但在流量計的使用現(xiàn)場，有兩種情形不能直接使用它的刻度值：一是測量介質(zhì)不是水和空氣，二是測量介質(zhì)雖為水和空氣，但其狀態(tài)（溫度．壓力）與刻度狀態(tài)有別。這樣，在使用流量計時，為獲得正確測量結果，就出現(xiàn)了需要把刻度值進行修正的問題。因而，解決好玻璃轉(zhuǎn)子流量計刻度修正，是用好這種儀表的關鍵。

考慮到環(huán)保儀器使用轉(zhuǎn)子流量計大量的用采測氣體介質(zhì)流量，因此下文僅就氣體介質(zhì)測量時的密度修正進行討論。由于氣體介質(zhì)的粘度很小，故而討論時略去粘度影響。實踐證明，這不影響修正后的精度。

下面是轉(zhuǎn)子流量計流量一般表達式

      式中，a —— 流量系數(shù)，無量綱。
            △_F—— 由錐管內(nèi)壁與浮子讀數(shù)邊間構成的環(huán)隙面積，隨浮子高度而變（M²）。
              V_f—— 浮子體積（M³）。
              D_f—— 浮子z大截面積（M²）。
              ρ_f—— 浮子密度（kg/M³）。
              ρ —— 被測介質(zhì)密度（kg/M³）。
              g —— 重力加速度（9.81M/S²—海平面）。

式（1）是不考慮介質(zhì)粘度影響的計算式。從（1）式可明顯得出：當一臺流量計浮子位置高度確定后，被測介質(zhì)密度ρ是*的變數(shù)，如果被測介質(zhì)密度不同，則介質(zhì)通過流量計的流量也不同。因此，刻度修正實際上也就是流量修正。

如果兩種不同密度ρ₁、ρ₂的介質(zhì)分別通過同臺轉(zhuǎn)子流量計時，若浮子平衡在同一位固上，由（1）式得轉(zhuǎn)子流量計密度換算的基本式：

（2）

對氣體而言，ρ_f﹥ρ₁、ρ₂，（2）式可簡化為：

（3）

利用理想氣體定律，（3）式可轉(zhuǎn)化為：

（4）

式中，P₁、T₁和P₂、T₂是同一介質(zhì)的兩種狀態(tài)分別用壓力和溫度兩個參數(shù)表示。可見，對同種氣體介質(zhì)而言，其密度換算*可以轉(zhuǎn)化為不同狀態(tài)下的溫度、壓力換算。這樣，對于測量同種氣體介質(zhì)流量的刻度修正，z終變成了溫度、壓力的狀態(tài)修正（實質(zhì)上是密度修正），顯而易見，這是一般使用單位易實現(xiàn)的修正方法。

（一）在使用現(xiàn)場從流量計刻度讀數(shù)如何求取實際流量值？

在使用現(xiàn)成應用轉(zhuǎn)于流量計的目的只有一個：即檢測被測介質(zhì)的實際流量。但是，不少使用單位忽略了現(xiàn)場狀態(tài)與流量計刻度狀態(tài)（即標準狀態(tài)）的不同，直接以流量計刻度讀數(shù)作為被測介質(zhì)的實際流量值，十分明顯，這個實際流量是不真實的，它會給流量計的測量帶來誤差，從而給配套儀器z后的檢測結果造成謬誤。

在現(xiàn)場，從流量計刻度讀數(shù)求取實際流量值，實質(zhì)上是將流量計標準狀態(tài)下的流量值換算成現(xiàn)場工況下的流量值。我們設現(xiàn)場工況有關參數(shù)代號分別為實際流量Q，介質(zhì)壓力P和溫度T；轉(zhuǎn)子流量計刻度的有關參數(shù)代號分別為流量Q比標準狀態(tài)的壓力P₀和溫度T₀，根據(jù)（4）式有：

利用（5）式，可見很方便地在現(xiàn)場從流量計讀數(shù)求得被測介質(zhì)實際流量值。需要別指出，用（5）式計算時，P、P₀、T、T₀都應代入值，而P是表前壓，應在流量計上游側、并緊靠流量計的管路部位測取。

例：使用某空氣采樣儀，運行時，采樣儀上轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為500毫升/分，測表前壓為-100 mmH₂0（因使用抽氣泵，所以是負壓），現(xiàn)場溫度為30℃，求此時空氣的實際流量值。

解，根據(jù)測定的數(shù)據(jù)，有

于是

這里，因為P。用毫米汞柱作單位，所以毫米水柱必須化成毫米汞柱，計算時，只須將毫米水柱除以13.6即可。

從上例結果看出，盡管現(xiàn)場狀態(tài)與標準狀態(tài)相差不大，但對測量結果卻產(chǎn)生了22毫升/分（為標準值的4.4%）的差值。換句話路如果不修正，則流量值會產(chǎn)生4.4%的誤差！

（二）用戶根據(jù)實際使用流量，如何選購合適的轉(zhuǎn)子流量計?

這個問題恰是上述（一）的逆過程，只需把（5）式反過來即成：

這里，Q是實際使用流量；P、T、P₀、T₀都為已知，用〔6〕式d算出的Q_n即為將要選購的轉(zhuǎn)子流量計的刻度流量值。注意，Q應是常用流量。為保證流量計使用時有足夠精度和余量，選購玻璃轉(zhuǎn)子流量計的上限應為Q_n的1.5倍。

我們想強調(diào)此條的重要性，因為，如果當被測介質(zhì)壓力較大時，它是不可忽略的。例如，若被測介質(zhì)壓力為3kg/cm²，并假定溫度與標準溫度相差無幾，則P＝3+1kg/cm²（單位，P₀＝1），代入（6）式后將得到Q_n÷2Q。就是說，若常用流量為Q，則合宜的流量計上限應為1.5×2Q＝3Q，如此時仍按Q選購流量計，勢將滿足不了使用要求而貽誤生產(chǎn)。

轉(zhuǎn)子流量計的密度換算還可以速過圖解法來進行。測量液體介質(zhì)時的刻度修正往往涉及粘度修正，而粘度修正是十分繁雜，計算較為困難。盡管如此，還有別的方法可彌補，限于篇幅，這里再不累述。

（文章來源：銘宇自控http://www.mcstair.com/st205887/list_567474.html）

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