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如何正確選用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)
Updated:2019-7-4 10:10:05 Browse:1817 Close window Print this page
 [導(dǎo)讀] 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)是一種使用簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便、用途十分廣泛的瞬時(shí)流量測(cè)量?jī)x表。在環(huán)境保護(hù)設(shè)備儀器這個(gè)范疇里用量多達(dá)三萬(wàn)余臺(tái)/年。因此,選好、用好這種儀表,極為重要。
 
      玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)是一種使用簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便、用途十分廣泛的瞬時(shí)流量測(cè)量?jī)x表。在環(huán)境保護(hù)設(shè)備儀器這個(gè)范疇里用量多達(dá)三萬(wàn)余臺(tái)/年。因此,選好、用好這種儀表,極為重要。
 
      一、玻璃轉(zhuǎn)于流量計(jì)的品種及選用
 
      玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)根據(jù)它的用途和適應(yīng)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(shí)驗(yàn)室型、保溫型、報(bào)警型和耐高壓型八個(gè)系列。按照國(guó)家制訂的儀表系列型譜,不論哪個(gè)系列,最多包括從1毫米到100毫米共12個(gè)口徑數(shù),可測(cè)量的流量范圍是:液體(水)0.1毫升/分~40立方米/時(shí),氣體(空氣)1毫升/分~1000立方米/時(shí)。用于環(huán)保儀器配套的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)一般口徑不超過10毫米,測(cè)量的流量屬小流量范圍。
 
      玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的選用可從以下幾個(gè)方面考慮。
 
      1 測(cè)量的對(duì)象。即測(cè)量介質(zhì)種類、壓力大小、化學(xué)性質(zhì)。如液體介質(zhì)、氣體介質(zhì),對(duì)具腐蝕性的介質(zhì)則應(yīng)選擇耐腐流量計(jì)。
      2 流量計(jì)本身性能。上述條件確定后一般講,若價(jià)格沒有大的變化,可優(yōu)先選用針閥置于流量計(jì)上部的;有較大流通孔的,是直接流量刻度的;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)量時(shí)穩(wěn)定、不易積塵、精度較高、互換性好。
      3 根據(jù)價(jià)格選用。一般講,精度高的價(jià)格高。要根據(jù)測(cè)量目的選用儀表精度等級(jí),如只須控制測(cè)量介質(zhì)通過量,經(jīng)試運(yùn)行調(diào)整,以后需始終穩(wěn)定這個(gè)通過量,那么精度就是次要的。
 
      二、玻璃轉(zhuǎn)子流星計(jì)的刻度修正
 
      玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)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(biāo)定得到的。但在流量計(jì)的使用現(xiàn)場(chǎng),有兩種情形不能直接使用它的刻度值:一是測(cè)量介質(zhì)不是水和空氣,二是測(cè)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(jì)時(shí),為獲得正確測(cè)量結(jié)果,就出現(xiàn)了需要把刻度值進(jìn)行修正的問題。因而,解決好玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度修正,是用好這種儀表的關(guān)鍵。
 
      考慮到環(huán)保儀器使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)大量的用采測(cè)氣體介質(zhì)流量,因此下文僅就氣體介質(zhì)測(cè)量時(shí)的密度修正進(jìn)行討論。由于氣體介質(zhì)的粘度很小,故而討論時(shí)略去粘度影響。實(shí)踐證明,這不影響修正后的精度。
 
      下面是轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量一般表達(dá)式
 
      
 
      式中,a —— 流量系數(shù),無(wú)量綱。
              △F—— 由錐管內(nèi)壁與浮子讀數(shù)邊間構(gòu)成的環(huán)隙面積,隨浮子高度而變(M2)。
              Vf—— 浮子體積(M3)。
              Df—— 浮子最大截面積(M2)。
              ρf—— 浮子密度(kg/M3)。
              ρ —— 被測(cè)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(jì)算式。從(1)式可明顯得出:當(dāng)一臺(tái)流量計(jì)浮子位置高度確定后,被測(cè)介質(zhì)密度ρ是唯一的變數(shù),如果被測(cè)介質(zhì)密度不同,則介質(zhì)通過流量計(jì)的流量也不同。因此,刻度修正實(shí)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(tái)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí),若浮子平衡在同一位固上,由(1)式得轉(zhuǎn)子流量計(jì)密度換算的基本式:
 
          (2)
 
      對(duì)氣體而言,ρf﹥ρ1、ρ2,(2)式可簡(jiǎn)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(gè)參數(shù)表示。可見,對(duì)同種氣體介質(zhì)而言,其密度換算完全可以轉(zhuǎn)化為不同狀態(tài)下的溫度、壓力換算。這樣,對(duì)于測(cè)量同種氣體介質(zhì)流量的刻度修正,最終變成了溫度、壓力的狀態(tài)修正(實(shí)質(zhì)上是密度修正),顯而易見,這是一般使用單位極易實(shí)現(xiàn)的修正方法。
 
      (一)在使用現(xiàn)場(chǎng)從流量計(jì)刻度讀數(shù)如何求取實(shí)際流量值?
 
      在使用現(xiàn)成應(yīng)用轉(zhuǎn)于流量計(jì)的目的只有一個(gè):即檢測(cè)被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量。但是,不少使用單位忽略了現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)與流量計(jì)刻度狀態(tài)(即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))的不同,直接以流量計(jì)刻度讀數(shù)作為被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量值,十分明顯,這個(gè)實(shí)際流量是不真實(shí)的,它會(huì)給流量計(jì)的測(cè)量帶來誤差,從而給配套儀器最后的檢測(cè)結(jié)果造成謬誤。
 
      在現(xiàn)場(chǎng),從流量計(jì)刻度讀數(shù)求取實(shí)際流量值,實(shí)質(zhì)上是將流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值換算成現(xiàn)場(chǎng)工況下的流量值。我們?cè)O(shè)現(xiàn)場(chǎng)工況有關(guān)參數(shù)代號(hào)分別為實(shí)際流量Q,介質(zhì)壓力P和溫度T;轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度的有關(guān)參數(shù)代號(hào)分別為流量Q比標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)從流量計(jì)讀數(shù)求得被測(cè)介質(zhì)實(shí)際流量值。需要特別指出,用(5)式計(jì)算時(shí),P、P0、T、T0都應(yīng)代入絕對(duì)值,而P是表前壓,應(yīng)在流量計(jì)上游側(cè)、并緊靠流量計(jì)的管路部位測(cè)取。
 
      例:使用某空氣采樣儀,運(yùn)行時(shí),采樣儀上轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為500毫升/分,測(cè)表前壓為-100 mmH20(因使用抽氣泵,所以是負(fù)壓),現(xiàn)場(chǎng)溫度為30℃,求此時(shí)空氣的實(shí)際流量值。
 
      解,根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù),有
 
      
 
      于是
 
      
 
       這里,因?yàn)镻。用毫米汞柱作單位,所以毫米水柱必須化成毫米汞柱,計(jì)算時(shí),只須將毫米水柱除以13.6即可。
 
      從上例結(jié)果看出,盡管現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)相差不大,但對(duì)測(cè)量結(jié)果卻產(chǎn)生了22毫升/分(為標(biāo)準(zhǔn)值的4.4%)的差值。換句話路如果不修正,則流量值會(huì)產(chǎn)生4.4%的誤差!
 
      (二)用戶根據(jù)實(shí)際使用流量,如何選購(gòu)合適的轉(zhuǎn)子流量計(jì)?
 
      這個(gè)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(shí)際使用流量;P、T、P0、T0都為已知,用〔6〕式d算出的Qn即為將要選購(gòu)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度流量值。注意,Q應(yīng)是常用流量。為保證流量計(jì)使用時(shí)有足夠精度和余量,選購(gòu)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的上限應(yīng)為Qn的1.5倍。
 
      我們想強(qiáng)調(diào)此條的重要性,因?yàn)椋绻?dāng)被測(cè)介質(zhì)壓力較大時(shí),它是絕對(duì)不可忽略的。例如,若被測(cè)介質(zhì)壓力為3kg/cm2,并假定溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度相差無(wú)幾,則P=3+1kg/cm2(絕對(duì)單位,P0=1),代入(6)式后將得到Qn÷2Q。就是說,若常用流量為Q,則合宜的流量計(jì)上限應(yīng)為1.5×2Q=3Q,如此時(shí)仍按Q選購(gòu)流量計(jì),勢(shì)將滿足不了使用要求而貽誤生產(chǎn)。
 
      轉(zhuǎn)子流量計(jì)的密度換算還可以速過圖解法來進(jìn)行。測(cè)量液體介質(zhì)時(shí)的刻度修正往往涉及粘度修正,而粘度修正是十分繁雜,計(jì)算較為困難。盡管如此,還有別的方法可彌補(bǔ),限于篇幅,這里再不累述。

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