摘要
　　轉(zhuǎn)子流量(liàng)計 用于(yu)氣體采(cǎi)樣測量(liang),其指示(shi)值與實(shí)際流量(liàng)因氣壓(yā)🔴、溫度的(de)不同會(hui)有一定(ding)的誤差(chà),對流量(liàng)計的指(zhǐ)示值進(jìn)行修正(zhèng)後才能(neng)得到真(zhēn)實流量(liang)值。本文(wén)介紹了(le)轉🐪子流(liú)量計指(zhi)示值在(zai)非标準(zhun)大氣壓(ya)和抽氣(qì)中在流(liu)量計入(ru)口🚩處出(chū)現負壓(yā)時兩種(zhǒng)情況下(xia)的修正(zheng)方法,以(yǐ)及氣體(tǐ)采樣測(ce)量中的(de)注意事(shì)項。轉子(zi)流量計(ji)用于氣(qi)體采樣(yang)測量中(zhong)應注意(yi)的問題(ti)
1引言
　　轉(zhuan)子流量(liang)計是測(ce)定氣體(ti)流量(即(jí)流率)的(de)常用計(jì)量器具(ju),在使用(yòng)♋中其讀(dú)數值不(bú)一定等(deng)于實際(ji)的流量(liang)值。從轉(zhuǎn)子流量(liang)計的讀(dú)數獲得(dé)正确流(liu)量值有(you)一定條(tiao)件,一個(ge)合格流(liu)量計的(de)刻度是(shi)在标準(zhun)狀态下(xia)得🈲到的(de),與标準(zhǔn)狀态不(bu)同的使(shi)用🔱條件(jian)需要📐對(duì)讀數進(jin)⭕行修正(zheng),關于影(yǐng)響讀數(shu)修正的(de)使用條(tiao)件以及(jí)怎樣才(cai)能獲得(dé)正确流(liú)量值是(shì)本文闡(chǎn)述的内(nei)容。這個(ge)問題似(si)乎是👌老(lǎo)生常談(tan),但對🈚某(mǒu)些進行(háng)放射性(xìng)氣體或(huo)氣溶膠(jiao)的采樣(yàng)測量🐇的(de)工作者(zhe)卻時有(yǒu)模糊,有(yǒu)待注✨意(yì)和澄清(qīng)。
　　轉子流(liu)量計工(gōng)作時,轉(zhuǎn)子(也稱(chēng)爲浮子(zǐ))受到兩(liang)個力的(de)作用:一(yī)是垂直(zhi)向上的(de)推動力(li),它等于(yu)流體流(liú)經轉子(zi)與錐管(guǎn)間的環(huán)形截💰面(mian)形成的(de)壓力差(cha)所産生(sheng)的浮力(lì);另一是(shi)♊轉子本(běn)身垂直(zhi)向下的(de)淨重力(li)。當壓力(lì)差與轉(zhuǎn)子的淨(jìng)重力相(xiang)等時✂️,轉(zhuan)子處于(yú)平衡狀(zhuàng)态,即停(tíng)留在一(yi)定位置(zhi)上,轉子(zi)停留的(de)高度就(jiu)反映了(le)流量的(de)大小。問(wèn)題是這(zhe)停留高(gāo)度與流(liú)量大小(xiǎo)兩者之(zhi)間的對(dui)應關系(xì)還與一(yī)系列條(tiao)件(氣壓(ya)、溫度、流(liu)體狀态(tai)等)有關(guān),本文就(jiù)這些方(fāng)面分别(bié)介紹。
2轉(zhuan)子流量(liàng)計的氣(qì)壓(溫度(dù))效應
　　轉(zhuan)子流量(liàng)計的刻(ke)度示值(zhi)是在标(biao)準狀态(tài)(101.3kPa,293K)下得出(chū)的,當用(yòng)🌈于非标(biāo)準狀态(tai)時使用(yong)條件下(xia)的真實(shí)流量值(zhi)⭐與讀🈚數(shù)值是不(bu)同的,有(you)以下關(guān)系[1]:

　　式中(zhong),QS爲使用(yong)條件下(xia)的真實(shi)流量值(zhí);QN爲流量(liàng)計讀數(shu)(按流量(liang)計在标(biāo)準條件(jian)下刻度(dù)的示值(zhí)讀出的(de));PN,PS分别爲(wèi)标準狀(zhuang)态和使(shǐ)用條件(jiàn)💔的絕對(duì)氣壓;TN,TS分(fèn)别爲标(biao)準狀态(tai)和使用(yòng)條件的(de)絕對溫(wēn)度。
　　例如(ru):在烏魯(lu)木齊,當(dāng)轉子流(liu)量計用(yong)于氣壓(yā)約爲92.3kPa、氣(qi)🚶‍♀️溫293K條🚩件(jiàn)下,若QN=0.85Lmin,則(zé)由式(1)得(dé)QS=0.89Lmin,真實流(liú)量值大(dà)于其讀(dú)數值。
　　在(zài)我國内(nèi)地,氣壓(ya)一般與(yǔ)标準狀(zhuàng)态相近(jìn)(PS≈PN,TS≈TN),此項修(xiū)正問題(ti)不大🤞。但(dan)在氣體(ti)采樣中(zhong)如果流(liú)量計上(shàng)遊連接(jiē)有過濾(lǜ)器或調(diào)節閥門(men),有可能(neng)使流量(liang)計入口(kou)氣壓顯(xian)著降低(dī),這是氣(qi)體采樣(yang)測量中(zhong)常出現(xiàn)的問題(ti),不可忽(hū)視。這㊙️種(zhong)情況下(xia),氣體真(zhen)實💃流量(liàng)值則按(àn)下式計(ji)♈算:

　　式中(zhōng),QS爲使用(yong)條件下(xià)的真實(shí)流量值(zhí);QS爲流量(liàng)計讀數(shù);PN、Pλ分别爲(wei)🚩标準狀(zhuang)态和流(liú)量計入(rù)口的絕(jué)對氣壓(yā);TN、Tλ分别爲(wèi)标準狀(zhuang)态和流(liu)量計入(ru)口的絕(jue)對溫度(du)。情況是(shi)否确實(shí)如此,下(xia)面用一(yī)實例[2]予(yǔ)以說明(ming)。

　　圖1所(suo)示的氣(qi)流回路(lù)可定量(liang)觀測入(ru)口抽氣(qì)負壓對(dui)流量計(ji)指示值(zhi)引起的(de)測量誤(wu)差。在流(liu)量計入(ru)口端裝(zhuang)一隻調(diao)節閥門(men),啓動抽(chou)氣泵抽(chou)氣,用調(diào)節閥把(bǎ)轉子流(liu)量♋計調(diao)到不同(tong)的指示(shi)值,用串(chuàn)接在氣(qì)路入口(kǒu)的煤氣(qi)表(或其(qi)他不受(shou)壓力影(yǐng)響的氣(qì)動儀表(biǎo))測出相(xiàng)應的實(shi)際流量(liàng)(這應視(shi)🌍作進入(ru)氣路的(de)正确流(liu)量),用壓(ya)差計同(tóng)時🔆測出(chu)調節閥(fá)兩🍉端的(de)壓力差(cha),從而确(què)定轉子(zi)流量計(ji)的實際(jì)入口氣(qì)壓。設環(huán)境氣壓(ya)等于标(biāo)✨準大氣(qi)壓,而流(liú)量計入(rù)口氣壓(ya)等于标(biao)👣準大氣(qi)壓(101.3kPa)減去(qu)調節閥(fa)兩端的(de)壓差。表(biǎo)1列出了(le)一組觀(guān)測值。

　　由(yóu)表1可見(jian),調節閥(fa)門置于(yu)轉子流(liú)量計的(de)入口端(duan),因給流(liu)量計造(zào)成了抽(chōu)氣負壓(ya),使流量(liang)計入口(kou)氣壓低(dī)于标準(zhǔn)大🌈氣壓(yā),其指示(shì)值與煤(méi)氣表測(cè)得的實(shi)際流量(liang)相比總(zong)是偏高(gāo),偏高多(duo)少與閥(fa)門的🍓開(kai)合程度(du)(實際是(shì)氣路阻(zǔ)力大小(xiǎo))引起的(de)抽氣負(fù)壓大⚽小(xiǎo)有關。閥(fá)門關得(dé)越小,引(yin)起得抽(chōu)氣⭐負壓(yā)越大,偏(piān)高的比(bi)例越💰大(dà)。當用式(shì)(2)修正後(hòu)就與煤(méi)氣表😍的(de)測定值(zhi)在誤差(cha)範圍内(nèi)一緻了(le)。
　　必須注(zhù)意的是(shi),式(2)與式(shì)(1)表面上(shàng)看很相(xiang)似,其實(shí)在根号(hào)中分數(shù)線上下(xia)的有關(guan)氣壓、溫(wen)度是颠(dian)倒的。這(zhè)兩個公(gong)式是有(yǒu)區别的(de),又是相(xiàng)聯系的(de),式(2)可從(cong)式(1)導出(chū)如下:
　　首(shou)先應明(míng)确,通常(cháng)所謂氣(qi)體流量(liang)都是體(tǐ)積流量(liang)(單位時(shí)👉間流過(guo)🙇🏻的氣體(tǐ)體積),而(ér)非質量(liang)流量(單(dan)位時間(jian)✏️流過的(de)氣🌐體質(zhì)㊙️量)。氣體(ti)體積是(shi)随氣壓(yā)和溫度(du)的變化(huà)而變化(huà)的。在❗使(shi)用條件(jiàn)下,人們(men)通常關(guan)心的是(shi)當地氣(qì)壓、溫度(dù)下的體(ti)積或體(ti)積流量(liang)即使用(yong)條件下(xià)🚶‍♀️的真實(shí)流量。結(jié)合到圖(tú)1的情況(kuang),人們關(guān)心的是(shi)環境氣(qi)壓、溫度(dù)下⁉️的體(ti)積流量(liàng),而非流(liú)量計入(rù)口負🥰壓(yā)下的體(tǐ)積流量(liang)。
将式(1)應(yīng)用于圖(tu)1的情況(kuàng),可得到(dao)流量計(jì)在有入(ru)口負🔞壓(yā)(相當于(yú)入口氣(qi)壓低于(yu)标準大(da)氣壓)下(xia)的入口(kou)體🛀積流(liu)量Qλ。對Qλ可(kě)類似寫(xiě)成:

将式(shi)(3)代入式(shì)(5),即得到(dào)式(2)。
　　用表(biǎo)1第一列(lie)爲例,可(kě)用數字(zi)表達上(shang)述關系(xì)。入口氣(qì)壓爲🌏91.4kPa下(xia)的流量(liàng)計指示(shi)流量爲(wèi)108.0Lmin,對應此(ci)負壓下(xia)的體積(jī)流量,可(ke)💜按式(3)計(jì)算得:

　　即(jí)爲表1中(zhōng)修正後(hou)的流量(liang)值。可見(jiàn),在氣路(lu)中轉子(zi)流量計(ji)♈入㊙️口有(yǒu)入口負(fu)壓的情(qing)況下,用(yong)式(2)可直(zhi)接對流(liu)量讀數(shu)值🏃‍♂️修正(zhèng)得到真(zhen)實流量(liàng)值。
　　以上(shàng)說明了(le)轉子流(liu)量計的(de)氣壓效(xiao)應的表(biao)現與規(guī)律,由此(cǐ)提出在(zai)使用中(zhōng)針對氣(qì)壓效應(ying)如何獲(huò)得真實(shi)流量值(zhí)✌️的一些(xiē)方法和(he)注意事(shi)項。
3氣體(tǐ)采樣測(ce)量中的(de)注意事(shi)項
3.1避免(mian)流量計(ji)入口負(fù)壓
　　将圖(tú)1中的采(cǎi)樣裝置(zhi)和流量(liàng)調節閥(fa)放在流(liú)量計出(chu)口🏒端🔞的(de)⛷️下❄️遊将(jiang)會避免(mian)産生入(ru)口負壓(ya)。
　　當有些(xie)采樣對(dui)象(如氣(qì)溶膠、氡(dong)子體等(deng))會在流(liu)量計中(zhong)沉積✔️或(huò)污染流(liu)量計影(ying)響采樣(yang)時,采樣(yang)裝置隻(zhi)能放在(zài)流量計(ji)的上遊(yóu)。這樣🔅流(liú)量計的(de)指示值(zhí)與實際(jì)流量必(bi)💘然會有(you)㊙️誤差。這(zhè)種誤差(cha)有多大(dà)視入口(kou)負壓而(er)定,入口(kǒu)✨負壓越(yuè)大,流量(liàng)計指🈚示(shì)值就偏(piān)💃高的誤(wù)差越大(da)。
3.2穩定脈(mo)動氣流(liu)
　　用轉子(zǐ)流量計(ji)測量氣(qì)體采樣(yàng)流量時(shí)對氣流(liu)的要🌈求(qiu)是均👨‍❤️‍👨勻(yún)而穩定(ding),若是脈(mo)動氣流(liú),轉子流(liú)量計指(zhǐ)示值總(zǒng)💛是偏高(gāo)于實際(jì)🌈流量值(zhi),其偏高(gao)的誤差(cha)有時可(ke)達40%[2]。造成(cheng)脈動氣(qi)流主要(yao)是抽氣(qi)泵(取樣(yang)泵)的性(xing)能。此外(wài),還可在(zai)采樣氣(qi)路中采(cǎi)取穩💰流(liu)措施,例(li)如在采(cai)樣🥵氣路(lu)中串接(jiē)緩沖器(qi)等,使得(dé)脈動氣(qi)流變爲(wèi)穩定氣(qi)流。
　　這裏(li)推薦一(yi)個好方(fang)法,在轉(zhuan)子流量(liàng)計的出(chū)口端串(chuan)接一🔞個(ge)🍉過濾器(qi),裏面的(de)慮膜能(néng)增加氣(qì)路中氣(qì)流的阻(zu)力,較好(hǎo)地将脈(mo)動氣流(liu)變爲穩(wěn)定氣流(liu)。
　　在用皂(zao)膜流量(liàng)計校準(zhǔn)轉子流(liu)量計中(zhōng),對在氣(qi)路中串(chuan)🏃‍♂️接和未(wei)串接過(guo)濾器進(jin)行比較(jiao),結果見(jian)表2。

　　表2可(ke)見,使用(yong)了過濾(lǜ)器降低(dī)了轉子(zǐ)流量計(jì)偏高指(zhǐ)示誤差(chà),說明過(guo)濾器起(qi)到了穩(wen)流作用(yòng),提高了(le)校準精(jing)度。
3.3修正(zhèng)流量值(zhí)
　　使用時(shi)測量環(huan)境氣壓(ya)和流量(liang)計入口(kou)氣壓,根(gen)據式(1)和(he)(2)計算修(xiu)❌正,這是(shi)得到真(zhen)實流量(liàng)值最好(hao)的辦法(fǎ)。
4結語
　　轉(zhuǎn)子流量(liang)計廣泛(fan)用于氣(qi)體采樣(yàng)測量。在(zai)轉子流(liú)量計刻(kè)度或檢(jiǎn)驗時的(de)條件是(shi)氣流穩(wěn)定、标準(zhun)大氣壓(ya)和标準(zhǔn)溫度,而(er)在使用(yòng)時卻不(bu)能保證(zheng),因而對(dui)讀數值(zhi)進行修(xiu)正是必(bi)然的。轉(zhuǎn)子流量(liàng)計在非(fei)标準狀(zhuang)态🧡使用(yong)條件下(xià)用式(1)對(duì)其讀數(shù)值修正(zhèng)可得到(dao)真實流(liu)量值,對(duì)于流量(liàng)計入口(kǒu)有負壓(yā)時則用(yòng)式(2)對其(qí)讀數⛹🏻‍♀️值(zhi)修正可(kě)得到真(zhēn)實流量(liang)值。在采(cǎi)樣過程(chéng)中,使用(yong)穩流措(cuò)施是必(bi)要的,并(bìng)且選擇(zé)脈動氣(qi)流小的(de)抽氣泵(beng)和負載(zai)能力強(qiáng)的泵☂️電(diàn)源,也可(kě)降低脈(mo)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻動氣流(liu),能保證(zhèng)轉子流(liu)量計在(zai)氣體采(cǎi)樣測量(liàng)中的精(jing)度。

以上(shang)内容來(lái)源于網(wǎng)絡，如有(yǒu)侵權請(qǐng)聯系即(jí)删除!