吳明清 劉幸 陳國(guó)平

重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)研究院 重慶 401123

1 氣體流量計(jì)的工作原理

氣體玻璃浮子流量計(jì)的主要測(cè)量元件為一根垂直安裝的下小上大錐形玻璃管和在內(nèi)可上下移動(dòng)的浮子。當(dāng)流體自下而上經(jīng)錐形玻璃管時(shí)，在浮子上下之間產(chǎn)生壓差，浮子在此差壓作用下上升。當(dāng)此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力與浮子的重力相等時(shí)，浮子處于平衡位置[1]。氣體玻璃浮子流量計(jì)的刻度是生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過(guò)程中用近于理想流體的干燥空氣作介質(zhì)標(biāo)定得到的。氣體玻璃浮子流量計(jì)的刻度因?yàn)樗鶚?biāo)識(shí)的狀態(tài)和測(cè)量的介質(zhì)不同，在檢定和實(shí)際使用時(shí)，需要進(jìn)行刻度的修正，即所讀數(shù)值要通過(guò)換算才能得到實(shí)際流量。氣體玻璃浮子流量計(jì)的刻度修正在許多的資料中都可以得到，但有部分是修正錯(cuò)誤的；個(gè)別氣體玻璃浮子流量計(jì)的刻度在出廠時(shí)就經(jīng)過(guò)了錯(cuò)誤的修正。這說(shuō)明浮子流量計(jì)的刻度修正還有繼續(xù)討論的必要。

2 氣體玻璃浮子流量計(jì)的修正方法

氣體玻璃浮子流量計(jì)刻度流量的修正方法為密度修正。

氣體玻璃浮子流量計(jì)處的實(shí)際流量與氣體玻璃浮子流量計(jì)刻度流量的修正用公式（1）表示：

該公式是氣體玻璃浮子流量計(jì)的修正的基礎(chǔ)，是氣體玻璃浮子流量計(jì)的修正的技巧所在。掌握該公式，任隨測(cè)量條件如何變化，均能得到實(shí)際的氣體流量。

3 修正方法在檢定中的應(yīng)用

準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)，測(cè)量玻璃浮子流量計(jì)處的氣體壓力和溫度，標(biāo)準(zhǔn)器給出的流量 qs是已知的。 qs對(duì)應(yīng)的玻璃浮子流量計(jì)處的氣體流量可通過(guò)公式（2）得到：，得到公式（3）：

由于：

該氣體密度計(jì)算不考慮壓縮系數(shù)，是因?yàn)椴ＡЦ∽恿髁坑?jì)所使用的壓力低，絕對(duì)壓力遠(yuǎn)低于0.6MPa，空氣在0.6MPa、293.15K時(shí)的壓縮系數(shù)為0.997，即不使用壓縮系數(shù)會(huì)有0.3%的誤差，由于是開(kāi)方計(jì)算，誤差減半，即有0.15%的誤差。對(duì)于準(zhǔn)確度最高為1.5 級(jí)的氣體玻璃浮子流量計(jì)而言，不使用壓縮系數(shù)修正對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響力度很小[2]。

則公式（3）變化為公式（4）：

式中：

uN——浮子流量計(jì)錐形玻璃管上標(biāo)識(shí)的氣體介質(zhì)的摩爾質(zhì)量，kg/k·mol；

pN——浮子流量計(jì)錐形玻璃管上標(biāo)識(shí)的絕對(duì)壓力，Pa；

當(dāng)被檢浮子流量計(jì)所用介質(zhì)不是空氣，即 um≠ uN，錐形玻璃管上標(biāo)識(shí)的壓力 pN≠101325Paabs，建議用絕對(duì)壓力abs 標(biāo)識(shí)，甚至錐形玻璃管上標(biāo)識(shí)的溫度 TN≠293.15K 時(shí)，可以用公式（4）來(lái)修正。

當(dāng)被檢浮子流量計(jì)所用介質(zhì)是空氣，可以用公式（5）來(lái)修正：

比較粗糙的測(cè)量時(shí)，比如用于環(huán)保方面準(zhǔn)確度不高的浮子流量計(jì)，或 ps、 pm不易測(cè)量或即使測(cè)量其差值很小等情況，不測(cè)量玻璃浮子流量計(jì)處的氣體壓力和溫度，直接用標(biāo)準(zhǔn)器的狀態(tài)和流量通過(guò)公式（1）計(jì)算浮子流量計(jì)某刻度對(duì)應(yīng)的實(shí)際流量。如公式（6）：

4 修正方法在使用中的應(yīng)用

在使用中浮子流量計(jì)的刻度的修正有兩種情況，

情況1：浮子流量計(jì)的刻度讀數(shù) qN是已知的，計(jì)算實(shí)際流量qs。

根據(jù)公式（1），有公式（7）：

5 結(jié)語(yǔ)

公式（4）至公式（8）均可直接使用，但，它們均來(lái)源于公式（1）。如果掌握了公式（1），并靈活運(yùn)用，就能解決氣體浮子流量計(jì)的各種修正問(wèn)題。在不涉及浮子流量計(jì)的流量修正時(shí)，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，如公式（2）。