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转子流量计示值的修正
发布时间:2020-4-7 08:27:49

  本文较为详细地论述了气体转子流量计示值的密度、温度、压力修正公式的推导方法,从理论上证明了修正公式中ρo、ρ1的取值状态。
1前言
  转子流量计由于其具有结构简单、价格便宜、反应灵敏、量程宽示值清晰、可测腐蚀性介质,流量、压力损失小且恒定等特点,在工业生产、实验室或一些仪器装置中得到了广泛的应用。然而,转子流量计是一种非标准化仪表,就其测量原理看,宜个别地按照实际被测介质及工作状态进行刻度。但仪表制造厂家为了便于批量生产,都是在工业基准状态(20℃,0.10133MPa)下用水或空气进行刻度的,即转子流量计的流量标尺上的刻度值,对于测量液体来讲是代表20℃时水的流量值,对于测量气体来讲则是代表20℃,0.10133MPa下空气的流量值。因此,在实际使用时,如果被测介质的密度及工作状态不同于刻度条件时,必须对流量计算值按实际被测介质的密度、温度、压力等参数的具体情况进行修正。对此,一-般的教材及仪表使用说明书中均给出了修正公式,不同的书中给出的修正公式相同,但意义却有所差别。例如:

公式(1)、(2)中:
Q。-仪表标尺示值;
P。、To-刻度状态下的绝对压力(0.10133MPa)和绝对温度(293K);
P1.T1-工作状态F的绝对压力和绝对温度:
公式(1)中:Q,表示被测介质在实际工作状态下的体积流量;
而公式(2)中的Q1则是表示被测介质流量折算成刻度状态下的体积流量值。
  对于ρo、ρ1说法不一,某些书中规定为刻度状态(293K、0.10133MPa)下的空气密度或被测气体的密度;某些书中规定为273K.0.10133MPa下的密度。因而,在实际使用气体转子流量计时,必须对其示值加以修正,从而得出较准确的数据。为此,本文就气体转子流量计示值的密度、温度、压力修正公式的推导方法加以论述,供气体转子流量计使用者参考。
2示值的修正
2.1基本流量方程式
转子流量计结构如图1所示。

式中:
Q一被测介质的体积流量;
C一仪表常数:
Vr-转子体积;
ρr-转子材料的密度
ρ一被测介质的密度;
Ar-转子最大截面积;.
H一转子停留的高度。
2.2气体转子流量计的刻度
  前己叙述,用于测量气体的转子流量计出厂时是在工业基准状态(293K,0.10133MPa)下用空气作为介质进行刻度的。根据(3)式可得出:

式中:
Q0---刻度状态293K.0.10133MPa下空气的体积流量;
Po---20℃,0.10133MPa下空气的密度。
2.3密度的修正
  当被测介质为293K,0.10133MPa状态下的非空气气体时,虽然:工作状态与刻度状态相同,但由于介质密度不同于空气的密度,必须对流量计的示值加以修正。
根据(3)式,此时可写成:

2.4温度、压力影响的修正
  当工作状态不同于刻度状态时,由于空气的密度受温度、压力影响变化较大,故此必须对其示值进行修正(其实质.上仍为对密度进行修正)。根据(3)式,工作状态下的流量方程可以写

式中:
Q1-工作状态下空气的体积流量;
Qo-流量计示值。
  但一般情况下,流量大小都依刻度状态为基准。故此,应将I作状态下的流量值折算为刻度状态下的流量值,其折算原则是根据两种状态下气体质量相等,即:

式中:
Q1一工作状态下空气的体积流量折算为刻度状态(20℃,0.10133MPa)下的体积流量值;
ρo--20℃,0.10133MPa下空气密度。
将(8)式代入(10)式中.得:

式中:
Qo-流量计的指示值;
Q1一被测介质工作状态下折算成刻度状态下的体积流量;
Q1-工作状态下被测介质的实际体积流量;
Po.To、Po-刻度状态下的绝对压力(0.10133MPa).绝对温度(293K)和空气在该状态下的密度(1.205kg/m3);
ρ1一被测气体在293K,0.10133MPa下的密度;
PI、T1-工作状态下的绝对压力和绝对温度。
3结束语
  因为气体转子流量计在出厂时都是在工业基准状态(293K,0.10133MPa)下用空气作为介质进行刻度的。所以,基本流量公式中介质密度ρ即为空气在293K、0.10133MPa下的密度.即ρ=1.205kg/m3。
  通过上述对气体转子流量计示值的密度、压力、温度修正公式的推导过程及结果,则可以断定:ρo、ρ1定义为20℃,0.10133MPa状态下的空气密度和被测气体的密度为确切。

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