湿式气体流量计的原理与校准

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1、湿式气体流量计的原理与校准作者：刘莉郭华杨有涛湿式气体流量计是一种典型的容积式流量计，是一种能记录一时间段内流过气体总量的累积式流量仪表。当气体流过湿式流量计时，内部机械运动件在气体动力作用下，把气体分割成单个已知回转体积，并进行重复不断地充满和排空，通过机械或电子测量技术记录其循环次数，得到气体的累积流量。湿式气体流量计由于自身的特点，通常在实验室场合使用。一湿式气体流量计的计量原理与结构（一）结构原理湿式气体流量计约在十九世纪初在英国诞生，经多次技术改进和原理完善变成现在的样式(见图1)。它是一个圆形封闭的壳体，后面

2、有进气管，上面是出气管，进气和出气以水或油封闭隔离（下面以水为例说明，油也同理）。上面安装有水平仪和测量温度与压力的连接孔，后下侧有放水阀，侧面有一个控制液面的溢水阀口，底部是3个可调底脚，可调整使整机呈水平状态，前面是大圆盘的指针计数器和5位数字式计数器，它的内部结构如图2所示。湿式气体流量计的容积是被叶片和转筒分成4(或5)个螺旋状隔离腔的小计量室，滚筒平卧在壳内的水中(一半以上浸水)，靠横轴支撑，转动灵活。原则上当一个计量室在充气时，至少有另外一个计量室在排气。一个计量室充满气体后，必须进入排气位置，所以一个计量室

3、的排气口的起点和充气口的封闭点一定要同步地在液位线上。实际运行时，充气侧的液位线低于排气侧的液位线，排气口的起点比充气口的封闭点滞后一点。（二）水平及液位调整湿式气体流量计的计量容积主要是靠液位调节器控制，当安装到位并调整到水平(调整底脚螺柱)状态后，要求湿式气体流量计上的横向及纵向的水平仪的气泡必须在零位。拧开溢水阀，从上进水口灌注一定量的纯净水，当水满(壳内外水平面呈同一水平状态)时会从溢水阀溢出，等不再溢出后，关闭溢水阀就可以进行检测。这项工作很重要，溢水阀的位置高低在出厂检定时已经调节好，一般无需改动。根据需要，

4、湿式表中的水也可换成白油(5号)。由于湿式表中只有一根中轴转动，机械摩擦小，湿式表的压力损失很低(一般只有几百帕)，波动极小。它的规格通常有0.5L、1.5L、l0L、20L等，工作压力一般不高于1500Pa，计量范围内准确度等级可达0.5级、0.2级。5图1湿式气体流量计图2湿式气体流量计侧面视图液位是决定湿式气体流量计计量准确度的主要因素之一，直接影响计量准确度。使用湿式气体流量计要确认液位线的正确位置。液位计的类型如下：1液面透明箱式如图3所示，具有液面清晰优点，但是计量员容易产生目测液面位置的不准确的错误。图3液

5、面透明箱式液位计2溢流式溢流式液位计调整方法简单，加入液体直到溢出为止，要关闭阀门，才能正常使用。但是由于液体表面张力的原因，溢流管的边缘状态变化，会产生偏差。3针尖反射式利用液面针尖反射成像的原理，清楚地观察到液位的变化，任何计量员都可以很容易地对准液位，这是目前较科学的一种方法。如图4所示。图4针尖反射式液位计湿式气体流量计很少用于现场燃气的5计量，由于它的使用条件要求较高，如水平面必须校准，必须经常检查液面高度，必须安放在没有振动的室内、保持恒温，要求被测气体的气质干净，工作压力又不能太高，使用起来较麻烦，但是由于

6、它的计量准确度可以做到很高(优于0.2级)，压力损失小，是一种受被测气体密度和动力黏度影响小的容积式流量计，量程比很宽（100：1），所以常用于实验室中，或作为标准表来校验膜式燃气表等小流量类的气体流量计，它也可以同时串联检测多台膜式燃气表，作为膜式表的生产制造商的标准表，可提高生产检测效率。(但是同时串联检测多台膜式燃气表时一定要注意进行压力补偿计算，否则检定结果错误。)流量计的绝对误差可用下式表示：------------------（1）式中：V1——流量计示值（L）；V——流经流量计的实际值（L）。为便于比较，流

7、量计的误差常用相对误差表示，有-------------------（2）在流量计的工作过程中，其测量元件之间，测量元件与壳体之间会相继地出现“计量室”，而且在正确计量的情况下，要求气体充满整个“计量室”。只要知道所构成的“计量室”的容积、测量元件动作一次所构成“计量室”的次数以及测量元件动作的次数，就能知道流经流量计的体积流量。若把“计量室”的容积记作V’，把构成“计量室”的次数记作N，则经N次“计量室”计量的体积流量V为----------------------（3）另外，测量元件在动作过程中所构成的N个“计量室”

8、是通过一系列齿轮传动机构的变换，最终以数字的形式指示出来，若把N个“计量室”计量后的、在流量计上显示的值记作V1，则N与V1之间的关系可用下式表示：---------------------（4）式中：α——是由传输N个“计量室”值的齿轮比和旋转一圈的刻度值所决定的常数，称作传输系数。将式（4）代入式（3），可得--