熱式質(zhì)量流量計在高純氣體流量測量中的應用
作者:admin 發(fā)布日期:2022/3/30 關(guān)注次數:
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熱式質(zhì)量流量計按檢測件的結構分類(lèi),有熱分布型和基于金氏定律的浸入型。在管徑較大時(shí),用的都是后者。熱式質(zhì)量流量計由于其工作原理和結構的特點(diǎn),準確度常用引用誤差或者示值誤差與引用誤差相結合的方法來(lái)表示。
對于高純氫氣,其標準狀態(tài)下的密度是穩定且已知的,所以用差壓式流量計測量其流量,能得到與測量氮氣和氧氣相同的準確度。但是,用熱式質(zhì)量流量計測量氫氣流量時(shí),出現另一個(gè)差異。即熱學(xué)特性的差異。
眾所周知,熱式質(zhì)量流量計在出廠(chǎng)前要經(jīng)過(guò)實(shí)流逐臺標定,在送計量檢定機構檢定時(shí),也都要實(shí)流檢定。對于熱式質(zhì)量流量計來(lái)說(shuō),氣體的種類(lèi)是多種多樣的,不可能為每一種氣體都建流量標定裝置。為了解決該問(wèn)題,一般采用替代法標定、檢定。
GB/T20727-2006《封閉管道中流體流量測量熱式質(zhì)量流量計》/ISO14511:2001規定,熱式氣體質(zhì)量流量計可使用和(或)類(lèi)似于待測過(guò)程氣體的替代氣體校準熱式質(zhì)量流量計。然后用K系數進(jìn)行修正或數值計算,轉換成待測過(guò)程氣體和(或)使用工況下的條件。文獻中認為,可直接用空氣標定,然后用K系數修正。實(shí)驗證明,不確定度大約增加2%。文獻給出的幾種氣體的轉換系數見(jiàn)表1所列。某制造廠(chǎng)提供的熱式質(zhì)量流量計換算系數見(jiàn)表2所列。該表格的蕞后一行特別強調:不同資料來(lái)源, 數據會(huì )有差異。
采用該方法校準流量計其實(shí)是不得已而為之。氮氣和氧氣的熱學(xué)特性與空氣差異較小,因為空氣的主要成份就是氮氣和氧氣,故采用換算方法引入的附加誤差理應較小。但是氫氣與空氣相比差異就大了,氫氣的導熱系數是空氣的7倍,氫氣的密度只有空氣的7.1%,摩爾定壓比熱容cp更是相差了13倍。這些差異都會(huì )給換算帶來(lái)較大的誤差。除此之外,流體的溫度和壓力也會(huì )給投入運行的熱式質(zhì)量流量計的零點(diǎn)和量程帶來(lái)附加誤差。
根據相關(guān)的國家標準,需要在實(shí)際工作溫度、壓力條件下,用實(shí)際測量的氣體,進(jìn)行零點(diǎn)調整。關(guān)于溫度、壓力對量程的影響,GB/T20727-2006規定,有標準表提供工況條件下的參比測量值,才能進(jìn)行比對,然后進(jìn)行調整。而要找符合要求的標準表,往往是困難的。上述影響都會(huì )為熱式質(zhì)量流量計帶來(lái)較大的誤差。
對于高純氫氣,其標準狀態(tài)下的密度是穩定且已知的,所以用差壓式流量計測量其流量,能得到與測量氮氣和氧氣相同的準確度。但是,用熱式質(zhì)量流量計測量氫氣流量時(shí),出現另一個(gè)差異。即熱學(xué)特性的差異。
眾所周知,熱式質(zhì)量流量計在出廠(chǎng)前要經(jīng)過(guò)實(shí)流逐臺標定,在送計量檢定機構檢定時(shí),也都要實(shí)流檢定。對于熱式質(zhì)量流量計來(lái)說(shuō),氣體的種類(lèi)是多種多樣的,不可能為每一種氣體都建流量標定裝置。為了解決該問(wèn)題,一般采用替代法標定、檢定。

采用該方法校準流量計其實(shí)是不得已而為之。氮氣和氧氣的熱學(xué)特性與空氣差異較小,因為空氣的主要成份就是氮氣和氧氣,故采用換算方法引入的附加誤差理應較小。但是氫氣與空氣相比差異就大了,氫氣的導熱系數是空氣的7倍,氫氣的密度只有空氣的7.1%,摩爾定壓比熱容cp更是相差了13倍。這些差異都會(huì )給換算帶來(lái)較大的誤差。除此之外,流體的溫度和壓力也會(huì )給投入運行的熱式質(zhì)量流量計的零點(diǎn)和量程帶來(lái)附加誤差。
根據相關(guān)的國家標準,需要在實(shí)際工作溫度、壓力條件下,用實(shí)際測量的氣體,進(jìn)行零點(diǎn)調整。關(guān)于溫度、壓力對量程的影響,GB/T20727-2006規定,有標準表提供工況條件下的參比測量值,才能進(jìn)行比對,然后進(jìn)行調整。而要找符合要求的標準表,往往是困難的。上述影響都會(huì )為熱式質(zhì)量流量計帶來(lái)較大的誤差。
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