轉子流量計在氦氣流量測量中的應用

    轉子流量計是常用的氣體流量測量設備,具有結構簡單、使用維護方便、對儀表前后直管段長度要求不高、壓力損失小且恒定、測量范圍比較寬、工作可靠、適用性廣等特點,但是其流量特性易受流體粘度、密度等影響。就是說,同一只轉子流量計,用于不同介質條件下的同一體積流量測量時,可能得到不同的測量結果,由此便造成測量誤差。

 

    氣體轉子流量計出廠時的刻度一般是用空氣標定給出的[1]。因此,當用其測量其他氣體介質流量時,必須對儀表刻度進行合理修正。對此，文中給出了介質粘度相近而密度不同時的流量修正公式,作為進行不同介質間流量換算方法的參考。公式并不復雜,但是真要做到深入地理解公式的背景以及靈活掌握其應用場合,卻并不簡單。

 

    1.2　問題的提出

 

    航天型號工程上經常使用氦氣這種自然界中密度最小的惰性氣體。在評價某些部件的性能指標時,需要使用轉子流量計測量氦氣流量。

 

    在轉子流量計氦氣流量的校準問題上,一些觀點主張用空氣檢定,然后按文獻[2]的方法將空氣流量值換算成氦氣的流量值。然而,當我們分別用空氣和氦氣兩種介質對轉子流量計進行檢定/校準后發現,按該方法對空氣流量刻度修正后得到的氦氣理論計算結果與實際氦氣流量相差很大。

 

    為了說明該問題,我們選擇型號為LZB-10的氣體轉子流量計,先用空氣檢定,其空氣刻度流量示值合格,然后再用氦氣介質對其五個刻度點進行氦氣流量校準,將同一刻度下所得氦氣流量實測值和空氣流量刻度值、單純密度修正后的氦氣流量計算值以及文獻[2]修正方法中的理論密度修正系數和實際綜合修正系數進行比較后,得到表1中的數據。

 

    從表1可看出:

 

    a)實際氦氣流量與空氣流量并不遵循文獻[2]所述的單純密度修正關系(即:實際綜合修正系數并不等于理論密度修正系數);

 

    b)實際綜合修正系數小于理論密度修正系數,即:實際氦氣流量小于單純密度修正后得到的理論氦氣流量;

 

    c)理論密度修正系數是常數,與流量無關,而實際綜合修正系數與流量有關,并隨著流量的減小而減小。

 

    為什么會出現上述現象理論數據與實驗結果間的不一致性究竟說明了什么問題能否在理論上解釋得通所有這些就是本文重點要探討的問題。其實,這也是對氣體轉子流量計流量特性的介質相關性原理及其流量修正方法適用性問題的深入理解和重新認識。這一點非常重要,因為只有這樣,才能真正做到理論與實踐的統一,確保量值傳遞的科學性和正確性。