轉(zhuǎn)子流量計在氦氣流量測量中的應(yīng)用

    轉(zhuǎn)子流量計是常用的氣體流量測量設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)子流量計,用于不同介質(zhì)條件下的同一體積流量測量時,可能得到不同的測量結(jié)果,由此便造成測量誤差。

 

    氣體轉(zhuǎn)子流量計出廠時的刻度一般是用空氣標(biāo)定給出的[1]。因此,當(dāng)用其測量其他氣體介質(zhì)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(zhì)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(zhì)間流量換算方法的參考。公式并不復(fù)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(yīng)用場合,卻并不簡單。

 

    1.2　問題的提出

 

    航天型號工程上經(jīng)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(biāo)時,需要使用轉(zhuǎn)子流量計測量氦氣流量。

 

    在轉(zhuǎn)子流量計氦氣流量的校準(zhǔn)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(dāng)我們分別用空氣和氦氣兩種介質(zhì)對轉(zhuǎn)子流量計進行檢定/校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn),按該方法對空氣流量刻度修正后得到的氦氣理論計算結(jié)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(zhuǎn)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(zhì)對其五個刻度點進行氦氣流量校準(zhǔn),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(shù)和實際綜合修正系數(shù)進行比較后,得到表1中的數(shù)據(jù)。

 

    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(guān)系(即:實際綜合修正系數(shù)并不等于理論密度修正系數(shù));

 

    b)實際綜合修正系數(shù)小于理論密度修正系數(shù),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(shù)是常數(shù),與流量無關(guān),而實際綜合修正系數(shù)與流量有關(guān),并隨著流量的減小而減小。

 

    為什么會出現(xiàn)上述現(xiàn)象理論數(shù)據(jù)與實驗結(jié)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(zhuǎn)子流量計流量特性的介質(zhì)相關(guān)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(rèn)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(tǒng)一,確保量值傳遞的科學(xué)性和正確性。