溫壓補(bǔ)償提高流量計(jì)測(cè)量的關(guān)鍵

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中流量、溫度、壓力、液位是最常監(jiān)控和測(cè)量的四大參數(shù)。其中，氣體流量測(cè)量由于多種因素的影響，通常被認(rèn)為是較難準(zhǔn)確測(cè)量的參數(shù)之一。而準(zhǔn)確測(cè)量氣體流量對(duì)于生產(chǎn)控制調(diào)節(jié)、能源管理、環(huán)境保護(hù)以及安全監(jiān)控等方面都具有重要意義

為什么要做溫壓補(bǔ)償 

在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于一般氣體（如壓縮空氣、氧氣、氮?dú)夂投趸嫉龋┑牧髁繙y(cè)量通常采用體積流量單位，由于氣體的可壓縮性，溫度和壓力的變化都會(huì)對(duì)其體積和密度產(chǎn)生顯著的影響，為了獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果并且方便進(jìn)行比對(duì)和統(tǒng)計(jì)，需要通過(guò)溫壓補(bǔ)償將工況下的氣體體積流量轉(zhuǎn)換為標(biāo)況下的值，這對(duì)于過(guò)程控制和能源計(jì)量等應(yīng)用具有重要意義。

溫壓補(bǔ)償?shù)囊饬x就是將不是標(biāo)況下測(cè)量的結(jié)果轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的標(biāo)況下測(cè)量結(jié)果，通過(guò)調(diào)整流量計(jì)的輸出信號(hào)來(lái)抵消溫度或壓力變化對(duì)測(cè)量精度的影響。通過(guò)實(shí)施溫壓補(bǔ)償，可以顯著減小由于溫度或壓力變化引起的測(cè)量誤差，對(duì)流量系數(shù)的非線性進(jìn)行校正，從而保持計(jì)量的準(zhǔn)確性。

溫壓補(bǔ)償?shù)那疤?/span>

只有計(jì)算出流量，補(bǔ)償才有意義。溫壓補(bǔ)償?shù)那疤峋褪怯?jì)算出流量，沒(méi)有流量計(jì)算，補(bǔ)償就無(wú)從談起。只要是利用差壓原理來(lái)測(cè)量流量，都滿(mǎn)足流量基本方程。流量基本方程式(差壓流量計(jì))為：

體積流量方程：

質(zhì)量流量方程：

式中：q為被測(cè)氣體在工作狀態(tài)下的體積流量；M為被測(cè)氣體在工作狀態(tài)下的質(zhì)量流量；K為系數(shù)，它包含流量系數(shù)、膨脹系數(shù)、管道孔徑等參數(shù)；ΔP為差壓，可實(shí)時(shí)檢測(cè)；ρ為工作狀態(tài)下的密度，一般難以直接測(cè)得，通常通過(guò)溫度、壓力、組分求得，需在線進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。

③溫壓補(bǔ)償?shù)幕竟?/span>

依據(jù)理想氣體、水蒸氣、濕氣體3種情況密度變化的具體特點(diǎn)，分別衍生出3種不同的流量補(bǔ)償公式。

◆理想氣體溫壓補(bǔ)償公式

式中：F0為補(bǔ)償前的流量，單位為m3/h；F為補(bǔ)償后的流量，單位為m3/h；P為工作壓力，單位為kPa；Pb為設(shè)計(jì)壓力，單位為kPa；T為工作溫度，單位為K；Tb為設(shè)計(jì)溫度，單位為K。

◆水蒸氣溫壓補(bǔ)償公式

水蒸氣不等同于理想氣體，其密度與溫度、壓力沒(méi)有現(xiàn)成的、精確的函數(shù)關(guān)系式，只能從手冊(cè)中，根據(jù)溫度和壓力查表找出相應(yīng)的密度，或以經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)替代，分為兩種情況：

a、當(dāng)壓力變化范圍0.1-1.1MPa，溫度變化范圍100-400℃時(shí)：

，式中：P為實(shí)時(shí)壓力，T為實(shí)時(shí)溫度。

b、當(dāng)壓力變化范圍1.0-14.7MPa，溫度變化范圍400-500℃時(shí)：

，式中：P為實(shí)時(shí)壓力，T為實(shí)時(shí)溫度。

◆濕氣體溫壓補(bǔ)償公式

濕氣體與干氣體的不同點(diǎn)是，其密度除了與溫度、壓力有關(guān)外，還與濕度有關(guān)，包含濕度補(bǔ)正的濕氣體溫壓補(bǔ)償公式：

式中：Q為補(bǔ)償后的質(zhì)量流量，Q0為補(bǔ)償前的質(zhì)量流量，單位為kg/m3；0.804為溫度0℃，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水蒸氣的密度，單位為kg/m3； ρ 0、T0、P0分別表示氣體在0℃、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的密度、絕對(duì)溫度、絕對(duì)壓力； F為氣體的絕對(duì)濕度，kg/m3； Z為氣體壓縮系數(shù)； P為實(shí)時(shí)壓力； T為實(shí)時(shí)溫度； F、Z、ρ0可查表求得