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濕式氣體流量計(jì)是一種典型的容積式流量計(jì)，是一種能記錄一時(shí)間段內(nèi)流過(guò)氣體總量的累積式流量?jī)x表。當(dāng)氣體流過(guò)濕式流量計(jì)時(shí)，內(nèi)部機(jī)械運(yùn)動(dòng)件在氣體動(dòng)力作用下，把氣體分割成單個(gè)已知回轉(zhuǎn)體積，并進(jìn)行重復(fù)不斷地充滿和排空，通過(guò)機(jī)械或電子測(cè)量技術(shù)記錄其循環(huán)次數(shù)，得到氣體的累積流量。濕式氣體流量計(jì)由于自身的特點(diǎn)，通常在實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)合使用。

    一 濕式氣體流量計(jì)的計(jì)量原理與結(jié)構(gòu)

    （一） 結(jié)構(gòu)原理

    濕式氣體流量計(jì)約在十九世紀(jì)初在英國(guó)誕生，經(jīng)多次技術(shù)改進(jìn)和原理完善變成現(xiàn)在的樣式(見(jiàn)圖1)。它是一個(gè)圓形封閉的殼體，后面有進(jìn)氣管，上面是出氣管，進(jìn)氣和出氣以水或油封閉隔離（下面以水為例說(shuō)明，油也同理）。上面安裝有水平儀和測(cè)量溫度與壓力的連接孔，后下側(cè)有放水閥，側(cè)面有一個(gè)控制液面的溢水閥口，底部是3個(gè)可調(diào)底腳，可調(diào)整使整機(jī)呈水平狀態(tài)，前面是大圓盤的指針計(jì)數(shù)器和5位數(shù)字式計(jì)數(shù)器，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。濕式氣體流量計(jì)的容積是被葉片和轉(zhuǎn)筒分成4(或5)個(gè)螺旋狀隔離腔的小計(jì)量室，滾筒平臥在殼內(nèi)的水中(一半以上浸水)，靠橫軸支撐，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。原則上當(dāng)一個(gè)計(jì)量室在充氣時(shí)，至少有另外一個(gè)計(jì)量室在排氣。一個(gè)計(jì)量室充滿氣體后，必須進(jìn)入排氣位置，所以一個(gè)計(jì)量室的排氣口的起點(diǎn)和充氣口的封閉點(diǎn)一定要同步地在液位線上。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，充氣側(cè)的液位線低于排氣側(cè)的液位線，排氣口的起點(diǎn)比充氣口的封閉點(diǎn)滯后一點(diǎn)。

    （二）水平及液位調(diào)整

    濕式氣體流量計(jì)的計(jì)量容積主要是靠液位調(diào)節(jié)器控制，當(dāng)安裝到位并調(diào)整到水平(調(diào)整底腳螺柱)狀態(tài)后，要求濕式氣體流量計(jì)上的橫向及縱向的水平儀的氣泡必須在零位。擰開溢水閥，從上進(jìn)水口灌注一定量的純凈水，當(dāng)水滿(殼內(nèi)外水平面呈同一水平狀態(tài))時(shí)會(huì)從溢水閥溢出，等不再溢出后，關(guān)閉溢水閥就可以進(jìn)行檢測(cè)。這項(xiàng)工作很重要，溢水閥的位置高低在出廠檢定時(shí)已經(jīng)調(diào)節(jié)好，一般無(wú)需改動(dòng)。根據(jù)需要，濕式表中的水也可換成白油(5號(hào))。由于濕式表中只有一根中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械摩擦小，濕式表的壓力損失很低(一般只有幾百帕)，波動(dòng)極小。它的規(guī)格通常有0.5L、1.5L、l0L、20L等，工作壓力一般不高于1500Pa，計(jì)量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級(jí)可達(dá)0.5級(jí)、0.2級(jí)。

圖1  濕式氣體流量計(jì)

圖2 濕式氣體流量計(jì)側(cè)面視圖

液位是決定濕式氣體流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度的主要因素之一，直接影響計(jì)量準(zhǔn)確度。使用濕式氣體流量計(jì)要確認(rèn)液位線的正確位置。液位計(jì)的類型如下：

    1 液面透明箱式

    如圖3所示，具有液面清晰優(yōu)點(diǎn)，但是計(jì)量員容易產(chǎn)生目測(cè)液面位置的不準(zhǔn)確的錯(cuò)誤。

圖3  液面透明箱式液位計(jì)

2  溢流式

    溢流式液位計(jì)調(diào)整方法簡(jiǎn)單，加入液體直到溢出為止，要關(guān)閉閥門，才能正常使用。但是由于液體表面張力的原因，溢流管的邊緣狀態(tài)變化，會(huì)產(chǎn)生偏差。

    3  針尖反射式

    利用液面針尖反射成像的原理，清楚地觀察到液位的變化，任何計(jì)量員都可以很容易地對(duì)準(zhǔn)液位，這是目前較科學(xué)的一種方法。如圖4所示。

圖4  針尖反射式液位計(jì)

濕式氣體流量計(jì)很少用于現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)獾挠?jì)量，由于它的使用條件要求較高，如水平面必須校準(zhǔn)，必須經(jīng)常檢查液面高度，必須安放在沒(méi)有振動(dòng)的室內(nèi)、保持恒溫，要求被測(cè)氣體的氣質(zhì)干凈，工作壓力又不能太高，使用起來(lái)較麻煩，但是由于它的計(jì)量準(zhǔn)確度可以做到很高(優(yōu)于0.2級(jí))，壓力損失小，是一種受被測(cè)氣體密度和動(dòng)力黏度影響小的容積式流量計(jì)，量程比很寬（100：1），所以常用于實(shí)驗(yàn)室中，或作為標(biāo)準(zhǔn)表來(lái)校驗(yàn)?zāi)な饺細(xì)獗淼刃×髁款惖臍怏w流量計(jì)，它也可以同時(shí)串聯(lián)檢測(cè)多臺(tái)膜式燃?xì)獗恚鳛槟な奖淼纳a(chǎn)制造商的標(biāo)準(zhǔn)表，可提高生產(chǎn)檢測(cè)效率。(但是同時(shí)串聯(lián)檢測(cè)多臺(tái)膜式燃?xì)獗頃r(shí)一定要注意進(jìn)行壓力補(bǔ)償計(jì)算，否則檢定結(jié)果錯(cuò)誤。)

    流量計(jì)的絕對(duì)誤差可用下式表示：

式中： V1——流量計(jì)示值（L）；

V ——流經(jīng)流量計(jì)的實(shí)際值（L）。

    為便于比較，流量計(jì)的誤差常用相對(duì)誤差表示，有

在流量計(jì)的工作過(guò)程中，其測(cè)量元件之間，測(cè)量元件與殼體之間會(huì)相繼地出現(xiàn)“計(jì)量室”，而且在正確計(jì)量的情況下，要求氣體充滿整個(gè)“計(jì)量室”。只要知道所構(gòu)成的“計(jì)量室”的容積、測(cè)量元件動(dòng)作一次所構(gòu)成“計(jì)量室”的次數(shù)以及測(cè)量元件動(dòng)作的次數(shù)，就能知道流經(jīng)流量計(jì)的體積流量。若把“計(jì)量室”的容積記作V’，把構(gòu)成“計(jì)量室”的次數(shù)記作N，則經(jīng)N次“計(jì)量室”計(jì)量的體積流量V為

另外，測(cè)量元件在動(dòng)作過(guò)程中所構(gòu)成的N個(gè)“計(jì)量室”是通過(guò)一系列齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變換，最終以數(shù)字的形式指示出來(lái)，若把N個(gè)“計(jì)量室”計(jì)量后的、在流量計(jì)上顯示的值記作V1，則N與V1之間的關(guān)系可用下式表示：

式中：α——是由傳輸N個(gè)“計(jì)量室”值的齒輪比和旋轉(zhuǎn)一圈的刻度值所決定的常數(shù)，稱作傳輸系數(shù)。

將式（4）代入式（3），可得

將式（5）代入式（1），可以得到流量計(jì)的誤差

式（6）就是流量計(jì)的誤差特性，很顯然，這一誤差特性完全由流量計(jì)中所構(gòu)成的“計(jì)量室”容積V’和齒輪傳輸系數(shù)α的比值所決定的，是直接與流量計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)形式、齒輪傳輸方式有關(guān)，與流體的形狀和流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。這是流量計(jì)的重要特性之一。從公式（6）不難看出，當(dāng)傳輸系數(shù)α大于“計(jì)量室”容積V’時(shí)，出現(xiàn)正偏差，表示指示值大于實(shí)際流過(guò)的量，相反，當(dāng)α＜V’時(shí)，出現(xiàn)負(fù)偏差，表示指示值小于實(shí)際流過(guò)的量。相等時(shí)的誤差為零，誤差曲線是與流量大小無(wú)關(guān)的一條水平直線。

    但這僅僅是一種理想的情況，實(shí)際上這種流量計(jì)還會(huì)受到各種因素的影響，例如漏氣量的影響；壓力損失影響；流體粘度和密度的影響等。所以實(shí)際情況下，流量計(jì)的誤差曲線不可能是一條與流量大小無(wú)關(guān)的直線。

    使用注意事項(xiàng)：要考慮到密封液體與被檢測(cè)氣體有無(wú)化學(xué)物理反應(yīng)，如氨氣易溶解于水，所以測(cè)量氨氣時(shí)，水就不能做密封液體?；蛘咂渌瘜W(xué)氣體與水反應(yīng)結(jié)合生成另外物質(zhì)的情況應(yīng)該注意。

    濕式氣體流量計(jì)的檢定一般采用更高準(zhǔn)確度等級(jí)的鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，或標(biāo)準(zhǔn)表裝置做標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)qmax和0.2qmax兩流量點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)，各流量點(diǎn)的實(shí)際流量與規(guī)定檢定流量偏差不超過(guò)5%。每一流量點(diǎn)至少試驗(yàn)2次。

    二 校準(zhǔn)和典型應(yīng)用

    LM系列濕式氣體流量計(jì)是實(shí)驗(yàn)室常用的儀表之一。在測(cè)量氣體體積總量時(shí)，其準(zhǔn)確度較高，特別是小流量時(shí)，它的誤差小?？芍苯佑糜跍y(cè)量氣體流量，也可用來(lái)作標(biāo)準(zhǔn)儀器檢定其它流量計(jì)。

    濕式氣體流量計(jì)每個(gè)氣室的有效體積是由預(yù)先注入流量計(jì)的水面控制的，所以在使用時(shí)必須檢查水面是否達(dá)到預(yù)定的位置，安裝時(shí)，儀表必須保持水平。

    LM系列濕式氣體流量計(jì)主要分兩種型號(hào)：

    普通型，采用黃銅材料，一般在無(wú)腐蝕氣體范圍內(nèi)使用。

    防腐型，采用不銹鋼材質(zhì)，可測(cè)量腐蝕性氣體。

    1、濕式氣體流量計(jì)選型

    型號(hào) LML-1（普通）、 LML-2（普通）、 LMF-1（防腐)、LMF-2（防腐）

    2、基本參數(shù)

    鼓輪每轉(zhuǎn)流量（m3） 0.002  0.005 
    額定流量（m3/h） 0.2  0.5 
    最高流量記錄（m3） 100  100 
    超額流量（m3/h） 0.3  0.75 
    最小刻度值（m3） 0.1×10-4   0.25×10-4
    正常壓力值（Pa） 1000   1000
    額定流量時(shí)準(zhǔn)確度達(dá)到1級(jí)或者0.5級(jí).

    3、使用方法

    （1）將儀表擺放在工作臺(tái)上，調(diào)整地腳螺釘使水準(zhǔn)器水泡位于中心，并在使用中要長(zhǎng)期保持。

    （2）打開水位控制器密封螺帽，拉出內(nèi)部的毛線繩。

    （3）在溫度計(jì)或壓力計(jì)的插孔內(nèi)，向儀表內(nèi)注入蒸餾水，待蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)流出時(shí)即停止注入蒸餾水，當(dāng)多余的蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)順著毛線繩流干凈（約5~10分鐘流出一滴時(shí)即為流干凈），將毛線繩收入水位控制器密封螺帽內(nèi)，并且擰緊密封螺帽。

    （4）裝好溫度計(jì)和壓力計(jì)。（每一小格10Pa）

    （5）按進(jìn)出氣方向連接好氣路，并且保持密封。

    4、注意事項(xiàng)

    （1）使用過(guò)程中，要經(jīng)常注意儀表內(nèi)水位保持，否則將影響測(cè)量準(zhǔn)確性。

    （2）使用中，溫度應(yīng)保持在15~25℃之間，氣溫與室溫相同，其溫差應(yīng)≤2℃。

    （3）最好在儀表指針運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)周后再進(jìn)行讀數(shù)。

    （4）當(dāng)被測(cè)氣體的壓力超過(guò)正常壓力值1~6倍（1~6）kPa時(shí)，儀器仍然可以進(jìn)行工作，此時(shí)應(yīng)將壓力計(jì)取下，用無(wú)孔橡皮塞堵住壓力計(jì)安裝孔。

    （5）當(dāng)被測(cè)氣體的流量超過(guò)額定流量至超額流量范圍內(nèi)使用時(shí)，儀器仍然可以進(jìn)行工作，但此時(shí)測(cè)量的精度會(huì)有所降低。

    （6）儀表在長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)將儀表內(nèi)的蒸餾水放干凈，排放時(shí)先使用放水閥，然后將表頭向下，再將出氣管向下，這樣反復(fù)幾次，才能將鼓輪內(nèi)的水放凈。

    （7）儀表不宜置于過(guò)冷室內(nèi)安裝，以免內(nèi)部結(jié)冰。

    （8）在正常使用情況下，至少每年檢驗(yàn)一次。

    5、濕式氣體流量計(jì)的校準(zhǔn)調(diào)整方法：

    （1）檢定前準(zhǔn)備工作：加液、恒溫、整機(jī)水平調(diào)整、液位調(diào)整、吹管排液干凈，每一個(gè)步驟都不能少。

    （2）選擇合適讀數(shù)方式：對(duì)于機(jī)械表頭類的流量計(jì)最好采用光電轉(zhuǎn)換的方式采樣，自動(dòng)讀數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，否則流量計(jì)重復(fù)性不能實(shí)現(xiàn)。

    （3）超差液位調(diào)整后需重新檢定。

    6、校準(zhǔn)時(shí)注意事項(xiàng)：

    （1）進(jìn)口濕式氣體流量計(jì)(表針不動(dòng),或不穩(wěn)一般氣管內(nèi)進(jìn)液了,要排盡液體)

    （2）國(guó)產(chǎn)濕式氣體流量計(jì)(背后有機(jī)械調(diào)整的螺母,用尖嘴鉗調(diào)整，液位的線要放在液口里。)

    （3）濕式氣體流量計(jì)表前壓力要注意觀察記錄,如果壓力差異大一定要查找原因。

    三 結(jié)束語(yǔ)

    濕式氣體流量計(jì)要求正確使用才能發(fā)揮它的作用。當(dāng)用戶（如生產(chǎn)廠家）使用已經(jīng)在計(jì)量部門校準(zhǔn)過(guò)的濕式氣體流量計(jì)時(shí)，一定要求按照計(jì)量部門校準(zhǔn)好的液位線，結(jié)合校準(zhǔn)證書是否有儀表系數(shù)才能正確、科學(xué)地使用濕式氣體流量計(jì)為本單位正確地溯源量值，保證流量量值的正確傳遞。

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