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熱式氣體流量測(cè)量計(jì)在高純氣體流量測(cè)量中的應(yīng)用
熱式氣體流量測(cè)量計(jì)在高純氣體流量測(cè)量中的應(yīng)用
熱式氣體流量測(cè)量計(jì)根據(jù)檢測(cè)部件的結(jié)構(gòu)分為熱分布式和浸沒(méi)式兩類(lèi)。當(dāng)管道直徑較大時(shí),使用后者。由于熱式氣體流量測(cè)量計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其精度通常用參考誤差或指示誤差與參考誤差的組合來(lái)表示。
對(duì)于高純度氫氣,其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度穩(wěn)定且已知,因此使用差壓流量計(jì)測(cè)量其流量可以獲得與測(cè)量氮和氧相同的精度。然而,當(dāng)用熱質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量氫氣流量時(shí),還有另一個(gè)區(qū)別。即熱特性的差異。
質(zhì)量流量計(jì)在出廠前應(yīng)逐個(gè)校準(zhǔn),實(shí)際流量計(jì)在出廠前也應(yīng)逐個(gè)校準(zhǔn)。對(duì)于熱式氣體流量測(cè)量計(jì)而言,氣體種類(lèi)繁多,因此不可能為每種氣體建立一個(gè)流量標(biāo)定裝置。為了解決這一問(wèn)題,通常采用替代法進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。
GB/t20727-2006《封閉管道流體流量測(cè)量用熱式氣體流量測(cè)量計(jì)》/iso14511:2001規(guī)定,熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)可使用和/或與待測(cè)工藝氣體類(lèi)似的替代氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。然后,利用K系數(shù)進(jìn)行校正或數(shù)值計(jì)算,將其轉(zhuǎn)換為待測(cè)工藝氣體的條件和/或使用條件。文獻(xiàn)中認(rèn)為,它可以直接用空氣進(jìn)行校準(zhǔn),然后用K系數(shù)進(jìn)行校正。實(shí)驗(yàn)表明,不確定度提高了約2%。表1列出了文獻(xiàn)中給出的幾種氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。表2列出了制造商提供的熱式氣體流量測(cè)量計(jì)的換算系數(shù)。表格的后一行強(qiáng)調(diào),不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)將不同。
這種方法實(shí)際上是校準(zhǔn)流量計(jì)的手段。氮和氧的熱特性與空氣的熱特性差別不大。因?yàn)榭諝獾闹饕煞质堑脱酰赞D(zhuǎn)換方法引入的附加誤差應(yīng)該很小。然而,氫和空氣之間有很大的區(qū)別。氫的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的7倍,氫的密度只有空氣的7.1%,摩爾恒壓比熱容CP是空氣的13倍。這些差異會(huì)給轉(zhuǎn)換帶來(lái)很大的誤差。此外,流體的溫度和壓力也會(huì)給投入運(yùn)行的熱式氣體流量測(cè)量計(jì)的零點(diǎn)和量程帶來(lái)額外的誤差。
根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),需要在實(shí)際工作溫度和壓力下,用實(shí)際測(cè)量的氣體調(diào)整零點(diǎn)。關(guān)于溫度和壓力對(duì)測(cè)量范圍的影響,GB/t20727-2006規(guī)定,要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)表,提供在比較和調(diào)整前工作條件下的參考測(cè)量值。通常很難找到符合要求的標(biāo)準(zhǔn)表格。上述影響將給熱式氣體流量測(cè)量計(jì)帶來(lái)較大的誤差。
更新更新時(shí)間:2022-10-28
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