转子流量计在氦气流量测量中的应用

    转子流量计是常用的气体流量测量设备,具有结构简单、使用维护方便、对仪表前后直管段长度要求不高、压力损失小且恒定、测量范围比较宽、工作可靠、适用性广等特点,但是其流量特性易受流体粘度、密度等影响。就是说,同一只转子流量计,用于不同介质条件下的同一体积流量测量时,可能得到不同的测量结果,由此便造成测量误差。

 

    气体转子流量计出厂时的刻度一般是用空气标定给出的[1]。因此,当用其测量其他气体介质流量时,必须对仪表刻度进行合理修正。对此，文中给出了介质粘度相近而密度不同时的流量修正公式,作为进行不同介质间流量换算方法的参考。公式并不复杂,但是真要做到深入地理解公式的背景以及灵活掌握其应用场合,却并不简单。

 

    1.2　问题的提出

 

    航天型号工程上经常使用氦气这种自然界中密度最小的惰性气体。在评价某些部件的性能指标时,需要使用转子流量计测量氦气流量。

 

    在转子流量计氦气流量的校准问题上,一些观点主张用空气检定,然后按文献[2]的方法将空气流量值换算成氦气的流量值。然而,当我们分别用空气和氦气两种介质对转子流量计进行检定/校准后发现,按该方法对空气流量刻度修正后得到的氦气理论计算结果与实际氦气流量相差很大。

 

    为了说明该问题,我们选择型号为LZB-10的气体转子流量计,先用空气检定,其空气刻度流量示值合格,然后再用氦气介质对其五个刻度点进行氦气流量校准,将同一刻度下所得氦气流量实测值和空气流量刻度值、单纯密度修正后的氦气流量计算值以及文献[2]修正方法中的理论密度修正系数和实际综合修正系数进行比较后,得到表1中的数据。

 

    从表1可看出:

 

    a)实际氦气流量与空气流量并不遵循文献[2]所述的单纯密度修正关系(即:实际综合修正系数并不等于理论密度修正系数);

 

    b)实际综合修正系数小于理论密度修正系数,即:实际氦气流量小于单纯密度修正后得到的理论氦气流量;

 

    c)理论密度修正系数是常数,与流量无关,而实际综合修正系数与流量有关,并随着流量的减小而减小。

 

    为什么会出现上述现象理论数据与实验结果间的不一致性究竟说明了什么问题能否在理论上解释得通所有这些就是本文重点要探讨的问题。其实,这也是对气体转子流量计流量特性的介质相关性原理及其流量修正方法适用性问题的深入理解和重新认识。这一点非常重要,因为只有这样,才能真正做到理论与实践的统一,确保量值传递的科学性和正确性。