气体流量测量的温度与压力补偿 2001-01-17 由于气体的可压缩性,决定了它的流量测量比液体复杂,仪表的输出信号除了与输入信号有关,还与气体密度有关,而气体的密度又是温度和压力(简称温压)的函数
所以,气体的流量测量普遍存在温压补偿问题
在仪表的设计或对旧设备的改造中,气体流量测控系统应尽可能采用微机化仪表,根据被测气体及仪表类型,选用合适的数学模型,实施温压自动补偿
大部分气体,可近似地视为理想气体,其密度可用经过补正的理想气体状态方程来表示
有的气体,如水蒸气,即有别于理想气体,其密度不宜简单地用理想气体状态方程来表示
气体又有干、湿之分,对于湿气体,其密度除了与温度、压力有关外,还与湿度有关
近年来,不断涌现的微机化仪表,使气体流量测量的温压补偿变得简便而精确,从而提高了测量精度
1 干气体流量测量的温压补偿 迄今,气体的流量测量主要是采用差压流量计,其流量基本方程式为 (1) 式中:q 为被测气体在工作状态下的体积流量;ρ 为被测气体在工作状态下的密度;Δp 为差压;K 为系数,它包含流量系数、膨胀系数、管道孔径等参数
严格说,它也受温压影响,只是,在常用温压下,这一影响可以忽略
本文讨论的温压补偿是指补偿密度随温压变化所造成的影响
在实际使用中,仪表的标尺是以标准状态下的流量qn为刻度
根据管道内气体流量满足连续性方程 (2 ) 式中,带下标“n”的参数为标准状态下的值
由此可得到流量在两种状态(标准状态和工作状态)下的转换式: (3 ) 将式(1 )代入式(3 )得: (4 ) 而仪表的刻度是按设计工况设置的,即: (5 ) 式(4 )、式(5 )相除即可得到当工况偏离设计值时密度的补偿公式: (6 ) 式中,带下标“s”的参数为设计值
再由气体状态方程导出的在不同状态下气体的密度转换式: (7) 便可得到通常使用的温压补偿公式: (8) q 为被测