静态容积法标定气体钟罩的湿度修正

　　采用钟罩式气体流量标准装置(以下简称钟罩)检测燃气表，为保证钟罩量值传递的准确性，需定期进行标定，当对同一台钟罩分别采用静态容积法和尺寸测量法标定时，发现静态容积法比尺寸测量法所标定的钟罩容积小，为找出其中的原因，我们做了大量实验和理论分析。找出了标定中气体湿度变化影响的因素，建立气体湿度影响的修正公式并应用于实际标定中。

　　1 分析

　　当采用静态容积法时，标定前提升钟罩抽入环境气体，如果钟罩以油为密封液，水汽的蒸发量很小，钟罩内气体的湿度与环境气体湿度基本相同，标定时钟罩内气体进入标准量筒，量筒内的水随着气体的充入而不断的排出，水面下降露出的量筒内壁和水面都有水汽蒸发，水蒸汽和充入的气体形成新的湿气体，钟罩充入量筒内的气体体积由于水蒸汽的占据而减小，即标定的钟罩体积要小于量筒体积。而尺寸测量法标定钟罩时，不受气体湿度变化的影响，因此，静态容积法比尺寸测量法标定的容积小。

　　2 实验

　　这里选取编号571-25和571-27的两台钟罩进行容积法标定实验，实验室温度控制在20℃±2℃，标准量筒(50dm3)、蒸馏水及被标定的钟罩在此环境下恒温，使密封液温、水温与环境温度一致。实验前作气密性、摩擦力和压力波动检验，调整装置使各项性能指标均符合检定规程要求。分别以油和水为密封液，按检定规程要求操作。每次标定前，钟罩提升后稳定20min，减小密封液挂壁的影响。每种密封液各标定6次，取平均值。实验数据如表1所示。

　　钟罩内筒直径上下均匀一致，内筒上的刻度尺也是均匀的，钟罩的体积与刻度尺的刻度成正比，比例系数约为127.55ml/mm。将刻度值换算成体积值如表2所示。

　　3 理论计算

　　实验证实钟罩排出不同湿度的气体，用容积法标定的体积不同，那么如何在理论上通过计算得到修正值呢?首先从没有湿度影响的干空气入手，标定时，钟罩排出的干空气进入量筒，并且质量不变，根据气体状态方程有：

　　式中：

　　p1、p0为钟罩、量筒内的气体压力;

　　φ1、φ0为钟罩、量筒内气体的相对湿度;

　　T1、T0为钟罩、量筒内的气体温度;

　　p1smax、p0smax为T1、T2条件下饱和水蒸汽的压力;

　　V1为钟罩排出气体体积;

　　V0为标准量筒的容积。

　　由于标定前后钟罩处于静止平衡状态，钟罩与筒相通，钟罩与量筒内气体压力相等，温度近似相等，即p1smax≈p0smax=psmax，T1=T0。整理得：

　　钟罩体积的修正量为：