质量流量计测量值空气浮力修正方法探讨

　　自上世纪80年代末以来,科氏质量流量计以直接测量介质质量的特点,得到了快速发展和普及。经过调查,虽然大家已逐渐认识到质量流量计测量的是介质“真空中的质量”,但大部分企业和单位还依然按照它直接测量的结果进行贸易结算,而不进行任何修正,这是与我国贸易计量采用“空气中的质量”的规定相违背的。这样不仅直接导致买方的经济损失,有失计量公平、公正的基本原则;同时也可能导致卖方对于物料收率和平衡结果盲目乐观,因此怎样科学合理地将空气浮力问题考虑到质量流量计的计量过程中去,是我们急需研究和解决的实际问题。

　　1　质量和重力

　　(1)质量

　　质量是物体固有的一种物理属性,它既是物体惯性大小的量度,又是物体产生引力场和受引力场作用能力的量度。

　　(2)重力

　　物体所受重力的大小,物体的重力是来自地球的引力和惯性离心力,是这两个力的合力。

　　根据牛顿第二定律:

　　W=mg (1)

　　式中: W为物体所受的重力,N; m为物体的质量,kg; g为重力加速度,m/s2。

　　(3)两者之间的关系

　　从公式(1)可以看出,物体的重力不仅和物体自身的质量有关系,还和当地的重力加速度有关。在目前科学技术条件下物体质量的测量,都离不开重力的测量,通常我们说衡器测量的是物体的质量,这其实只是一个结果,实际上在测量过程中是离不开力的作用的,也就是说质量的测量一般情况下都是通过力的测量而间接得到的。

　　(4)空气中的重量和质量

　　“空气中的重量”是指某一物体在空气中受到的重力和所受到的空气浮力的合力,我们大家知道质量是物体固有的一种物理属性,物体的质量在任何地方任何环境条件下是不应该发生变化的,那么“空气中的质量”又怎么回事呢?实际贸易的质量计量过程中,我们去测量物体“真空中的质量”是一件非常难做到的事,既不经济也不科学,因此就引入了“空气中的质量”这一概念,它的数值等于“空气中的重力”与当地的重力加速度之比,目前无论是国际上还是我国质量贸易计量均采用此值进行结算。

　　2　质量流量计的检定^[1]

　　依据国家现行计量检定规程JJG 897—1995,在采用称量法检定时其标准值mS按下式计算:

　　如果忽略砝码所受到的空气浮力,可简化为下式:

　　由于标准秤自身的误差相对于要检定的流量计的允许误差是一个较小的量,因此可以忽略。在此前提下, (2)式的导出过程如下: