高压进气法钟罩式气体流量标准装置的研究

　　我院现有负压法音速喷嘴装置1套， 正吹法钟罩式气体流量装置4套，在日常检定过程中存在局限性，即对于压力损失较大的流量计无法检定。正压法音速喷嘴气体流量装置可解决这一问题，但建立正压法音速喷嘴气体流量装置投资巨大，能源消耗量也大，保养维护需要大量资金。 考虑我院现有0.1级、0.2级的(20～2000)L钟罩5套，提出建立高压进气法钟罩式气体流量标准装置。关于该方法国内文献未见报道。

　　一、装置组成及工作原理

　　1.装置组成

　　实验室原有空气压缩机的排气量为3m3/min， 功率为10kW，排气压力为(6～8)kgf/cm2(选择高压输出有利于干燥器除湿需求);采用无热再生干燥器，其原理是通过“压力变化”(变压吸附原理)来达到干燥效果。由于空气容纳水汽的能力与压力成反比，其干燥后的一部分空气(称为再生气)减压膨胀至一定压力，这种压力变化使膨胀空气变得干燥，然后让它流过来接通气流的需再生的干燥剂层(即已吸收足够水汽的干燥塔)，干燥的再生气吸出干燥剂里的水分，将其带出干燥器来达到脱湿的目的，其干燥能力为3m3/min，压力损失为0.05MPa，再生耗气量为15%～25%，进气压力为(0.4~1.0)MPa。 为提高稳压效果采用二级稳压方式， 考虑所需流量和稳压程度，稳压罐容积分别设计为2.2m3和1.5m3。 考虑到气体经减压后，体积会膨胀，是吸热过程，其温度会下降，因此，只考虑对气体进行加热，采用电热管加热的方法，其温升可达30℃，最大工作压力为0.5MPa，流量为120m3/h(标况)，温度控制采用PI方式，控温准确度为±3℃;调压阀选择美国Fisher公司627系列，其调压范围为(0.04~0.6)MPa。 为进一步减小压力波动，在被检流量计上游设计了一个容积为20L的压力缓冲罐 ;选择罗斯蒙特的压力变送器 ，其最大允许误差为0.075%; 量 程分 别为200kPa、400kPa、500kPa;温度变送器选择久茂的Pt100，其最大允许误差为±0.1℃，量程为0℃～50℃。

　　2.工作原理

　　以钟罩式气体流量标准装置为基准， 采用进气法，使经过处理的高压气体流经被检流量计后进入钟罩，钟罩上升后容积增加，然后对其增加的容积值与流量计的指示值进行比较，从而达到检测高压损气体流量计的目的。 装置如图1所示。

　　其工作原理如下：空气压缩机开始工作，经冷却箱冷却、干燥器除湿后的气体经二级稳压后，进入加热系统，加热到一定温度的气体进入压力缓冲罐，然后流过被检流量计，通过专用三通平衡阀平稳过渡后进入标准器，测出进入钟罩气体的体积以及所用的时间，并同时记录被检流量计的指示值，经过温度、压力补偿后，将两组值换算到同一状态下进行比较，可以得到被检流量计的示值误差。