湿式气体流量计计量特性的探讨

　　0　引言

　　在测量流量<20m3/h的过程中,湿式气体流量计(以下简称湿式表、仪表)以其无泄漏的特点和卓越的测量稳定性,得到广泛的应用和快速的发展。荷兰NMi建立以湿式表为传递标准和工作标准的流量测量装置[1],开展对钟罩校准测量和膜式燃气表的型式检验。德国PTB以湿式表为标准表,开展对小喉径临界流喷嘴流出系数的校准。我国越来越多的强检机构和燃气用具制造厂,依据膜式燃气表计量检定规程[2]、燃具实验室试验装置配备要求[3],建立以湿式表为标准表的计量装置。

　　湿式表属于定排量容积式流量计[4],上一级流量标准对其校准时一般要按照湿式表的整回转数倍体积进行校准[5]。但湿式表在使用时,单次测量累积流量一般不是整回转数倍体积。当测量体积较少时,测量误差增大,定排量容积式流量计存在回转误差这一缺点就显露出来了。因此,如何确定仪表回转误差,或设置相关条件控制回转误差就值得研究和探讨。

　　1　结构与测量原理

　　湿式表由外壳体、转筒、计数机构及表盘等组成。湿式表的基本结构如图1所示。

　　壳体内盛有低黏度油或清水作为封液,转筒直径的3/5浸入在液体中,封液随气体流入和流出作顺时针转动。转筒呈圆筒形,被若干叶片(通常为3~5片)分隔成互不通气、理论容积相等的曲折计量容腔,转轴水平搁置在前后外壳端盖中心。转筒后端盖与叶片组成一个进气室,开口处是计量腔的进气口,前端面叶片开口处是计量腔的排气口。外壳顶部有一组仪表水平基准器,侧面设有液位高度基准器。工作时,利用进出口间的气体压差力,推动转筒旋转。夹装在转筒主轴上的指针和主动齿轮随转筒同步转动,经一定速比的从动齿轮传动,将转筒的旋转次数转换成容积,由机械计数器累积计量。高精度湿式表还配装温度计、压力计、数字信号接口。

　　图2为湿式表工作原理图,数字1、2、3、4为四个鼓轮计量腔的编号。计量腔离开水面是进气开始,浸入水中时,随着浸入深度的增加而不断地把气体排挤出去。

　　2　误差特性

　　2. 1　示值误差特性

　　流量示值误差是湿式表的重要计量特性。仪表采用液体密封,无泄漏流量存在,其流量示值误差特性曲线与其他气体容积式流量计特性曲线有显著差别。流量越大,表内液位差也越大,计量腔体积增大,示值误差趋负值。图3为流量示值误差曲线示意图。

　　由图3可知,当小于公称流量Qn时,液位趋于恒定,误差特性曲线呈近似于平直的理论曲线[6],仪表精确度几乎可校准到传递标准的相同量级.