氣體玻璃管浮子流量計的修正

吳明清 劉幸 陳國平

重慶市計量質量檢測研究院 重慶 401123

1 氣體流量計的工作原理

氣體玻璃浮子流量計的主要測量元件為一根垂直安裝的下小上大錐形玻璃管和在內可上下移動的浮子。當流體自下而上經錐形玻璃管時，在浮子上下之間產生壓差，浮子在此差壓作用下上升。當此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力與浮子的重力相等時，浮子處于平衡位置[1]。氣體玻璃浮子流量計的刻度是生產廠家在生產過程中用近于理想流體的干燥空氣作介質標定得到的。氣體玻璃浮子流量計的刻度因為所標識的狀態和測量的介質不同，在檢定和實際使用時，需要進行刻度的修正，即所讀數值要通過換算才能得到實際流量。氣體玻璃浮子流量計的刻度修正在許多的資料中都可以得到，但有部分是修正錯誤的；個別氣體玻璃浮子流量計的刻度在出廠時就經過了錯誤的修正。這說明浮子流量計的刻度修正還有繼續討論的必要。

2 氣體玻璃浮子流量計的修正方法

氣體玻璃浮子流量計刻度流量的修正方法為密度修正。

氣體玻璃浮子流量計處的實際流量與氣體玻璃浮子流量計刻度流量的修正用公式（1）表示：

該公式是氣體玻璃浮子流量計的修正的基礎，是氣體玻璃浮子流量計的修正的技巧所在。掌握該公式，任隨測量條件如何變化，均能得到實際的氣體流量。

3 修正方法在檢定中的應用

準確測量時，測量玻璃浮子流量計處的氣體壓力和溫度，標準器給出的流量 qs是已知的。 qs對應的玻璃浮子流量計處的氣體流量可通過公式（2）得到：，得到公式（3）：

由于：

該氣體密度計算不考慮壓縮系數，是因為玻璃浮子流量計所使用的壓力低，絕對壓力遠低于0.6MPa，空氣在0.6MPa、293.15K時的壓縮系數為0.997，即不使用壓縮系數會有0.3%的誤差，由于是開方計算，誤差減半，即有0.15%的誤差。對于準確度最高為1.5 級的氣體玻璃浮子流量計而言，不使用壓縮系數修正對計算結果的影響力度很小[2]。

則公式（3）變化為公式（4）：

式中：

uN——浮子流量計錐形玻璃管上標識的氣體介質的摩爾質量，kg/k·mol；

pN——浮子流量計錐形玻璃管上標識的絕對壓力，Pa；

當被檢浮子流量計所用介質不是空氣，即 um≠ uN，錐形玻璃管上標識的壓力 pN≠101325Paabs，建議用絕對壓力abs 標識，甚至錐形玻璃管上標識的溫度 TN≠293.15K 時，可以用公式（4）來修正。

當被檢浮子流量計所用介質是空氣，可以用公式（5）來修正：

比較粗糙的測量時，比如用于環保方面準確度不高的浮子流量計，或 ps、 pm不易測量或即使測量其差值很小等情況，不測量玻璃浮子流量計處的氣體壓力和溫度，直接用標準器的狀態和流量通過公式（1）計算浮子流量計某刻度對應的實際流量。如公式（6）：

4 修正方法在使用中的應用

在使用中浮子流量計的刻度的修正有兩種情況，

情況1：浮子流量計的刻度讀數 qN是已知的，計算實際流量qs。

根據公式（1），有公式（7）：

5 結語

公式（4）至公式（8）均可直接使用，但，它們均來源于公式（1）。如果掌握了公式（1），并靈活運用，就能解決氣體浮子流量計的各種修正問題。在不涉及浮子流量計的流量修正時，應用理想氣體狀態方程，如公式（2）。