如何正確選用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)是一種使用簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便、用途十分廣泛的瞬時(shí)流量測(cè)量?jī)x表。在環(huán)境保護(hù)設(shè)備儀器這個(gè)范疇里用量多達(dá)三萬(wàn)余臺(tái)/年。因此，選好、用好這種儀表，極為重要。
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)根據(jù)它的用途和適應(yīng)范圍可分為:普通型、帶筋維管型，微小流量及小外形型、耐腐型、實(shí)驗(yàn)室型、保溫型、報(bào)警型和耐高壓型八個(gè)系列。按照國(guó)家制訂的儀表系列型譜，不論哪個(gè)系列，最多包括從1毫米到100毫米共12個(gè)口徑數(shù)，可測(cè)量的流量范圍是:液體(水)0.1毫升/分~40立方米/時(shí)，氣體(空氣)1毫升/分~1000立方米/時(shí)。用于環(huán)保儀器配套的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)一般口徑不超過(guò)10毫米，測(cè)量的流量屬小流量范圍。
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度，是生產(chǎn)廠在本廠條件下用近于理想流體的水和干燥空氣作介質(zhì)標(biāo)定得到的。但在流量計(jì)的使用現(xiàn)場(chǎng)，有兩種情形不能直接使用它的刻度值:一是測(cè)量介質(zhì)不是水和空氣，二是測(cè)且介質(zhì)雖為水和空氣，但其狀態(tài)(溫度.壓力)與刻度狀態(tài)有別。這樣，在使用流量計(jì)時(shí)，為獲得正確測(cè)量結(jié)果，就出現(xiàn)了需要把刻度值進(jìn)行修正的問(wèn)題。因而，解決好玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度修正，是用好這種儀表的關(guān)鍵。
考慮到環(huán)保儀器使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)大量的用采測(cè)氣體介質(zhì)流量，因此下文僅就氣體介質(zhì)測(cè)量時(shí)的密度修正進(jìn)行討論。由于氣體介質(zhì)的粘度很小，故而討論時(shí)略去粘度影響。實(shí)踐證明，這不影響修正后的精度。
下面是轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量一般表達(dá)式
式(1)是不考慮介質(zhì)粘度影響的計(jì)算式。從(1)式可明顯得出:當(dāng)一臺(tái)流量計(jì)浮子位置高度確定后，被測(cè)介質(zhì)密度ρ是唯一的變數(shù)，如果被測(cè)介質(zhì)密度不同，則介質(zhì)通過(guò)流量計(jì)的流量也不同。因此，刻度修正實(shí)際上也就是流量修正。
如果兩種不同密度ρ1、ρ2的介質(zhì)分別通過(guò)同臺(tái)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，若浮子平衡在同一位固上，由(1)式得轉(zhuǎn)子流量計(jì)密度換算的基本式:
式中，P1、Tl和P2、T2是同一介質(zhì)的兩種狀態(tài)分別用壓力和溫度兩個(gè)參數(shù)表示？梢(jiàn)，對(duì)同種氣體介質(zhì)而言，其密度換算完全可以轉(zhuǎn)化為不同狀態(tài)下的溫度、壓力換算。這樣，對(duì)于測(cè)量同種氣體介質(zhì)流量的刻度修正，最終變成了溫度、壓力的狀態(tài)修正(實(shí)質(zhì)上是密度修正)，顯而易見(jiàn)，這是一般使用單位極易實(shí)現(xiàn)的修正方法。
(一)在使用現(xiàn)場(chǎng)從流量計(jì)刻度讀數(shù)如何求取實(shí)際流量值?
在使用現(xiàn)成應(yīng)用轉(zhuǎn)于流量計(jì)的目的只有一個(gè):即檢測(cè)被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量。但是，不少使用單位忽略了現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)與流量計(jì)刻度狀態(tài)(即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))的不同，直接以流量計(jì)刻度讀數(shù)作為被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量值，十分明顯，這個(gè)實(shí)際流量是不真實(shí)的，它會(huì)給流量計(jì)的測(cè)量帶來(lái)誤差，從而給配套儀器最后的檢測(cè)結(jié)果造成謬誤。
在現(xiàn)場(chǎng)，從流量計(jì)刻度讀數(shù)求取實(shí)際流量值，實(shí)質(zhì)上是將流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值換算成現(xiàn)場(chǎng)工況下的流量值。我們?cè)O(shè)現(xiàn)場(chǎng)工況有關(guān)參數(shù)代號(hào)分別為實(shí)際流量Q，介質(zhì)壓力P和溫度T;轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度的有關(guān)參數(shù)代號(hào)分別為流量Q比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的壓力Po和溫度To，根據(jù)(4)式有:
利用(5)式，可見(jiàn)很方便地在現(xiàn)場(chǎng)從流量計(jì)讀數(shù)求得被測(cè)介質(zhì)實(shí)際流量值。需要特別指出，用(5)式計(jì)算時(shí)，P、P。、T、T。都應(yīng)代入絕對(duì)值，而P是表前壓，應(yīng)在流量計(jì)上游側(cè)、并緊靠流量計(jì)的管路部位測(cè)取。
例:使用某空氣采樣儀，運(yùn)行時(shí)，采樣儀上轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為500毫升/分，測(cè)表前壓為-100mmH 20(因使用抽氣泵，所以是負(fù)壓)，現(xiàn)場(chǎng)溫度為30℃，求此時(shí)空氣的實(shí)際流量值。
解，根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù)，有
這里，因?yàn)镻。用毫米汞柱作單位，所以毫米水柱必須化成毫米汞柱，計(jì)算時(shí)，只須將毫米水柱除以13.6即可。
從上例結(jié)果看出，盡管現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)相差不大，但對(duì)測(cè)量結(jié)果卻產(chǎn)生了22毫升/分(為標(biāo)準(zhǔn)值的4.4%)的差值。換句話路如果不修正，則流量值會(huì)產(chǎn)生4.4%的誤差!
(二)用戶根據(jù)實(shí)際使用流量，如何選購(gòu)合適的轉(zhuǎn)子流量計(jì)?
這個(gè)問(wèn)題恰是上述(一)的逆過(guò)程，只需把(5)式反過(guò)來(lái)即成:
這里，Q是實(shí)際使用流量;P、T、Po、To都為已知，用〔6〕式d算出的Qn即為將要選購(gòu)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度流量值。注意，Q應(yīng)是常用流量。為保證流量計(jì)使用時(shí)有足夠精度和余量，選購(gòu)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的上限應(yīng)為Qn的1.5倍。
我們想強(qiáng)調(diào)此條的重要性，因?yàn)，如果?dāng)被測(cè)介質(zhì)壓力較大時(shí)，它是絕對(duì)不可忽略的。例如，若被測(cè)介質(zhì)壓力為3kg/cm2，并假定溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度相差無(wú)幾，則P=3+1kg/cm2 (絕對(duì)單位，P。=1)，代入(6)式后將得到Qn÷2Q。就是說(shuō)，若常用流量為Q，則合宜的流量計(jì)上限應(yīng)為1.5×2 Q=3Q，如此時(shí)仍按Q選購(gòu)流量計(jì)，勢(shì)將滿足不了使用要求而貽誤生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)子流量計(jì)的密度換算還可以速過(guò)圖解法來(lái)進(jìn)行。
測(cè)量液體介質(zhì)時(shí)的刻度修正往往涉及粘度修正，而粘度修正是十分繁雜，計(jì)算較為困難。盡管如此，還有別的方法可彌補(bǔ)，限于篇幅，這里再不累述。
