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气体流量计为什么要带温压补偿功能

由于气体的可压缩性,决定了它的流量测量比液体复杂,气体流量计的输出信号除了与输入信号有关,还与气体密度有关,而气体的密度又是温度和压力(简称温压)的函数。所以,气体的流量测量普遍存在温压补偿问题。在仪表的设计或对旧设备的改造中,气体流量测控系统应尽可能采用微机化仪表,根据被测气体及仪表类型,选用合适的数学模型,实施温压自动补偿。
大部分气体,可近似地视为理想气体,其密度可用经过补正的理想气体状态方程来表示。有的气体,如水蒸气,即有别于理想气体,其密度不宜简单地用理想气体状态方程来表示。气体又有干、湿之分,对于湿气体,其密度除了与温度、压力有关外,还与湿度有关。近年来,不断涌现的微机化仪表,使气体流量测量的温压补偿变得简便而精确,从而提高了测量精度。
1、干气体流量测量的温压补偿
气体的流量测量主要是采用差压流量计,其流量基本方程式为:



式中:q为被测气体在工作状态下的体积流量;ρ为被测气体在工作状态下的密度;Δp为差压;K为系数,它包含流量系数、膨胀系数、管道孔径等参数。严格说,它也受温压影响,只是,在常用温压下,这一影响可以忽略。本文讨论的温压补偿是指补偿密度随温压变化所造成的影响。
2、湿气体流量测量的温压补偿
湿气体与干气体的不同点是,其密度除了与温度、压力有关外,还与湿度有关。虽然湿度对测量的影响与温压比较相对较小,但与仪表的精度比,即不可忽略。湿气体的密度可用下式表示:


式中:0.804为温度0℃,一个标准大气压下,水蒸气的密度,kg/m3;ρ0、T0、Pn分别表示气体在0℃,一个标准大气压下的密度、绝对温度、绝对压力;F为气体的绝对湿度,kg/m3;Z为气体压缩系数。
3、水蒸气流量测量的温压补偿
水蒸气流量计的标尺通常是以质量流量qm为刻度的,其流量基本公式是:

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