在實(shí)際工作中，由于工作習(xí)慣或是其他原因，不少人采用前調(diào)氣體的流量來檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在檢定中對(duì)氣體流量的調(diào)節(jié)，前調(diào)和后調(diào)都能起到調(diào)節(jié)流量的作用，但是前調(diào)和后調(diào)到底有多大的差異，沒有確定的論證。
一、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的檢定原理及數(shù)學(xué)模型
　　玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的檢定依據(jù)JJG257-2007《轉(zhuǎn)子流量計(jì)》檢定規(guī)程進(jìn)行，檢定時(shí)采用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在我國(guó)大量使用，是氣體流量計(jì)量的傳遞標(biāo)準(zhǔn)和氣體流量計(jì)檢定的主要設(shè)備之一。這種裝置的工作壓力一般小于10000Pa，最大流量取決于鐘罩的體積大小及測(cè)試技術(shù)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的資料及現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，其鐘罩作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的最大流量可達(dá)4500m3/h，裝置的精度優(yōu)于±0.5%。
　　鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理是，首先打開進(jìn)氣閥，關(guān)閉出氣閥，開動(dòng)氣泵使氣體通過導(dǎo)管流入氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的工作量器內(nèi)，當(dāng)鐘罩上升到最高位置時(shí)，關(guān)閉氣泵，停止一段時(shí)間后，待標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)氣體的溫度穩(wěn)定時(shí)，開始檢定流量計(jì)。鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置本身是一個(gè)恒壓源并給出標(biāo)準(zhǔn)容積的裝置。打開出氣閥和調(diào)節(jié)閥，鐘罩以一定的速度下降，到達(dá)預(yù)定位置開始計(jì)時(shí)，流量計(jì)開始計(jì)數(shù)，到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，停止計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)測(cè)出鐘罩排出的氣體體積、溫度和時(shí)間，鐘罩內(nèi)的氣體通過導(dǎo)氣管經(jīng)被檢定的流量計(jì)流入大氣，計(jì)算出流量計(jì)在刻度狀態(tài)下的實(shí)際流量和示值誤差。實(shí)際流量值Q（m3/h）可根據(jù)式（1）計(jì)算得出：

　　式中：V———流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)排出的氣體體積，m3；τ———在排出裝置內(nèi)的時(shí)間，h；PN、PS、Pm———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和流量計(jì)前的氣體絕對(duì)壓力，Pa，PN=101325Pa；TN、TS、Tm———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和流量計(jì)前的氣體絕對(duì)溫度，K，TN=273.15+20=293.15K。
　　將實(shí)際流量值Q與被檢流量計(jì)的顯示值Q′相比較，利用式（2）可計(jì)算出被檢流量計(jì)示值相對(duì)誤差為

　　式中：δV———被檢流量計(jì)示值相對(duì)誤差；Q′———被檢流量計(jì)的顯示值；Q———實(shí)際流量值。
二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
1.氣體測(cè)量刻度換算
　　日常使用的轉(zhuǎn)子流量計(jì)由于受其制造廠家標(biāo)定設(shè)備的限制，通常只能用水或空氣進(jìn)行標(biāo)定。所以，試驗(yàn)中所用的檢定介質(zhì)為非標(biāo)定介質(zhì)，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)進(jìn)行修正，也稱為刻度換算。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的檢定點(diǎn)為1000L/h，氣體的密度受壓力、溫度變化的影響較大，因此，測(cè)量不同氣體時(shí)要進(jìn)行刻度換算。流量計(jì)的換算問題，實(shí)際上就是對(duì)于不同的流體浮子處于同一高度時(shí)，所反映出的流量值不同。這里使用了簡(jiǎn)化后的刻度氣體換算公式，忽略了黏度對(duì)氣體的影響。在實(shí)驗(yàn)時(shí)將檢定溫度設(shè)為常溫，但介質(zhì)不是干空氣，所以要對(duì)流量示值進(jìn)行修正，可用式（3）求出檢定介質(zhì)的修正值。

　　式中：qv0———流量計(jì)的氣體示值（流量或輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的流量）；ρ01———使用氣體在刻度狀態(tài)下的密度；qv、P、T———工作狀態(tài)下的氣體流量換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量、被測(cè)氣體的壓力（即表壓力與大氣壓力之和）及溫度；ρ0、P0、T0———標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下被測(cè)干氣體的密度、壓力及開爾文溫度，P0=101325Pa。
　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣的密度為1.331kg/m3，二氧化碳的密度為1.829kg/m3，空氣的密度為1.205kg/m3，根據(jù)式（3），可以得到氧氣修正后的檢定點(diǎn)為945.44L/h，二氧化碳修正后的檢定點(diǎn)為806.53L/h。
2.氧氣和二氧化碳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與計(jì)算
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢定氧氣前調(diào)流量和后調(diào)流量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

　　在檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，以上一組數(shù)據(jù)是以氧氣為介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，不同壓力下所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)值分別為Ps、Pm，即流量標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和流量計(jì)前氣體的絕對(duì)壓力。實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的檢定點(diǎn)為1000L/h，根據(jù)式（3）對(duì)氧氣修正后的檢定點(diǎn)為945.44L/h。
根據(jù)式（1）和表1、表2可得前調(diào)和后調(diào)流量值，如圖1所示。
根據(jù)式（2），介質(zhì)為氧氣的前調(diào)及后調(diào)流量的示值誤差如下：



　　實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于檢定時(shí)氣體流量的前調(diào)和后調(diào)分別采集了3組數(shù)據(jù)，將3組數(shù)據(jù)求得的平均值作為最后的實(shí)際流量值，使檢定結(jié)果更加準(zhǔn)確。從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，對(duì)氧氣的數(shù)據(jù)分析可知前調(diào)流量平均值為659.73L/h，后調(diào)流量平均值為987.64L/h，相比刻度修正后氧氣的檢定點(diǎn)，后調(diào)流量與密度修正后檢定點(diǎn)945.44L/h的值更為接近。由前調(diào)和后調(diào)流量氧氣的示值誤差計(jì)算可知，前調(diào)流量相對(duì)誤差為43.3%，后調(diào)流量相對(duì)誤差為4.3%。從而可以看出，檢定時(shí)使用后調(diào)流量，其實(shí)際流量值與檢定點(diǎn)更為接近且相對(duì)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前調(diào)流量。兩種看似差別不大的調(diào)節(jié)流量的方法，對(duì)于檢定結(jié)果卻有很大的差異，后調(diào)流量可使檢定結(jié)果更為準(zhǔn)確。對(duì)于一種介質(zhì)，由于其每種氣體都有各自的特殊性，不能充分地說明哪種調(diào)節(jié)精度更高，相對(duì)誤差更小。為了使結(jié)果具有普遍性，任意選用另外一種氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便更清楚地說明結(jié)果的普遍性。
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)檢定二氧化碳前調(diào)流量和后調(diào)流量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3、表4所示。
　　對(duì)于以二氧化碳為介質(zhì)檢定轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，其檢定點(diǎn)同樣選擇1000L/h，同理根據(jù)式（1）和表3、表4可得二氧化碳前調(diào)和后調(diào)流量值，如圖2所示。


　　對(duì)于前調(diào)和后調(diào)流量，以每組中4次實(shí)際流量值的平均值作為前調(diào)和后調(diào)最后的實(shí)際流量值，避免粗大誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。同理根據(jù)式（2），二氧化碳修正后檢定點(diǎn)的值為806.53L/h，由圖2中前調(diào)的平均值與后調(diào)平均值可得二氧化碳的示值誤差：前調(diào)為14.3%，后調(diào)為7.0%，其計(jì)算過程與氧氣的示值誤差計(jì)算過程相同。
　　對(duì)二氧化碳的數(shù)據(jù)分析可知前調(diào)流量平均值為705.81L/h，后調(diào)流量平均值為867.41L/h，較之于二氧化碳刻度修正后的檢定點(diǎn)，后調(diào)流量與密度修正后檢定點(diǎn)806.53L/h的值更為接近。前調(diào)流量相對(duì)誤差為14.3%，后調(diào)流量相對(duì)誤差為7.0%。二氧化碳的實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證明了在檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，使用后調(diào)流量可使相對(duì)誤差大大減小，檢定結(jié)果更加準(zhǔn)確。
三、結(jié)束語
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，看似沒有差別的兩種調(diào)節(jié)方法，其檢定結(jié)果差異很大，對(duì)于檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性而言，后調(diào)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前調(diào)流量。實(shí)際檢定時(shí)，建議將前調(diào)控制閥完全打開，使用后調(diào)流量調(diào)節(jié)閥。

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