根據(jù)氣體氣體浮子流量計(jì)的工作原理，利用鐘罩 － 標(biāo)準(zhǔn)表法裝置實(shí)現(xiàn)浮子流量計(jì)的檢定過程; 闡述了裝置及方法的優(yōu)越性; 給出了氣體浮子流量計(jì)常用的檢定計(jì)算公式，并對(duì)使用、檢定過程中影響計(jì)量準(zhǔn)確性的三種問題進(jìn)行了剖析，為高效、可靠地開展氣體浮子流量計(jì)檢定工作打下良好基礎(chǔ)。

0.引言

浮子流量計(jì)，也稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡單、刻度值直觀、使用維護(hù)方便、壓損小而恒定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)流量測量領(lǐng)域。氣體浮子流量計(jì)專用于測量各種工業(yè)氣體的流量，只有定期對(duì)其進(jìn)行計(jì)量溯源( 檢定或校準(zhǔn)) 才能保障其示值的準(zhǔn)確可靠。然而，溯源過程中氣體介質(zhì)受壓力、溫度等條件影響很大，想要測準(zhǔn)并不容易，工作效率也不高; 此外還涉及到小流量檢定不準(zhǔn)確的問題。本文利用鐘罩 － 標(biāo)準(zhǔn)表法裝置實(shí)現(xiàn)浮子流量計(jì)的檢定過程，能夠體現(xiàn)出鐘罩法、標(biāo)準(zhǔn)表法兩種裝置的優(yōu)點(diǎn)，使氣體浮子流量計(jì)的檢定工作準(zhǔn)確而高效。典型氣體浮子流量計(jì)如圖 1 所示。

1.鐘罩 － 標(biāo)準(zhǔn)表法裝置原理

鐘罩 － 標(biāo)準(zhǔn)表法裝置( 以下簡稱“裝置”，示意圖如圖 2 所示) ，主要由鐘罩、氣源( 風(fēng)機(jī)) 、開關(guān)閥、流量調(diào)節(jié)閥、氣體管道、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)、夾表器、壓力傳感器、溫度傳感器、計(jì)算機(jī)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成。

裝置是基于流體力學(xué)的連續(xù)性方程設(shè)計(jì)的，以鐘罩、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)( 一般為氣體質(zhì)量流量計(jì)) 為標(biāo)準(zhǔn)器，在傳統(tǒng)的鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置基礎(chǔ)上，增加標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)配置。當(dāng)使用鐘罩法時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)可以用于指示瞬時(shí)流量值; 當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)表法時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表成為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，其值經(jīng)溫、壓修正后可以直接與被檢流量計(jì)進(jìn)行比較，從而得出示值誤差。

2.檢定實(shí)現(xiàn)過程

檢定主要按照浮子流量計(jì)檢定規(guī)程的要求來開展主要分為以下幾個(gè)過程:

( 1) 連接。將被檢浮子流量計(jì)與裝置相關(guān)部件進(jìn)行可靠連接。

( 2) 氣密性試驗(yàn)?？梢允褂?ldquo;皂泡驗(yàn)漏法”，也可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。

( 3) 試運(yùn)行。也稱熱機(jī)，以鐘罩或標(biāo)準(zhǔn)表的***大流量進(jìn)行試運(yùn)行，使鐘罩、標(biāo)準(zhǔn)表內(nèi)部空氣溫度與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行充分平衡。

( 4) 調(diào)流量。將鐘罩升起后打開鐘罩閥門，觀察被檢浮子流量計(jì)，操作流量調(diào)節(jié)閥使浮子流量達(dá)到相應(yīng) 整刻度檢定點(diǎn)，關(guān)閉鐘罩氣源閥門。

( 5) 檢定。將鐘罩升起，打開鐘罩閥門開始正式檢定，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，持續(xù)不少于 1min 時(shí)間。過程中系統(tǒng)自動(dòng)采集標(biāo)準(zhǔn)器與被檢器的溫度、壓力、瞬時(shí)量、累積量等數(shù)據(jù)，完成一次檢定后可再增加一次。

其它檢定點(diǎn)與此類似，直到完成所有檢定。一般應(yīng)選擇包括浮子流量計(jì)上限流量和下限流量在內(nèi)的 5 個(gè)均勻分布的流量點(diǎn)進(jìn)行檢定。

3.檢定過程中的計(jì)算公式

4.方法優(yōu)越性

( 1) 裝置能夠提供穩(wěn)定的氣源。氣源穩(wěn)定是實(shí)施檢定的前提條件，氣體浮子流量計(jì)是瞬時(shí)顯示型的流量計(jì)，就更要求氣流要穩(wěn)定。鐘罩具有可靠的壓力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，能夠保證檢定過程中的壓力穩(wěn)定，避免因?yàn)闅庠磫栴}引起的浮子上下擺動(dòng)不停的情況發(fā)生。

( 2) 裝置可以兼顧浮子流量計(jì)的流量范圍。以 100L 裝置為例，流量范圍一般為 ( 0 ～ 6 ) m3 /h，鐘罩分度0. 13L /mm，一般要求鐘罩每次檢定行程至少需 200mm才準(zhǔn)確。小流量時(shí)行程過短，則鐘罩讀數(shù)誤差較大; 行程過大則需要的檢定時(shí)間較多，檢定過程量容易發(fā)生變化，檢定效率低下。因此，一般氣體浮子流量計(jì)在流量( 1. 5～ 6) m3 /h 時(shí)采用鐘罩或標(biāo)準(zhǔn)表法; 在 1. 5m3 /h 以下時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)表法。

( 3) 裝置及方法的高效準(zhǔn)確性。根據(jù)浮子流量計(jì)類型及流量范圍，靈活選擇鐘罩法或標(biāo)準(zhǔn)法，兼顧了檢定準(zhǔn)確度和高效率的要求。

5.常見問題

5. 1 氣密性檢測

氣密性檢測也稱驗(yàn)漏，是后續(xù)檢測工作的前提，沒經(jīng)過驗(yàn)漏操作的檢定數(shù)據(jù)是沒有意義的。驗(yàn)漏包括裝置本身氣密性及浮子氣密性，建議使用肥皂泡進(jìn)行裝置的整體驗(yàn)漏，該方法簡單直觀，易于實(shí)施。

5. 2 浮子卡滯、靜止、跳動(dòng)現(xiàn)象

浮子是氣體浮子流量計(jì)的核心部件，檢定過程中如果浮子不能在流量計(jì)內(nèi)腔或沿導(dǎo)桿自由滑動(dòng)，一般有如下幾個(gè)原因:

( 1) 浮子流量計(jì)生產(chǎn)質(zhì)量或安裝問題引起的浮子卡滯或卡死。

( 2) 浮子流量計(jì)內(nèi)壁或?qū)U上有臟污介質(zhì)附著，從而使得浮子不能順暢地進(jìn)行正反行程的滑動(dòng)。

( 3) 試驗(yàn)時(shí)，浮子流量計(jì)進(jìn)氣通道與出氣通道接反，從而使得浮子停在錐管底部靜止不動(dòng)。

( 4) 氣源壓力不足，浮子流量計(jì)停在某處不再上升。

 ( 5) 浮子前壓力較大，造成浮子前后壓差過大而造成彈跳現(xiàn)象檢定前必須保證氣體浮子流量計(jì)的浮子滑動(dòng)自如，必要時(shí)需進(jìn)行清洗或維修后才能檢定。

5. 3 流量計(jì)的擺放位置的把握

由于氣體浮子流量計(jì)是基于浮子重力、氣體浮力原理設(shè)計(jì)的，因此必須保證其安裝、使用、檢測過程中一直保持豎直狀態(tài)，以保證計(jì)量準(zhǔn)確性。如圖 3 所示，浮子量計(jì)本身自帶水平調(diào)整裝置，試驗(yàn)前已調(diào)平擺放位置，圖4 所示為未調(diào)平位置的情況。

6.結(jié)束語

氣體浮子流量計(jì)及鐘罩的使用問題是行業(yè)內(nèi)討論較多的難點(diǎn)問題，本文利用鐘罩 － 標(biāo)準(zhǔn)法裝置能夠較好地實(shí)現(xiàn)氣體浮子流量計(jì)的檢定過程，克服了傳統(tǒng)方法在檢定小流量點(diǎn)時(shí)檢定不準(zhǔn)確、時(shí)間長、效率低的缺點(diǎn)，檢定過程中鐘罩法和標(biāo)準(zhǔn)表法可由操作人員根據(jù)情況進(jìn)行轉(zhuǎn)換，豐富了氣體浮子流量計(jì)的溯源手段。