熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析?
發(fā)布時(shí)間：2022-09-14 07:35:15
1.實(shí)驗(yàn)測(cè)試
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所用裝置是在天津大學(xué)流量實(shí)驗(yàn)室的氣體流量實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置采用微負(fù)壓法,通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的頻率來(lái)調(diào)節(jié)氣體流量。標(biāo)準(zhǔn)表由多路并聯(lián)的渦輪流量計(jì)組成，精度等級(jí)為1級(jí),口徑分別為40mm、80mm、150mm。實(shí)驗(yàn)裝置原理如圖2所示。
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)樣機(jī)如圖3(a)所示,內(nèi)部有測(cè)速探頭和測(cè)溫探頭,詳細(xì)的結(jié)構(gòu)如圖3(b)所示。該樣機(jī)信號(hào)線外接相應(yīng)的采集電路,如圖3(c)所示，圖的左側(cè)為計(jì)算采集電路[1849。樣機(jī)與計(jì)算采集電路結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)多次空氣的實(shí)流測(cè)試,其與標(biāo)準(zhǔn)表的測(cè)量誤差滿足國(guó)家JJG1132-2017《熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程》中的2級(jí)的準(zhǔn)確度等級(jí)，其量程范圍為10~3000kg/h,量程比達(dá)300:1,根據(jù)檢定規(guī)程10~300kg/h范圍內(nèi)誤差為±2%,300~3000kg/h范圍內(nèi)誤差為±4%。
實(shí)驗(yàn)的工況條件為常溫常壓,選擇空氣作為待測(cè)混合氣體,流量點(diǎn)選取(10~3000)kg/h的10個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)，上述的計(jì)算分析進(jìn)行驗(yàn)證,首先,不改變組分設(shè)定進(jìn)行測(cè)量,然后,通過(guò)修改了組分設(shè)定進(jìn)行測(cè)量,組分設(shè)定修改依次為1%、5%、10%。不同組分設(shè)定的測(cè)量結(jié)果與誤差如表3所示。
表3中Gg表示各組分熱式流量計(jì)測(cè)量的質(zhì)量流量,δ0表示未改變組分時(shí)測(cè)量的質(zhì)量流量相對(duì)誤差,δ表示改變組分后測(cè)量的質(zhì)量流量相對(duì)誤差。
表4為各組分的附加誤差,附加誤差表示熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)僅由于氣體組分的變化對(duì)質(zhì)量流量測(cè)量的誤差,其定義式為:
2.結(jié)果分析
由表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,組分的變化或者組分設(shè)定不準(zhǔn)確會(huì)切實(shí)影響到質(zhì)量流量的測(cè)量,并且組分變化越大,造成的質(zhì)量流量的測(cè)量誤差越大。
由表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,實(shí)驗(yàn)的附加誤差δ′與上文計(jì)算分析的附加誤差具有很好的一致性，這使本文提出的組分變化對(duì)熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量影響的定量計(jì)算公式得以驗(yàn)證。
由于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)自身存在的誤差為2%,所以被測(cè)氣體的組分出現(xiàn)輕微波動(dòng)時(shí),如當(dāng)組分變化1%時(shí)，對(duì)熱式質(zhì)量流量計(jì)僅僅產(chǎn)生0.26%的附加誤差,相比較于熱式質(zhì)量流量計(jì)自身的誤差,其附加誤差是相對(duì)次要的，可以忽略不計(jì)。.
因此,根據(jù)表4結(jié)果分析，組分變化較大時(shí),產(chǎn)生的附加誤差與熱式質(zhì)量流量計(jì)自身誤差相當(dāng)或更大,這種情況下由組分變化或設(shè)定不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差不能忽略不計(jì)。本次研究以空氣作為介質(zhì),熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)為2級(jí)的準(zhǔn)確度等級(jí),得出在質(zhì)量流量在300~3000kg/h.時(shí),組分變化達(dá)到臨界值為3%~4%時(shí)其附加誤差大于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)自身的誤差,進(jìn)而對(duì)熱式測(cè)量造成不可忽略的影響;在質(zhì)量流量在10~300kg/h時(shí)組分變化達(dá)到臨界值4~5%以上會(huì)對(duì)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量造成不可忽略的影響,這為實(shí)際工程上的應(yīng)用提供了一定的借鑒。
