基于夹套和水浴方式的pVTt气体流量标准装置关键技术研究

• 作 者: 纪建英;
• 机 构: 山东省计量科学研究院,山东济南,250014
• 出 处: 2014年全国流量计量学术交流会
• 发表日期: 2014年期

国家城市能源计量中心(德州基地)为满足快速发展的气体流量检测的需求,建立了基于夹套和水浴方式的pVTt气体流量标准装置.本文论述了pVTt气体流量标准装置目前国际、国内现状,装置工作原理及关键点的设计与计算，其主要由标准容器、真空泵、电子天平、压力变送器、精密压力测量仪、湿度传感器、温度测量仪、PT100、温度传感器、气动真空阀、快速三通切换阀、电磁阀、音速喷嘴、喷嘴检测台位、恒温水浴槽、磁耦合风机、控制系统以及管道阀门、光电脉冲讯号转换器、控制台等，装置采用PLC和工控机结合的方式组成测量控制系统。pVTt法气体流量标准装置是根据理想气体状态方程：pV=nRT间接测量气体质量流量的一种标准装置。它有一组容积固定的标准容器，当气体以某个流量流进（负压法）该标准容器时，其中的气体质量将发生变化。通过测量在某段时间t内，标准容器（容积为V）内的热力学温度T和绝对压力p的变化，就可以算出气体流进的质量流量。采用负压吸入法装置，真空泵抽真空形成负压使喷嘴前后压力小于临界背压比，形成临界流，喷嘴喉部流速为当地音速；采用高准确的绝对压力变送器和高准确度高分辨度的温度传感器分辨测量喷嘴处、容器内充气前后的压力级温度；采用高准确度晶振和工控计数卡，以硬件方式测量充气时间Δt；通过测量标准容器内充气前后压力、温度计算得到充气质量Δm，根据有关公式由计算机自动处理得到喷嘴流出系数 C。pVTt法气体流量标准装置为原级标准，装置准确度等级高、测量范围宽。主要用于检定临界流喷嘴，也可用于检定其他高精度气体流量计。标准装置的建立为科研与生产单位提供技术支撑，并将完善我国的气体流量量传体系，为国内和国际间的比对提供技术支持。