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熱式氣體質量流量計實驗測試與結果分析?
發布時間：2022-09-14 07:35:15
1.實驗測試
熱式氣體質量流量計實驗測試所用裝置是在天津大學流量實驗室的氣體流量實驗裝置。實驗裝置采用微負壓法,通過調節風機的頻率來調節氣體流量。標準表由多路并聯的渦輪流量計組成，精度等級為1級,口徑分別為40mm、80mm、150mm。實驗裝置原理如圖2所示。
熱式氣體質量流量計樣機如圖3(a)所示,內部有測速探頭和測溫探頭,詳細的結構如圖3(b)所示。該樣機信號線外接相應的采集電路,如圖3(c)所示，圖的左側為計算采集電路[1849。樣機與計算采集電路結構經過多次空氣的實流測試,其與標準表的測量誤差滿足國家JJG1132-2017《熱式氣體質量流量計檢定規程》中的2級的準確度等級，其量程范圍為10~3000kg/h,量程比達300:1,根據檢定規程10~300kg/h范圍內誤差為±2%,300~3000kg/h范圍內誤差為±4%。
實驗的工況條件為常溫常壓,選擇空氣作為待測混合氣體,流量點選取(10~3000)kg/h的10個流量點進行測量。通過實驗對，上述的計算分析進行驗證,首先,不改變組分設定進行測量,然后,通過修改了組分設定進行測量,組分設定修改依次為1%、5%、10%。不同組分設定的測量結果與誤差如表3所示。
表3中Gg表示各組分熱式流量計測量的質量流量,δ0表示未改變組分時測量的質量流量相對誤差,δ表示改變組分后測量的質量流量相對誤差。
表4為各組分的附加誤差,附加誤差表示熱式氣體質量流量計僅由于氣體組分的變化對質量流量測量的誤差,其定義式為:
2.結果分析
由表3的實驗結果分析,組分的變化或者組分設定不準確會切實影響到質量流量的測量,并且組分變化越大,造成的質量流量的測量誤差越大。
由表4實驗結果分析,實驗的附加誤差δ′與上文計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熱式質量流量計測量影響的定量計算公式得以驗證。
由于熱式氣體質量流量計自身存在的誤差為2%,所以被測氣體的組分出現輕微波動時,如當組分變化1%時，對熱式質量流量計僅僅產生0.26%的附加誤差,相比較于熱式質量流量計自身的誤差,其附加誤差是相對次要的，可以忽略不計。.
因此,根據表4結果分析，組分變化較大時,產生的附加誤差與熱式質量流量計自身誤差相當或更大,這種情況下由組分變化或設定不準確產生的誤差不能忽略不計。本次研究以空氣作為介質,熱式氣體質量流量計為2級的準確度等級,得出在質量流量在300~3000kg/h.時,組分變化達到臨界值為3%~4%時其附加誤差大于熱式氣體質量流量計自身的誤差,進而對熱式測量造成不可忽略的影響;在質量流量在10~300kg/h時組分變化達到臨界值4~5%以上會對熱式氣體質量流量計的測量造成不可忽略的影響,這為實際工程上的應用提供了一定的借鑒。
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