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热式气体质量流量计实验测试与结果分析
发布时间：2022-09-14 07:35:15
1.实验测试
热式气体质量流量计实验测试所用装置是在天津大学流量实验室的气体流量实验装置。实验装置采用微负压法,通过调节风机的频率来调节气体流量。标准表由多路并联的涡轮流量计组成，精度等级为1级,口径分别为40mm、80mm、150mm。实验装置原理如图2所示。
热式气体质量流量计样机如图3(a)所示,内部有测速探头和测温探头,详细的结构如图3(b)所示。该样机信号线外接相应的采集电路,如图3(c)所示，图的左侧为计算采集电路[1849。样机与计算采集电路结构经过多次空气的实流测试,其与标准表的测量误差满足国家JJG1132-2017《热式气体质量流量计检定规程》中的2级的准确度等级，其量程范围为10~3000kg/h,量程比达300:1,根据检定规程10~300kg/h范围内误差为±2%,300~3000kg/h范围内误差为±4%。
实验的工况条件为常温常压,选择空气作为待测混合气体,流量点选取(10~3000)kg/h的10个流量点进行测量。通过实验对，上述的计算分析进行验证,首先,不改变组分设定进行测量,然后,通过修改了组分设定进行测量,组分设定修改依次为1%、5%、10%。不同组分设定的测量结果与误差如表3所示。
表3中Gg表示各组分热式流量计测量的质量流量,δ0表示未改变组分时测量的质量流量相对误差,δ表示改变组分后测量的质量流量相对误差。
表4为各组分的附加误差,附加误差表示热式气体质量流量计仅由于气体组分的变化对质量流量测量的误差,其定义式为:
2.结果分析
由表3的实验结果分析,组分的变化或者组分设定不准确会切实影响到质量流量的测量,并且组分变化越大,造成的质量流量的测量误差越大。
由表4实验结果分析,实验的附加误差δ′与上文计算分析的附加误差具有很好的一致性，这使本文提出的组分变化对热式质量流量计测量影响的定量计算公式得以验证。
由于热式气体质量流量计自身存在的误差为2%,所以被测气体的组分出现轻微波动时,如当组分变化1%时，对热式质量流量计仅仅产生0.26%的附加误差,相比较于热式质量流量计自身的误差,其附加误差是相对次要的，可以忽略不计。.
因此,根据表4结果分析，组分变化较大时,产生的附加误差与热式质量流量计自身误差相当或更大,这种情况下由组分变化或设定不准确产生的误差不能忽略不计。本次研究以空气作为介质,热式气体质量流量计为2级的准确度等级,得出在质量流量在300~3000kg/h.时,组分变化达到临界值为3%~4%时其附加误差大于热式气体质量流量计自身的误差,进而对热式测量造成不可忽略的影响;在质量流量在10~300kg/h时组分变化达到临界值4~5%以上会对热式气体质量流量计的测量造成不可忽略的影响,这为实际工程上的应用提供了一定的借鉴。
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