濕式氣體流量計是一種典型的容積式流量計，是一種能記錄一時間段內(nèi)流過氣體總量的累積式流量儀表。當(dāng)氣體流過濕式流量計時，內(nèi)部機械運動件在氣體動力作用下，把氣體分割成單個已知回轉(zhuǎn)體積，并進行重復(fù)不斷地充滿和排空，通過機械或電子測量技術(shù)記錄其循環(huán)次數(shù)，得到氣體的累積流量。濕式氣體流量計由于自身的特點，通常在實驗室場合使用。
一 濕式氣體流量計的計量原理與結(jié)構(gòu)
(一) 結(jié)構(gòu)原理
濕式氣體流量計約在十九世紀初在英國誕生，經(jīng)多次技術(shù)改進和原理完善變成現(xiàn)在的樣式(見圖1)。它是一個圓形封閉的殼體，后面有進氣管，上面是出氣管，進氣和出氣以水或油封閉隔離(下面以水為例說明，油也同理)。上面安裝有水平儀和測量溫度與壓力的連接孔，后下側(cè)有放水閥，側(cè)面有一個控制液面的溢水閥口，底部是3個可調(diào)底腳，可調(diào)整使整機呈水平狀態(tài)，前面是大圓盤的指針計數(shù)器和5位數(shù)字式計數(shù)器，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。濕式氣體流量計的容積是被葉片和轉(zhuǎn)筒分成4(或5)個螺旋狀隔離腔的小計量室，滾筒平臥在殼內(nèi)的水中(一半以上浸水)，靠橫軸支撐，轉(zhuǎn)動靈活。原則上當(dāng)一個計量室在充氣時，至少有另外一個計量室在排氣。一個計量室充滿氣體后，必須進入排氣位置，所以一個計量室的排氣口的起點和充氣口的封閉點一定要同步地在液位線上。實際運行時，充氣側(cè)的液位線低于排氣側(cè)的液位線，排氣口的起點比充氣口的封閉點滯后一點。
(二)水平及液位調(diào)整
濕式氣體流量計的計量容積主要是靠液位調(diào)節(jié)器控制，當(dāng)安裝到位并調(diào)整到水平(調(diào)整底腳螺柱)狀態(tài)后，要求濕式氣體流量計上的橫向及縱向的水平儀的氣泡必須在零位。擰開溢水閥，從上進水口灌注一定量的純凈水，當(dāng)水滿(殼內(nèi)外水平面呈同一水平狀態(tài))時會從溢水閥溢出，等不再溢出后，關(guān)閉溢水閥就可以進行檢測。這項工作很重要，溢水閥的位置高低在出廠檢定時已經(jīng)調(diào)節(jié)好，一般無需改動。根據(jù)需要，濕式表中的水也可換成白油(5號)。由于濕式表中只有一根中軸轉(zhuǎn)動，機械摩擦小，濕式表的壓力損失很低(一般只有幾百帕)，波動極小。它的規(guī)格通常有0.5L、1.5L、l0L、20L等，工作壓力一般不高于1500Pa，計量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級可達0.5級、0.2級。
圖1 濕式氣體流量計
圖2 濕式氣體流量計側(cè)面視圖
液位是決定濕式氣體流量計計量準(zhǔn)確度的主要因素之一，直接影響計量準(zhǔn)確度。使用濕式氣體流量計要確認液位線的正確位置。液位計的類型如下：
1 液面透明箱式
如圖3所示，具有液面清晰優(yōu)點，但是計量員容易產(chǎn)生目測液面位置的不準(zhǔn)確的錯誤。
圖3 液面透明箱式液位計
2 溢流式
溢流式液位計調(diào)整方法簡單，加入液體直到溢出為止，要關(guān)閉閥門，才能正常使用。但是由于液體表面張力的原因，溢流管的邊緣狀態(tài)變化，會產(chǎn)生偏差。
3 針尖反射式
利用液面針尖反射成像的原理，清楚地觀察到液位的變化，任何計量員都可以很容易地對準(zhǔn)液位，這是目前較科學(xué)的一種方法。如圖4所示。
圖4 針尖反射式液位計
濕式氣體流量計很少用于現(xiàn)場燃氣的計量，由于它的使用條件要求較高，如水平面必須校準(zhǔn)，必須經(jīng)常檢查液面高度，必須安放在沒有振動的室內(nèi)、保持恒溫，要求被測氣體的氣質(zhì)干凈，工作壓力又不能太高，使用起來較麻煩，但是由于它的計量準(zhǔn)確度可以做到很高(優(yōu)于0.2級)，壓力損失小，是一種受被測氣體密度和動力黏度影響小的容積式流量計，量程比很寬(100：1)，所以常用于實驗室中，或作為標(biāo)準(zhǔn)表來校驗?zāi)な饺細獗淼刃×髁款惖臍怏w流量計，它也可以同時串聯(lián)檢測多臺膜式燃氣表，作為膜式表的生產(chǎn)制造商的標(biāo)準(zhǔn)表，可提高生產(chǎn)檢測效率。(但是同時串聯(lián)檢測多臺膜式燃氣表時一定要注意進行壓力補償計算，否則檢定結(jié)果錯誤。)
流量計的誤差可用下式表示：
式中： V1——流量計示值(L)；
V ——流經(jīng)流量計的實際值(L)。
為便于比較，流量計的誤差常用相對誤差表示，有
在流量計的工作過程中，其測量元件之間，測量元件與殼體之間會相繼地出現(xiàn)“計量室”，而且在正確計量的情況下，要求氣體充滿整個“計量室”。只要知道所構(gòu)成的“計量室”的容積、測量元件動作一次所構(gòu)成“計量室”的次數(shù)以及測量元件動作的次數(shù)，就能知道流經(jīng)流量計的體積流量。若把“計量室”的容積記作V’，把構(gòu)成“計量室”的次數(shù)記作N，則經(jīng)N次“計量室”計量的體積流量V為
另外，測量元件在動作過程中所構(gòu)成的N個“計量室”是通過一系列齒輪傳動機構(gòu)的變換，最終以數(shù)字的形式指示出來，若把N個“計量室”計量后的、在流量計上顯示的值記作V1，則N與V1之間的關(guān)系可用下式表示：
式中：α——是由傳輸N個“計量室”值的齒輪比和旋轉(zhuǎn)一圈的刻度值所決定的常數(shù)，稱作傳輸系數(shù)。
將式(4)代入式(3)，可得
將式(5)代入式(1)，可以得到流量計的誤差
式(6)就是流量計的誤差特性，很顯然，這一誤差特性由流量計中所構(gòu)成的“計量室”容積V’和齒輪傳輸系數(shù)α的比值所決定的，是直接與流量計的工作原理、結(jié)構(gòu)形式、齒輪傳輸方式有關(guān)，與流體的形狀和流動狀態(tài)無關(guān)。這是流量計的重要特性之一。從公式(6)不難看出，當(dāng)傳輸系數(shù)α大于“計量室”容積V’時，出現(xiàn)正偏差，表示指示值大于實際流過的量，相反，當(dāng)α
但這僅僅是一種理想的情況，實際上這種流量計還會受到各種因素的影響，例如漏氣量的影響；壓力損失影響；流體粘度和密度的影響等。所以實際情況下，流量計的誤差曲線不可能是一條與流量大小無關(guān)的直線。
使用注意事項：要考慮到密封液體與被檢測氣體有無化學(xué)物理反應(yīng)，如氨氣易溶解于水，所以測量氨氣時，水就不能做密封液體。或者其它化學(xué)氣體與水反應(yīng)結(jié)合生成另外物質(zhì)的情況應(yīng)該注意。
濕式氣體流量計的檢定一般采用更高準(zhǔn)確度等級的鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，或標(biāo)準(zhǔn)表裝置做標(biāo)準(zhǔn)。檢測qmax和0.2qmax兩流量點。試驗時，各流量點的實際流量與規(guī)定檢定流量偏差不超過5%。每量點至少試驗2次。
二 校準(zhǔn)和典型應(yīng)用
LM系列濕式氣體流量計是實驗室常用的儀表之一。在測量氣體體積總量時，其準(zhǔn)確度較高，特別是小流量時，它的誤差小?？芍苯佑糜跍y量氣體流量，也可用來作標(biāo)準(zhǔn)儀器檢定其它流量計。
濕式氣體流量計每個氣室的有效體積是由預(yù)先注入流量計的水面控制的，所以在使用時必須檢查水面是否達到預(yù)定的位置，安裝時，儀表必須保持水平。
LM系列濕式氣體流量計主要分兩種型號：
普通型，采用黃銅材料，一般在無腐蝕氣體范圍內(nèi)使用。
防腐型，采用不銹鋼材質(zhì)，可測量腐蝕性氣體。
1、濕式氣體流量計選型
型號 LML-1(普通)、 LML-2(普通)、 LMF-1(防腐)、LMF-2(防腐)
2、基本參數(shù)
鼓輪每轉(zhuǎn)流量(m3) 0.002 0.005
額定流量(m3/h) 0.2 0.5
流量記錄(m3) 100 100
超額流量(m3/h) 0.3 0.75
最小刻度值(m3) 0.1×10-4 0.25×10-4
正常壓力值(Pa)
額定流量時準(zhǔn)確度達到1級或者0.5級.
3、使用方法
(1)將儀表擺放在工作臺上，調(diào)整地腳螺釘使水準(zhǔn)器水泡位于中心，并在使用中要長期保持。
(2)打開水位控制器密封螺帽，拉出內(nèi)部的毛線繩。
(3)在溫度計或壓力計的插孔內(nèi)，向儀表內(nèi)注入蒸餾水，待蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)流出時即停止注入蒸餾水，當(dāng)多余的蒸餾水從水位控制器孔內(nèi)順著毛線繩流干凈(約5~10分鐘流出一滴時即為流干凈)，將毛線繩收入水位控制器密封螺帽內(nèi)，并且擰緊密封螺帽。
(4)裝好溫度計和壓力計。(每一小格10Pa)
(5)按進出氣方向連接好氣路，并且保持密封。
4、注意事項
(1)使用過程中，要經(jīng)常注意儀表內(nèi)水位保持，否則將影響測量準(zhǔn)確性。
(2)使用中，溫度應(yīng)保持在15~25℃之間，氣溫與室溫相同，其溫差應(yīng)≤2℃。
(3)在儀表指針運轉(zhuǎn)數(shù)周后再進行讀數(shù)。
(4)當(dāng)被測氣體的壓力超過正常壓力值1~6倍(1~6)kPa時，儀器仍然可以進行工作，此時應(yīng)將壓力計取下，用無孔橡皮塞堵住壓力計安裝孔。
(5)當(dāng)被測氣體的流量超過額定流量至超額流量范圍內(nèi)使用時，儀器仍然可以進行工作，但此時測量的精度會有所降低。
(6)儀表在長期不使用時，應(yīng)將儀表內(nèi)的蒸餾水放干凈，排放時先使用放水閥，然后將表頭向下，再將出氣管向下，這樣反復(fù)幾次，才能將鼓輪內(nèi)的水放凈。
(7)儀表不宜置于過冷室內(nèi)安裝，以免內(nèi)部結(jié)冰。
(8)在正常使用情況下，至少每年檢驗一次。
5、濕式氣體流量計的校準(zhǔn)調(diào)整方法：
(1)檢定前準(zhǔn)備工作：加液、恒溫、整機水平調(diào)整、液位調(diào)整、吹管排液干凈，每一個步驟都不能少。
(2)選擇合適讀數(shù)方式：對于機械表頭類的流量計采用光電轉(zhuǎn)換的方式采樣，自動讀數(shù)，實現(xiàn)自動化檢測，否則流量計重復(fù)性不能實現(xiàn)。
(3)超差液位調(diào)整后需重新檢定。
6、校準(zhǔn)時注意事項：
(1)進口濕式氣體流量計(表針不動,或不穩(wěn)一般氣管內(nèi)進液了,要排盡液體)
(2)國產(chǎn)濕式氣體流量計(背后有機械調(diào)整的螺母,用尖嘴鉗調(diào)整，液位的線要放在液口里。)
(3)濕式氣體流量計表前壓力要注意觀察記錄,如果壓力差異大一定要查找原因。
三 結(jié)束語
濕式氣體流量計要求正確使用才能發(fā)揮它的作用。當(dāng)用戶(如生產(chǎn)廠家)使用已經(jīng)在計量部門校準(zhǔn)過的濕式氣體流量計時，一定要求按照計量部門校準(zhǔn)好的液位線，結(jié)合校準(zhǔn)證書是否有儀表系數(shù)才能正確、科學(xué)地使用濕式氣體流量計為本單位正確地溯源量值，保證流量量值的正確傳遞。
