气体玻璃管浮子流量计的修正

吴明清 刘幸 陈国平

重庆市计量质量检测研究院 重庆 401123

1 气体流量计的工作原理

气体玻璃浮子流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和在内可上下移动的浮子。当流体自下而上经锥形玻璃管时，在浮子上下之间产生压差，浮子在此差压作用下上升。当此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力与浮子的重力相等时，浮子处于平衡位置[1]。气体玻璃浮子流量计的刻度是生产厂家在生产过程中用近于理想流体的干燥空气作介质标定得到的。气体玻璃浮子流量计的刻度因为所标识的状态和测量的介质不同，在检定和实际使用时，需要进行刻度的修正，即所读数值要通过换算才能得到实际流量。气体玻璃浮子流量计的刻度修正在许多的资料中都可以得到，但有部分是修正错误的；个别气体玻璃浮子流量计的刻度在出厂时就经过了错误的修正。这说明浮子流量计的刻度修正还有继续讨论的必要。

2 气体玻璃浮子流量计的修正方法

气体玻璃浮子流量计刻度流量的修正方法为密度修正。

气体玻璃浮子流量计处的实际流量与气体玻璃浮子流量计刻度流量的修正用公式（1）表示：

该公式是气体玻璃浮子流量计的修正的基础，是气体玻璃浮子流量计的修正的技巧所在。掌握该公式，任随测量条件如何变化，均能得到实际的气体流量。

3 修正方法在检定中的应用

准确测量时，测量玻璃浮子流量计处的气体压力和温度，标准器给出的流量 qs是已知的。 qs对应的玻璃浮子流量计处的气体流量可通过公式（2）得到：，得到公式（3）：

由于：

该气体密度计算不考虑压缩系数，是因为玻璃浮子流量计所使用的压力低，绝对压力远低于0.6MPa，空气在0.6MPa、293.15K时的压缩系数为0.997，即不使用压缩系数会有0.3%的误差，由于是开方计算，误差减半，即有0.15%的误差。对于准确度最高为1.5 级的气体玻璃浮子流量计而言，不使用压缩系数修正对计算结果的影响力度很小[2]。

则公式（3）变化为公式（4）：

式中：

uN——浮子流量计锥形玻璃管上标识的气体介质的摩尔质量，kg/k·mol；

pN——浮子流量计锥形玻璃管上标识的绝对压力，Pa；

当被检浮子流量计所用介质不是空气，即 um≠ uN，锥形玻璃管上标识的压力 pN≠101325Paabs，建议用绝对压力abs 标识，甚至锥形玻璃管上标识的温度 TN≠293.15K 时，可以用公式（4）来修正。

当被检浮子流量计所用介质是空气，可以用公式（5）来修正：

比较粗糙的测量时，比如用于环保方面准确度不高的浮子流量计，或 ps、 pm不易测量或即使测量其差值很小等情况，不测量玻璃浮子流量计处的气体压力和温度，直接用标准器的状态和流量通过公式（1）计算浮子流量计某刻度对应的实际流量。如公式（6）：

4 修正方法在使用中的应用

在使用中浮子流量计的刻度的修正有两种情况，

情况1：浮子流量计的刻度读数 qN是已知的，计算实际流量qs。

根据公式（1），有公式（7）：

5 结语

公式（4）至公式（8）均可直接使用，但，它们均来源于公式（1）。如果掌握了公式（1），并灵活运用，就能解决气体浮子流量计的各种修正问题。在不涉及浮子流量计的流量修正时，应用理想气体状态方程，如公式（2）。