微流量计量方法的探讨

2015-08-15李紫璇王彦程吉林省计量科学研究院吉林长春130000

化工管理 2015年11期

李紫璇,王彦程(吉林省计量科学研究院，吉林长春 130000)

根据对微尺度扩散燃烧实验的研究，我们已经初步了解到有关微火焰的各方面特性，随着实验过程的不断进行，我们意识到探究如何精确测量微流量将是整个实验的关键。该实验结果的准确性和微流量的实际供应值和计量值之间的误差大小有着紧密的联系，这也是要求精确测量微流量的一个重要原因。微流量相对来说是一个比较新颖的词语，目前国内外对它的研究也都是刚刚起步，但是随着科学技术的快速发展和对微流量的理论研究的不断深入，充分认识到了在精确测量微流量上存在的问题和难度，近几年，通过对微流量测量技术的不断改进和完善，使其得到了很大的发展。

1 液体微燃料的计量方法

1.1 科氏质量流量计

检查科式质量流量计是否符合要求。

1.1.1 检定过程中所用到液体为医用2级水，为了进一步确保实验过程中液体介质的密度相对稳定，检查时务必保证周围环境的温度相对恒定；

1.1.2 按照要求正确连接流量计；

1.1.3 通电预热30min后，保证整个管道中的液体以流量计最大检定流量的50%以上运行一定的时间，目的就是为了观察管道的各个部分是否有漏液发生；

1.1.4 关闭阀门，使液体停止运行，但必须要保证流量计中充满液体，流量计的反馈信号稳定后就可以进行校零；

1.1.5 流量检定过程要严格按照qmax、0.5qmax、0.2qmax、qmin、qmax顺序来进行；

1.1.6 检定或者校准过程中务必要确保每个流量点的流量稳定度保持在±5%以内；

1.1.7 每个流量点的检定次数不能低于3次，此外还要保证每次检定的时间不能低于标准装置和流量计规定的最短测量时间。

1.2 热式质量流量计

检查热式质量流量计是否符合要求。

1.2.1 检定过程中所用的液体为医用2级水；

1.2.2 在安装过程中，流量计的前后管道轴线和流量计内部测量管的轴线务必要一样；

1.2.3 在标准装置和被检流量计以及管路连接好的前提下，为了进一步防止室内环境大气压对实验造成影响，流量计的下游需维持一定的背压；

1.2.4 通电预热20min后，使得整个管道中的液体能够以流量计的最大检定流量的50%以上运行至少5min,目的是检查整个管路是否有漏液现象。此后，关闭阀门、流量的检定点选择、检定/校准及检定次数等同上。

1.3 输液泵检测仪

检查输液泵检测仪是否符合要求。（1）检定时所用液体为医用2级水；（2）整个装置的连接需用输液泵检测仪出厂标配的输液用软管；（3）连接管路的软管一般都没有专用的阀门，因此在连接整个管路过程中一般都无需装阀门；（4）检定次数同上，每次检定需要选择6个流量点，实际检定需在其稳定后才可进行。

2 气体微燃料的计量方法

2.1 定容式流量计

这种流量计的校准范围是1x10-3Pa·m3/s-10Pa·m3/s，其不确定度小于1.2%。定容式流量计是一种采用全金属结构的装置，其中校准室是一种圆柱形不锈钢容器，为了降低吸放气的干扰程度，借助机械抛光和电化学抛光进行处理容器内表面。整个管路连接中所用到的阀门都是全金属质地，各个阀门和连接管道之间的过渡部分都是经过机床加工制成，一定程度上避免了因管道焊接而带来的漏气现象。此外，校准室周围设计了旁通管道，这样一方面可以确保测量过程中气体流量的稳定，另一方面利于清洗整个系统。为了更好地实现校准过程的全自动化，由计算机程序控制整个测量过程。

2.2 恒压式流量计

恒压式流量计的校准范围是3.96x10-4Pa·m3/s-3.64x 10-8Pa·m3/s。其中在1x10-7Pa· m3/s-1x10-4Pa· m3/s范围内的相对合成标准不确定度为0.7%.其测量的基本原理是：只要变容室内有气体流入或者流出，变容室的容积便会发生改变，使变容室内气体的压力保持恒定，根据测量变容室内气体的压力、温度T和体积变化率dV/dt，从而可以进一步计算出气体在温度(T:一般取23℃)下的流量。

2.3 超声流量计

超声波是一种频率大于20KHz的声波。超声波在流体中的传播速度和流体流动速度有关，由此可以实现对流量的测量。其中超声流量计测量的原理：先测量出流体的流速，然后通过Qv=UA关系式换算出流体的体积流量。流通截面A可以被精确测量到，其主要和管道的状况和工况有关。所以超声流量计的测量目的就是测量流体的流速U。其原理是利用发射换能器产生超声波，然后使其通过特定的方式穿过流动的流体，换能器将其接收到的信号转换成电信号，之后经过信号处理得出流体的流速。