氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的原理分析與比較

1、鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

鐘罩裝置是一種標(biāo)準(zhǔn)的的容積式標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特點(diǎn)是裝置體積大，工作壓力較低，氣體濕度對(duì)流量校準(zhǔn)的影響較大，裝置的操作相對(duì)較復(fù)雜。因此，鐘罩裝置只適用于檢定/校準(zhǔn)壓力不高、流量范圍不大的流量計(jì)，并且只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，使用要求受限較大。目前我國(guó)最大的鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置鐘罩容積為10m3，流量范圍為2000m/h，裝置擴(kuò)展不確定度為0.1%（k=2）。

2、PVTt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

PVTt法是通過(guò)測(cè)量一定時(shí)間間隔內(nèi)，氣體進(jìn)入或流出容積的容器罐，以及壓力和溫度，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，復(fù)現(xiàn)氣體質(zhì)量流量的標(biāo)準(zhǔn)裝置。PVTt法氣體流量裝置測(cè)量精度高、設(shè)備簡(jiǎn)單，濕度影響小，但裝置結(jié)構(gòu)對(duì)熱力學(xué)溫度和絕對(duì)壓力的測(cè)量要求很高，標(biāo)準(zhǔn)容器內(nèi)氣體要達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間較長(zhǎng)。

活塞式裝置則是利用該原理，采用活塞和缸體組成一個(gè)充滿氣體的腔體，在工作時(shí)，需保持活塞缸的密閉性，同時(shí)控制活塞在缸體內(nèi)沿著一定方向迅速運(yùn)動(dòng)，使氣體均勻地進(jìn)入或排出活塞和缸體組成的腔體。通過(guò)活塞缸的內(nèi)截面面積、活塞移動(dòng)的距離以及活塞移動(dòng)的時(shí)間，就可以計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)流量。該裝置具有流量點(diǎn)易調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于小微氣體流量的測(cè)量。我國(guó)某計(jì)量研究機(jī)構(gòu)研制了一套活塞式氣體小流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，該裝置可檢測(cè)流量范圍為（5mL-50L）/min，擴(kuò)展不確定度不低于0.19%（k=2）。

3、mt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

mt法即直接測(cè)量質(zhì)量和時(shí)間的方法，是測(cè)量氣體質(zhì)量流量最直接的方法，其精度也最高。因?yàn)橘|(zhì)量和時(shí)間均屬于七個(gè)基本量之一，量值可得到最直接的傳遞。該方法需要儲(chǔ)氣裝置質(zhì)量相對(duì)氣體質(zhì)量較大，提高氣體占總稱量的比重才能提高流量計(jì)量的準(zhǔn)確度；為了提高氣體流動(dòng)的穩(wěn)定性，需在上游安裝臨界節(jié)流裝置；校準(zhǔn)小流量時(shí)，需要提高氣體的壓力。該標(biāo)準(zhǔn)裝置最大優(yōu)點(diǎn)在于可以直接得到質(zhì)量流量，但因?yàn)檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)降低了裝置的可靠性。

4、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是計(jì)量領(lǐng)域中常用的傳遞標(biāo)準(zhǔn)裝置。可以用作標(biāo)準(zhǔn)表的通常有臨界流音速噴嘴、渦輪流量計(jì)、氣體羅茨流量計(jì)和超聲流量計(jì)等等。在小微流量標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)中，層流流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表也越來(lái)越受計(jì)量檢測(cè)單位的重視，其精度高、耐高壓、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)裝置操作簡(jiǎn)易，是一個(gè)高精度的小微氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

審核編輯：符乾江