溫壓補償提高流量計測量的關鍵

更新時間：2025-02-19

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工業生產過程控制中流量、溫度、壓力、液位是最常監控和測量的四大參數。其中，氣體流量測量由于多種因素的影響，通常被認為是較難準確測量的參數之一。而準確測量氣體流量對于生產控制調節、能源管理、環境保護以及安全監控等方面都具有重要意義

為什么要做溫壓補償

溫度/壓力

溫度對計量精度的影響

溫度的變化會導致介質的密度和粘度變化，從而影響介質的流速。特別是在溫度變化較大的情況下，計量結果可能會產生較大的誤差。

壓力對計量精度的影響

壓力的變化會影響介質的密度和體積，也會對流速產生影響。

在工業生產中，對于一般氣體（如壓縮空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等）的流量測量通常采用體積流量單位，由于氣體的可壓縮性，溫度和壓力的變化都會對其體積和密度產生顯著的影響，為了獲得準確的測量結果并且方便進行比對和統計，需要通過溫壓補償將工況下的氣體體積流量轉換為標況下的值，這對于過程控制和能源計量等應用具有重要意義。

溫壓補償的意義就是將不是標況下測量的結果轉換成對應的標況下測量結果，通過調整流量計的輸出信號來抵消溫度或壓力變化對測量精度的影響。通過實施溫壓補償，可以顯著減小由于溫度或壓力變化引起的測量誤差，對流量系數的非線性進行校正，從而保持計量的準確性。

溫壓補償的前提

只有計算出流量，補償才有意義。溫壓補償的前提就是計算出流量，沒有流量計算，補償就無從談起。只要是利用差壓原理來測量流量，都滿足流量基本方程。流量基本方程式(差壓流量計)為：

體積流量方程：

質量流量方程：

式中：q為被測氣體在工作狀態下的體積流量；M為被測氣體在工作狀態下的質量流量；K為系數，它包含流量系數、膨脹系數、管道孔徑等參數；ΔP為差壓，可實時檢測；ρ為工作狀態下的密度，一般難以直接測得，通常通過溫度、壓力、組分求得，需在線進行溫壓補償。

③溫壓補償的基本公式

依據理想氣體、水蒸氣、濕氣體3種情況密度變化的具體特點，分別衍生出3種不同的流量補償公式。

◆理想氣體溫壓補償公式

式中：F0為補償前的流量，單位為m3/h；F為補償后的流量，單位為m3/h；P為工作壓力，單位為kPa；Pb為設計壓力，單位為kPa；T為工作溫度，單位為K；Tb為設計溫度，單位為K。

◆水蒸氣溫壓補償公式

水蒸氣不等同于理想氣體，其密度與溫度、壓力沒有現成的、精確的函數關系式，只能從手冊中，根據溫度和壓力查表找出相應的密度，或以經驗公式來替代，分為兩種情況：

a、當壓力變化范圍0.1-1.1MPa，溫度變化范圍100-400℃時：

，式中：P為實時壓力，T為實時溫度。

b、當壓力變化范圍1.0-14.7MPa，溫度變化范圍400-500℃時：

，式中：P為實時壓力，T為實時溫度。

◆濕氣體溫壓補償公式

濕氣體與干氣體的不同點是，其密度除了與溫度、壓力有關外，還與濕度有關，包含濕度補正的濕氣體溫壓補償公式：

式中：Q為補償后的質量流量，Q0為補償前的質量流量，單位為kg/m3；0.804為溫度0℃，一個標準大氣壓下，水蒸氣的密度，單位為kg/m3； ρ 0、T0、P0分別表示氣體在0℃、一個標準大氣壓下的密度、絕對溫度、絕對壓力； F為氣體的絕對濕度，kg/m3； Z為氣體壓縮系數； P為實時壓力； T為實時溫度； F、Z、ρ0可查表求得

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