煤氣流量測量過程中的公式導出和儀表實現(xiàn)

趙鏞華ZHAO Yong-hua

（燈塔市計量檢定測試所，燈塔111300）

0 引言

企業(yè)中測量煤氣的標準就是流量，流量的使用情況和它的指標是一個十分重要的監(jiān)測工作。氣體流量中的檢測要涉及到的問題有差壓、壓力和溫度，對于這些流量數(shù)據(jù)的檢測要進行數(shù)學的計算從而得出最好的測量結(jié)果。通過設(shè)備的調(diào)試、單體、連接和安裝，還要對流量量程的差壓、溫度壓力補償、不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換和參數(shù)的計算求出最佳的最適合煤氣運用的方案。這也具有非常實質(zhì)的意義。

1 混合煤氣的密度計算

1.1 標況干煤氣的密度計算 混合煤氣、焦爐煤氣、高爐煤氣混合之后它們的密度具有一定的規(guī)律，就是：

在公式里混合氣體的體積百分數(shù)（%），用v1，v2，…，vn表示；混合氣體的密度用 ρ1，ρ2，…，ρn表示。

標況密度是 0.9306kg/Nm3和 1.1066kg/Nm3，混合在一起的高焦煤氣比例是1：1和2.4：1。

1.2 工況濕煤氣的密度計算 工作狀態(tài)為相對濕度φ和溫度T以及壓力P的情況下，濕氣體的密度是：

每一個工作狀態(tài)下的氣體都有它各自的系數(shù)，每一個系數(shù)所計算出來的數(shù)據(jù)都是為了使煤氣密度更加準確更加具體。工作狀態(tài)下的干氣體密度計算可以從公式（3）里求出，其中φ表示相對濕度。在生產(chǎn)的過程中，高焦混合煤氣密度和飽和水蒸氣之間的密度表示都是通過這個公式得出。這也是最好的一種計算濕度的方法之一。

2 體積流量值的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和儀表實現(xiàn)

在整個過程中都要考慮到流量的刻度和原始數(shù)據(jù)的使用，容積變化之后就會產(chǎn)生一種新的數(shù)據(jù)，流量值固定之后就會產(chǎn)生一種全新的氣柜設(shè)計使用情況。所以在工作設(shè)計的過程中，差壓和流量的關(guān)系為：

將兩個公式互除之后可以得到：

要計算標準的流值，還要得到流量體積的轉(zhuǎn)換公式ρQMax=ρNQNMax和 ρQ=ρNQN，因此：

差壓變送器運用第Ⅲ型時，Q0N為：

通過公式（7），可以求出流量量程、開方、電流輸入，在整個變送器流量的使用中都要考慮到變送器的線性和儀表問題。如圖1所示，流量測量過程圖就是一個指示積算儀，在整個流量的傳輸過程里對于單元組合儀表來說十分的重要。

圖1 單元組合儀表流量測量過程示意圖

通過的流程圖再結(jié)合公式（8）可以計算出儀表產(chǎn)品的流量和密度以及整個流量值的調(diào)整狀態(tài)，在整個流量調(diào)整的過程中就會得出密度和儀表所用流量的結(jié)果。

以此公式里，有標況下的流體密度還有設(shè)計工況的密度，兩者之間的關(guān)系直接影響到了電流值的傳輸和流量的總體使用。

3 被測流量的溫壓補償和儀表實現(xiàn)

在此公式里，工況下的流體密度為ρ，體積流量為Q。

流體的溫度和密度以及函數(shù)之間的關(guān)系式在公式（10）里可以得出最佳的壓力、溫度和密度的數(shù)據(jù)。

從公式里所求出來的氣體流量數(shù)據(jù)帶入完整的公式里，最終可以求得整個流量的體積，流量的體積求法與溫壓在傳感器的裝置下就會產(chǎn)生不同的效果如圖2所示。

通過上面的圖示和計算公式最終求出最佳的運算方式，最后得出儀表的實際使用值和最佳的測量數(shù)據(jù)的方式，在整個計算的過程里，要求出最佳的大氣壓參數(shù)和最好的溫度量程、輸入類型，將這些數(shù)據(jù)輸入到單片機中最終得出儀表的最佳的運算法則，輸出信號的過程中會有運算方式和最終的開方器將兩者之間的數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以得到最好的運算結(jié)果。

圖2 帶溫壓補償?shù)牧髁繙y量過程示意圖

4 質(zhì)量流量

對于流量質(zhì)量的運用可以有具體的原理介紹方式。在轉(zhuǎn)流量和質(zhì)量的過程問題中，會出現(xiàn)不同的變性質(zhì)量情況，在這種情況下要有溫度壓力做為補償還要有設(shè)計工況的補償。在設(shè)質(zhì)量流量在無溫壓補償?shù)那闆r下可得：

質(zhì)量流量在實際工況下的工作中可以得出：

通過上面每一個公式的計算方式和儀表的操作方法最終可以得出最佳的流量的使用數(shù)據(jù)和最好的流量，在儀表的分析和操作過程中會讓每一種設(shè)備和儀表組合都適用于每一種煤氣的流量測算，通過多種方式可以得到最佳的數(shù)據(jù)分析。

5 流量量程調(diào)整

6 結(jié)束語

通過本文對儀表的測量方式和測量結(jié)果的論述，最終實現(xiàn)了煤氣流量的測量結(jié)果，這也是整個煤氣流量測量過程中的一種十分有效的方式，將這種試驗的方式相結(jié)合最終求出最佳的測量結(jié)果。

[1]梁劍波.基于煤氣流量的高爐爐況診斷系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[D].中南大學,2009.

[2]杜雅楠.基于核學習的冶金煤氣流量在線區(qū)間預測方法[D].大連理工大學,2013.

[3]馮俊.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤氣流量測量[D].昆明理工大學,2008.