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鐘罩式氣體流量計標準裝置的結構及工作原理
關鍵字：流量計,氣體流量計 日期：2012-8-8 8:24:56
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圖1是鐘罩式氣體流量標準裝置為計量標準器的燃氣表檢定示意圖。它具有準確度
高、重復性好、操作簡單易學、量傳檢定簡捷、價格低廉、維護費用少等許多優點。配套計
量設備為計時器、測壓儀器、測溫儀器，輔助設備為進氣閥門和出氣閥門、流量設定器及試
驗管道等部件。
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圖1 燃氣表檢定示意圖
鐘罩式氣體流量標準裝置的結構有多種，但主要結構基本相同，只是某個部件或某個環
節上有差異。在這里為了敘述方便，首先介紹一種比較典型的鐘罩式氣體流量標準裝置的結
構和工作原理，然后按照其部件和環節的不同再介紹一些其他種類的鐘罩裝置。
如圖2所示，鐘罩是一個倒置著放在液槽內的容器，上部封閉，下部開口。液槽內
放有水或不易揮發的、低黏度的油作為密封液體，此時可動的鐘罩和固定的液槽形成一個容
積可變的密封空腔，使得鐘罩對大氣密閉。裝置上有一根導氣管，一端通到鐘罩的內部，中
間穿過液槽底部和密封液體，一端與試驗管道相連接。試驗管道上裝有閥門和被檢的流量
圖2 鐘罩式（三罩式）氣體流量標準裝置結構圖
計。為了使鐘罩垂直地上升和下降而不晃動，鐘罩兩邊裝有導向滑輪，兩邊的立柱上裝有導
軌，滑輪沿導軌上下滾動；鐘罩內也有等角分布的三個滑輪，沿導氣管或立柱上下滾動。為
了調節鐘罩內的壓力，在鐘罩上部系一條柔繩，柔繩經過定滑輪，與配重物相連，配重物的
重量是可調的。鐘罩在上升和下降過程中，由于浸沒于液體中的深度在變化，使液體對鐘罩
的浮力產生變化，為了使鐘罩在上升和下降過程中始終保持內壓力不變，用壓力補償機構來
補償浮力的變化。溫度計和壓力計分別測量鐘罩內和被檢流量計處的溫度和壓力。鐘罩上裝
有標尺，標尺上有上擋板和下擋板，鐘罩兩擋板之間的容積是已知的。在液槽上裝有光電發
信器，光電發信器與計時器和被檢流量計的脈沖計數器相連，控制計時和計數。鼓風機作為
氣源，用來向鐘罩內充氣使鐘罩上升。液位計用來指示液槽內的液位。
三、鐘罩式氣體流量標準裝置的工作原理
鐘罩式氣體流量標準裝置是以空氣為介質，對氣體流量計進行檢定的標準設備。它是一
種比較經典的氣體流量標準裝置，在壓力不高、流量不大的情況下，裝置使用起來是比較簡
單的。因此，在國內氣體流量計量領域得到廣泛的應用。
如圖3所示，裝置是由可動的鐘罩和固定的液槽構成一個容積可變的密封空腔。鐘
罩下降過程中通過壓力補償機構，使其內部氣體壓力保持一個定值，不隨鐘罩浸入密封液體
中的深度而變化。鐘罩兩擋板之間的容積是固定的，測出兩擋板先后通過光電發信器所經歷
的時間，可計算出瞬時流量。檢定過程中，用圖示中的溫度計和壓力計測量出鐘罩內氣體溫
度θ、表壓力p’和被檢流量計處的氣體溫度Pm、表壓力Pm。由于鐘罩兩擋板之間的體積已預
先通過檢定確定下來（即在20℃和零表壓力下的容積VN），則檢定時鐘罩的容積為
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圖3 鐘罩式氣體流量標準裝置原理圖
1-鐘罩；2-標尺；3-擋板；4-光電發信器；5-液槽；6-調節閥門；7-底座；8-滑輪；9-導柱
10-外導輪；11-液位計；12-平衡重錘；13 -壓力補償機構；14 -溫度計（頂部及底部）
V=Vs[1+(2αΒ+αSC)(θ-20)]
式中v——檢定條件下鐘罩的容積；
vs ——鐘罩的標準容積；
aB——鐘罩材料的線膨脹系數；
asc ——標尺的線膨脹系數；
θ——檢定時的溫度。
鐘罩式裝置用氣體最好是室內空氣，用專用氣源對進入鐘罩的氣體給予一定的恒溫時
間。鐘罩內的氣體壓力應不偏離規定值。 |
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