氣體流量現場校準過程中常見問題探討
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在很多校準場合由于采用的是未經除濕的氣體，為了提高校準效率，通常會采用兩種做法：①不考慮濕度影響，不進行濕度測量及修正；②不進行氣體濕度的測量，憑經驗估計一個濕度值代入公式計算標準流量。為了驗證兩種做法的可行性，我們分別對氣體濕度對流量測量結果的影響量以及氣體濕度變化量對流量測量結果的影響量進行分析。
3.2.1 氣體濕度對流量測量結果的影響
氣體流量濕度修正系數kφ計算公式為
式中：p為音速噴嘴前滯止絕對壓力，kPa；pH為音速噴嘴入口前氣體飽和水蒸汽壓力，數據見表1，kPa；φ為音速噴嘴入口前相對濕度。
以氣體濕度60%，p為200kPa為例，分別計算0，20，40，60℃時的修正系數kφ，結果如表1所示。
表1 不同溫度時的飽和水蒸氣壓和溫度修正系數 
由表1可以看出，當溫度超過20℃時濕度對流量測量結果的影響量超過了0.1%，對測量結果不確定度的貢獻量較大，并且可以看出隨著溫度的增加影響量顯著上升。因此，可以認為第一種方法即使是在常溫下使用也是非常不準確的，嚴重影響流量校準的準確性。
3.2.2 氣體濕度變化量對流量測量結果的影響
對公式（2）求導，得濕度修正系數隨濕度的變化情況為
假設p為200kPa，經驗估計氣體濕度為60%，代入公式，得出在不同溫度下的dkφ/dφ值如表3。
表2 不同溫度時的濕度修正系數隨濕度的變化量 
通過表3可以估算出：濕度每變化10%，修正系數變化0.011%，0.044%，0.14%，…。因此，在溫度超過60℃時，若濕度估計誤差超過10%（濕度估計誤差大于10%是很正常的），估計誤差給流量測量結果造成的影響量超過0.24%，對測量結果不確定度的貢獻量較大，不能忽略。因此，我們認為僅當氣體濕度相對干燥，溫度為常溫或低溫情況下，第二種做法才有可能對流量校準結果不造成較大影響。綜上所述，在氣體流量現場校準中，應盡可能避免上述兩種做法，濕度的測量和修正一般不可省略。
參考文獻
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