Application du débitmètre thermique à la mesure du débit de gaz de haute pureté

Application des débitmètres thermiques à gaz pour la mesure du débit de gaz de haute pureté. Les débitmètres thermiques à gaz sont classés en débitmètres thermiques distribués et immergés selon la structure des composants de détection. Ce dernier est utilisé lorsque le diamètre du tube est plus important. En raison de son principe de fonctionnement et de ses caractéristiques structurelles, sa précision est généralement exprimée par une erreur de référence ou une combinaison de ces deux erreurs. Pour l'hydrogène de haute pureté, sa masse volumique à l'état standard est stable et connue ; l'utilisation d'un débitmètre à pression différentielle pour mesurer son débit permet d'obtenir la même précision que pour la mesure de l'azote et de l'oxygène. Cependant, la mesure du débit d'hydrogène avec un débitmètre massique thermique présente une autre différence : les caractéristiques thermiques. Les débitmètres massiques doivent être étalonnés un par un avant de quitter l'usine, et les débitmètres eux-mêmes doivent également être étalonnés un par un avant de quitter l'usine. Pour les débitmètres thermiques à gaz, la diversité des gaz est telle qu'il est impossible de concevoir un dispositif d'étalonnage de débit pour chaque gaz. Pour résoudre ce problème, l'étalonnage et la vérification sont souvent effectués par substitution. La norme GB/t20727-2006 « Débitmètres de gaz thermiques pour la mesure du débit des fluides dans les conduites fermées »/ISO 14511:2001 stipule que les débitmètres massiques de gaz thermiques peuvent être étalonnés avec et/ou d'autres gaz similaires au gaz de procédé à mesurer. Le coefficient K est ensuite utilisé pour la correction ou le calcul numérique, puis converti en conditions et/ou conditions d'utilisation du gaz de procédé à mesurer. D'après la littérature, l'étalonnage peut être effectué directement avec de l'air, puis corrigé avec le facteur K. Les expériences montrent une amélioration de l'incertitude d'environ 2 %. Le tableau 1 répertorie les facteurs de conversion pour plusieurs gaz mentionnés dans la littérature. Le tableau 2 répertorie les facteurs de conversion des débitmètres de gaz thermiques fournis par le fabricant. La dernière ligne du tableau souligne que les données varient selon les sources. Cette méthode permet en fait d'étalonner le débitmètre. Les propriétés thermiques de l'azote et de l'oxygène sont similaires à celles de l'air. L'azote et l'oxygène étant les principaux composants de l'air, l'erreur supplémentaire introduite par la méthode de conversion devrait être faible. Cependant, il existe une différence importante entre l'hydrogène et l'air. La conductivité thermique de l'hydrogène est 7 fois supérieure à celle de l'air, sa densité ne représente que 7,1 % de celle de l'air et sa capacité thermique massique à pression constante (CP) est 13 fois supérieure à celle de l'air. Ces différences peuvent entraîner des erreurs importantes lors de la conversion. De plus, la température et la pression du fluide peuvent également entraîner des erreurs supplémentaires au niveau du point zéro et de l'étendue de mesure du débitmètre thermique à gaz en fonctionnement. Conformément aux normes nationales en vigueur, il est nécessaire d'ajuster le point zéro avec le gaz réellement mesuré, sous les conditions de température et de pression de fonctionnement réelles. Concernant l'influence de la température et de la pression sur la plage de mesure, la norme GB/t20727-2006 stipule qu'un tableau de référence doit fournir les valeurs de mesure de référence dans les conditions de fonctionnement avant comparaison et réglage. Il est souvent difficile de trouver une norme répondant aux exigences. Ces effets peuvent entraîner des erreurs plus importantes au niveau du débitmètre thermique à gaz.

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