汽氣比值測定儀的核心功能是精準測量蒸汽與氣體(如空氣、煙氣等)的體積或質量比例,其工作原理圍繞介質分離、參數采集與比例計算三個關鍵環節展開,具體如下:
一、核心邏輯:基于狀態參數的介質量化
汽氣混合物進入測定儀后,需先通過物理或熱力學方法分離蒸汽與氣體,再分別測量兩者在標準狀態(如0℃、101.325kPa)下的體積或質量,最終通過比值公式(汽氣比=蒸汽量/氣體量)計算結果。這一過程的關鍵是消除溫度、壓力對介質體積的影響,確保測量基于統一基準。
二、關鍵環節:分離、測量與修正
介質分離:利用蒸汽與氣體的物理特性差異實現分離。例如,通過冷凝器將蒸汽冷凝為液態水,收集后通過體積(結合密度)換算成蒸汽質量;未被冷凝的氣體則進入氣體流量計。部分設備采用膜分離技術,利用特定膜對蒸汽的選擇性透過性實現分離,適用于低濕度場景。
參數測量:
蒸汽測量:冷凝后的水通過量筒或質量傳感器直接獲取體積/質量,再根據水的密度(標準狀態下1g/cm³)換算為蒸汽量(1kg水對應1.67m³標準狀態蒸汽)。
氣體測量:采用流量計(如渦街、轉子流量計)測量氣體體積,同時通過溫度傳感器(精度±0.5℃)和壓力傳感器(精度±0.2%FS)記錄氣體實時狀態參數。
狀態修正:根據理想氣體狀態方程(PV=nRT),將測量的氣體體積修正為標準狀態下的體積。例如,實際測量的氣體體積V?(溫度T?、壓力P?)需修正為V?=V?×(P?/P?)×(T?/T?)(其中P?、T?為標準狀態參數),確保與蒸汽量的計量基準一致。
三、系統協同:傳感器與計算單元的配合
測定儀的電子單元實時采集溫度、壓力、流量等傳感器信號,通過內置算法完成狀態修正和比值計算,并在顯示屏實時顯示瞬時汽氣比及累計數據。部分設備具備數據存儲功能,可通過RS485或以太網接口將數據傳輸至上位機,用于過程監控或數據分析。
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