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No caso do hidrogénio de elevada pureza, a sua densidade em condições normais é estável e conhecida, pelo que a utilização de um caudalímetro de pressão diferencial para medir o seu fluxo pode obter a mesma precisão que a medição do azoto e do oxigénio. No entanto, quando se utiliza um medidor de caudal mássico térmico para medir o caudal de hidrogénio, ocorre outra diferença. Ou seja, a diferença nas propriedades térmicas.

Como todos sabemos, os caudalímetros de massa térmica devem ser calibrados pelo caudal real antes de saírem da fábrica e, quando são enviados para a agência de verificação metrológica para verificação, devem também ser calibrados pelo caudal real. Para os caudalímetros de massa térmica, existem muitos tipos de gases e é impossível construir um dispositivo de calibração de caudal para cada gás. Para resolver este problema, o método de substituição é geralmente utilizado para calibração e verificação.

GB/T20727-2006 "Medidor de caudal mássico térmico para medição do caudal de fluidos em condutas fechadas"/ISO14511:2001 estipula que os medidores de caudal mássico de gás térmico podem ser calibrados utilizando gases de substituição que sejam e/ou semelhantes ao gás de processo a medir. Em seguida, utilizar o fator K para correção ou cálculo numérico para o converter no gás de processo a medir e/ou nas condições de funcionamento. A literatura considera que pode ser calibrado diretamente com ar e depois corrigido com o fator K. As experiências mostraram que a incerteza aumenta em cerca de 2%. Os coeficientes de conversão de vários gases indicados na literatura estão listados no Quadro 1. Os coeficientes de conversão dos caudalímetros térmicos de massa fornecidos por um fabricante são apresentados no quadro 2. A última linha do quadro sublinha: Fontes de dados diferentes terão dados diferentes.

A utilização deste método para calibrar o medidor de caudal é, na verdade, um último recurso. As propriedades térmicas do azoto e do oxigénio são ligeiramente diferentes das do ar, porque os principais componentes do ar são o azoto e o oxigénio, pelo que o erro adicional introduzido pelo método de conversão deve ser pequeno. No entanto, o hidrogénio é muito diferente do ar. A condutividade térmica do hidrogénio é 7 vezes superior à do ar, a densidade do hidrogénio é apenas 7,1% da do ar e a capacidade térmica específica molar cp a pressão constante é 13 vezes diferente. Estas diferenças provocam grandes erros na conversão. Além disso, a temperatura e a pressão do fluido causarão também erros adicionais no ponto zero e na gama do medidor de caudal mássico térmico colocado em funcionamento.

De acordo com as normas industriais relevantes, é necessário utilizar o gás efetivamente medido sob as condições reais de temperatura e pressão de trabalho para efetuar o ajuste do ponto zero. Relativamente à influência da temperatura e da pressão no intervalo, a norma GB/T20727-2006 estipula que deve ser fornecida uma tabela padrão para fornecer valores de medição de referência em condições de trabalho antes de se poder efetuar a comparação e o ajuste. É frequentemente difícil encontrar uma tabela padrão que cumpra os requisitos. As influências acima referidas causarão grandes erros no caudalímetro de massa térmica.

O texto acima é a aplicação do medidor de caudal mássico térmico na medição do caudal de gás de alta pureza compilado pelo editor Beite. Espero que seja útil para todos. Se tiver outros conteúdos que pretenda conhecer, contacte-nos e fornecer-lhe-emos uma ajuda atenciosa.