汽气比值测定仪的核心功能是精准测量蒸汽与气体(如空气、烟气等)的体积或质量比例,其工作原理围绕介质分离、参数采集与比例计算三个关键环节展开,具体如下:
一、核心逻辑:基于状态参数的介质量化
汽气混合物进入测定仪后,需先通过物理或热力学方法分离蒸汽与气体,再分别测量两者在标准状态(如0℃、101.325kPa)下的体积或质量,最终通过比值公式(汽气比=蒸汽量/气体量)计算结果。这一过程的关键是消除温度、压力对介质体积的影响,确保测量基于统一基准。
二、关键环节:分离、测量与修正
介质分离:利用蒸汽与气体的物理特性差异实现分离。例如,通过冷凝器将蒸汽冷凝为液态水,收集后通过体积(结合密度)换算成蒸汽质量;未被冷凝的气体则进入气体流量计。部分设备采用膜分离技术,利用特定膜对蒸汽的选择性透过性实现分离,适用于低湿度场景。
参数测量:
蒸汽测量:冷凝后的水通过量筒或质量传感器直接获取体积/质量,再根据水的密度(标准状态下1g/cm³)换算为蒸汽量(1kg水对应1.67m³标准状态蒸汽)。
气体测量:采用流量计(如涡街、转子流量计)测量气体体积,同时通过温度传感器(精度±0.5℃)和压力传感器(精度±0.2%FS)记录气体实时状态参数。
状态修正:根据理想气体状态方程(PV=nRT),将测量的气体体积修正为标准状态下的体积。例如,实际测量的气体体积V?(温度T?、压力P?)需修正为V?=V?×(P?/P?)×(T?/T?)(其中P?、T?为标准状态参数),确保与蒸汽量的计量基准一致。
三、系统协同:传感器与计算单元的配合
测定仪的电子单元实时采集温度、压力、流量等传感器信号,通过内置算法完成状态修正和比值计算,并在显示屏实时显示瞬时汽气比及累计数据。部分设备具备数据存储功能,可通过RS485或以太网接口将数据传输至上位机,用于过程监控或数据分析。