现在有许多气体流量测量系统，采用自动补偿装置来补偿操作条件(压力P、温度T)变化对测量的影响，准确的数学模型是建立补偿装置的关键。推导数学模型是一项繁琐的工作，为了简化这项工作，整理了一个求取建立气体流量自动补偿装置实施模型的通式，运用这个通式及有关条件，能快速地求得建立自动补偿装置的数学模型，由求得的模型即可知道补偿装置的结构、基本运算关系，也可知道各信号的衰减系数。
一、通式的推导
差压式流量计根据节流元件前后的压差△P来刻度流量，其定量关系决定于气体密度。设计时以某一特定状态为设计条件，确定了仪表的刻度系数K。对于刻度系数已固定的流量计，当操作条件变化时，气体密度也随之变化，使其示值出现误差。人工计算修正公式为：
(3)式表示气体实际体积流量与压差及操作条件的关系。将(3)式中△P、P、T等参数以相应的变送器输出信号表示，再对运算中仪表信号进行适当处理，就得到所求的通式。
1.将△P、P、T以信号表示时的补偿公式形式
参数与信号的关系，决定于变送器的量程和信号制。设Xg代表变送器信号制上限，Xd代表信号制的下限，则信号制为Xd~Xg。又设△Pmax为差变上限;Pd~Pg为压力变送器测量范围，温度的量程范围为td~tg。此时，各参数表达式分别为差压:
2.实用通式
用单板机、微处理器之类的运算装置建立补偿装置，将有关参数代入式(7)，可以求得所需的数学模型。但用单元组合仪表实施补偿，还需对信号进行处理，以保证在运算过程中不出现运算信号大于信号制范围而溢出。
用单元组合仪表实施，需要两个加法器、两个恒流信号、一台乘除器和一个开方器组成。可以证明，气体补偿装置中，乘除器在运算中不会产生信号溢出现象，而加法器则有信号大于信号范围的可能。为此，要对进入加法器的信号进行衰减。衰减系数的求法如下。
式(9)是采用各类单元仪表或用某种有运算功能器件，建立气体流量P、T补偿装置时，求取实施模型的通用公式。
二、通式应用中几个向题
1.应用通式求取建立气体流量P、T补偿装置的实施模型，应索取下列数据:流量计最大刻度QNmax，各变送器的量程范围，节流元件的设计条件，仪表信号制及当地大气压。
2.通式中是由于操作条件变化而引起的气体压缩系数变化的修正项，对于压力较低的气体或工作中压力变化不大的情况，Z的变化不大，可以不予考虑，对精度影响不大。对高压气体或操作压力变化较大的场合，必须注意对Z的影响进行补偿。单元仪表难以实现对Z的补偿，府单板机或微处理器组成补偿装置时，可以同时完成Z的补偿。
3.变送器的类型决定补偿装置结构形式。采用流量变送器测量流量时，它输出的信号与流量成比例，通式中：
由式(10)看出，这时补偿装置需要由两个加法器、两个恒流源、一个除法器、一个开方器和两个乘法器组成。这就提醒我们，如用仪表组成补偿装置时，不宜采用流量变送器，否则会增加组成环节和装置成本。
采用含增绝对加组成环节和装置成本。压变和绝对温变时，通式中A+M1项是绝压变送器输出信号Xp-Xd,而B+M2项是绝对温度变送器输出信号Xp-Xd，则通式为下面形式.
由式(11)可知，此时补偿装置可省去两个加法器和两个恒流源，使补偿装置结构简化。
应用单板机或微处理器组成补偿装置时，由于它们运算不象仪表那样受信号制的限制，所以结构简单、运算精度高、业能实现多流路的补偿，目前这类补偿装置发展很快。
三、通式应用举例
某天然气分配站，用差压流量计测量用户供气，为此用单元仪表建立一个温度、压力补偿装置。
已知数据，
建立补偿装置，必须知道装置组成结构、运算关系及衰减系数，这些都从所求的数学模型中得出。
选变送器量程范围:
由数学模型可知，自动补偿装置由三台变送器、两个恒流给定器、两个加法器、一个乘除器、一个开方器组成。压变输出信号衰减0.96倍后进入加法器运算，而温变输出需衰减0.16倍，输出电流(mA)的904.24倍即是标准体积流量。装置方框图如图所示。
如果采用绝对压变和绝对温变实施时，装置可大为简化。
这个装置由三个变送器，一台乘除器、一个开方器组成，信号不需任何衰减，补偿装置总系数不变。
作者：沈阳化工学院 程贺
