
W-NK-10BE是日本品川株式會社(SHINAGAWA Corporation,注冊名稱為“㈱品川製作所")推出的一款大容量濕式氣體流量計,屬于W-NK系列中的高規(guī)格型號。品川自1929年起便涉足氣體流量計的研發(fā)與制造,近百年的技術(shù)積淀使其在精密氣體流量測量領(lǐng)域確立了不可撼動的市場地位。
W-NK系列是品川專門面向低壓小流量測量任務而設計的容積式濕式流量計,以“精密氣體流量計"的代名詞而在行業(yè)內(nèi)享有盛譽。W-NK-10BE作為該系列的10升轉(zhuǎn)筒容量規(guī)格,測量范圍覆蓋20至6000升/小時(0.33至100升/分鐘),以實測容積法實現(xiàn)不受氣體比重與粘度影響的絕對體積計量,廣泛應用于實驗研究、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制以及流量校準等對精度和重復性有高要求的場合。
W-NK-10BE在型號命名上承載了清晰的產(chǎn)品定位信息:末尾的“BE"后綴表示防腐B型(在耐腐蝕性方面經(jīng)過特殊強化,與標準A型加以區(qū)隔);“10"表示計量滾筒容量為10升,即鼓輪每轉(zhuǎn)一圈通過的氣體體積為10升;“W-NK"則是Wet(濕式)-NK(系列代號)的縮寫。這一命名體系使型號本身成為產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)的直觀載體。
W-NK-10BE基于真實體積積分原理工作,是一種物理量型積分流量計。其核心計量組件是一個被密封液體(水或油)浸潤的鼓輪,鼓輪內(nèi)部分隔成3至4個容積精確的計量室。
工作過程解析:當被測氣體由入口進入流量計時,首先進入液面上方的計量室,逐漸充滿該室的全部容積。計量室充滿后,在氣體壓力的驅(qū)動下,鼓輪發(fā)生旋轉(zhuǎn),該室離開液面開始排氣,氣體經(jīng)由螺旋形氣路通道從出口排出;與此同時,下一個計量室進入液面以下并開始重復上述充氣與排空過程。這一系列“充氣—旋轉(zhuǎn)—排氣"的周期性動作使鼓輪軸的旋轉(zhuǎn)運動被精確傳遞至機械計數(shù)器,最終由模擬指針和積算數(shù)字顯示累積流量值。
氣密性設計:W-NK-10BE的關(guān)鍵技術(shù)特征在于“液封"結(jié)構(gòu)的嚴密性。被測氣體在整個流路中始終處于被液體密封隔絕的狀態(tài),從入口到出口之間沒有任何泄漏通道。這意味著,即使微小到每分鐘僅數(shù)升的微流量,也能被100%地捕獲和計量,不會因泄漏而造成測量損失。
W-NK-10BE的主要技術(shù)參數(shù)如下:
| 參數(shù)項目 | 技術(shù)指標 |
|---|---|
| 型號 | W-NK-10BE |
| 測量范圍 | 20~6000 L/h(0.33~100 L/min) |
| 滾筒容量 | 10 L |
| 指針每轉(zhuǎn)讀數(shù) | 10 L |
| 分辨率(最小刻度) | 20 mL |
| 測量精度(重復性) | 1/2量程以下 ±0.1%(標準偏差),1/2量程以上 ±0.15%(標準偏差) |
| 壓力損失 | 300 Pa |
| 使用壓力范圍 | -10 kPa ~ +10 kPa(負壓使用需咨詢) |
| 使用溫度范圍 | -10 ~ +50℃ |
| 接續(xù)接頭外徑 | Φ25 mm |
| 脈沖率 | 100 mL/p |
| 外形尺寸(W×D×H) | 537 × 372 × 678 mm |
| 本體凈重 | 29.5 kg |
| 灌液后重量 | 57.2 kg |
| 主體材質(zhì) | 殼體、計量鼓輪均為不銹鋼(SUS304) |
| 接合方式 | 氬弧焊接/釬焊接合 |
在技術(shù)指標的解析方面,以下幾點值得重點關(guān)注。
測量精度是W-NK系列突出的性能指標。1/2量程以上±0.15%、1/2量程以下±0.1%的重復性,來源于容積法本身的物理確定性——計量室的幾何容積是固定的,驅(qū)動旋轉(zhuǎn)所需克服的液體阻力也是恒定的,因此測量結(jié)果不受氣體成分、比重和粘度的變化所影響。這一精度等級使得W-NK系列在多數(shù)應用場景中可作為基準級流量計使用。
壓力損失(300 Pa)體現(xiàn)了儀器的低壓損特性。低壓力損失意味著流量計對氣源系統(tǒng)的負載影響極小,即使測量流量較小的場合也不會產(chǎn)生顯著的背壓波動。
寬廣的測量范圍是W-NK-10BE的另一核心競爭力。最大量程6000 L/h與最小測量值20 L/h之比達到1:300,這一寬廣的動態(tài)范圍使同一臺設備可覆蓋從微量逸散氣體監(jiān)測到大流量輸氣管道測量的多種任務。
整體材質(zhì)方面,W-NK-10BE的核心組件——計量鼓輪與外殼——均采用SUS304不銹鋼制成,接觸氣體的切削加工部件同樣選用不銹鋼;接合部采用氬弧焊接或釬焊接合工藝,確保了整體結(jié)構(gòu)的耐用性和氣密性。與標準A型中部分部件使用黃銅不同,BE型選用全不銹鋼設計,在耐腐蝕性方面得到顯著強化。
W-NK系列提供了標準A型和防腐B型兩種材質(zhì)方案,以適應不同氣體介質(zhì)的兼容性需求。
標準A型適用于空氣、煤氣、天然氣等無腐蝕性成分氣體的測量。A型的計量鼓輪和測量轉(zhuǎn)子采用不銹鋼(SUS304)制造,確保基本耐腐蝕能力;但其他部件(如殼體部分、接合件等)采用黃銅(C3604BD),適用于清潔、干燥、非腐蝕性的測量環(huán)境。
防腐B型面向腐蝕性氣體,如臭氧(O?)、含硫氣體(SO?、H?S)、氯氣(Cl?)、氯化氫(HCl)以及含有NOx成分的煙氣等測量任務。B型的殼體、計量鼓輪及所有切削加工部件均全面采用不銹鋼(SUS304),接合部使用氬弧焊接或釬焊接合,最大限度消除腐蝕性氣體對金屬部件的侵蝕風險。W-NK-10BE屬于B型,其全不銹鋼結(jié)構(gòu)適用于廣泛的應用場合,包括含塵量測量氣體、漏氣檢測、污染測量氣體、氫氣、氧氣以及含有SOx、NOx的尾氣等。
從維護角度看,品川濕式燃氣表的年度檢修主要關(guān)注密封液體的補充與更換、機械計數(shù)器的潤滑以及整體氣密性檢查。由于鼓輪的全不銹鋼結(jié)構(gòu)避免了電化學腐蝕問題,實際運行中的磨損和腐蝕非常有限,檢修間隔可適當延長。
全系列型號規(guī)格一覽:
| 型號 | 測量范圍(L/min) | 測量范圍(L/h) | 轉(zhuǎn)子容積(L) | 每轉(zhuǎn)讀數(shù)(L) | 分辨率(mL) | 接口直徑(mm) | 外形尺寸(mm) | 凈重(kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| W-NK-0.5 | 0.016–5 | 1–300 | 0.5 | 0.5 | 1 | Φ9.5 | 288×198×435 | 5.0 |
| W-NK-1 | 0.033–10 | 2–600 | 1.0 | 1.0 | 1 | Φ9.5 | 318×218×484 | 5.6 |
| W-NK-2 | 0.066–20 | 4–1200 | 2.0 | 2.0 | 5 | Φ13 | 360×262×510 | 9.0 |
| W-NK-2.5 | 0.083–25 | 5–1500 | 2.5 | 5.0 | 20 | Φ13 | 360×262×510 | 9.5 |
| W-NK-5 | 0.16–50 | 10–3000 | 5.0 | 5.0 | 10 | Φ19 | 448×305×590 | 16.5 |
| W-NK-10 | 0.33–100 | 20–6000 | 10.0 | 10.0 | 20 | Φ25 | 537×372×678 | 29.5 |
如上表所示,品川W-NK系列從0.5升到10升共6個規(guī)格,用戶可根據(jù)預期的氣體流量范圍進行選型。W-NK-10BE作為系列中最大容量的型號,在外形尺寸與重量方面也相應最大。
密封液體的選擇對測量結(jié)果的準確性有直接影響。標準應用中使用蒸餾水作為密封介質(zhì),但須注意水溫變化會引起體積膨脹效應,進而影響測量精度。在低溫環(huán)境中或測量易溶于水的特定氣體(如CO?、NH?)時,應選用低粘度密封油替代水,以避免氣體溶解導致的測量誤差。品川建議用戶根據(jù)被測氣體的化學特性與工作溫度范圍,選擇適當?shù)拿芊庖后w類型。
W-NK-10BE隸屬于品川濕式燃氣表產(chǎn)品矩陣中的“實驗/環(huán)境測量用"系列。品川的全系濕式燃氣表產(chǎn)品涵蓋以下四大系列,各具明確的應用定位:
WS型(微流量/實驗用) :主要面向小流量及實驗應用場景。殼體采用PBT工程塑料,計量鼓輪為聚碳酸酯(PC),整機結(jié)構(gòu)緊湊輕量。WS型引入溢流式半自動液位調(diào)節(jié)系統(tǒng),大幅簡化了日常操作和維護流程。其工作壓力范圍為0–10 kPa,工作溫度范圍為4–40℃,適用極限微小流量(0.016 L/min)的精密計量。
W-NK型(實驗/環(huán)境測量用) :W-NK-10BE即歸屬此系列。該系列外殼與計量鼓輪均為不銹鋼材質(zhì),耐用性與耐腐蝕性突出,是實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的濕式燃氣表型號。
W-NT型(大流量用) :面向大流量工業(yè)場景設計,經(jīng)過多年改進優(yōu)化,在保持品川高精度傳統(tǒng)的同時實現(xiàn)了大流量測量能力。W-NT型涵蓋W-NT-25、W-NT-100等規(guī)格,適用于較大氣體流量處理的工業(yè)場合。
W-NH型(中高壓用) :外殼符合壓力容器設計標準,具有優(yōu)良的耐壓性和氣密性,適用于壓力范圍大于常規(guī)使用范圍的現(xiàn)場。
W-NK-10BE憑借其容積法測量的物理確定性、全不銹鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕能力以及1:300的寬動態(tài)范圍,在以下領(lǐng)域發(fā)揮著的作用。
計量校準與標準傳遞:品川W-NK系列因其實測容積法的天然準確性,被計量院所作為一級流量標準裝置使用。該系列流量計可用于膜式燃氣表、渦街流量計、熱式質(zhì)量流量計等各類氣體流量計的檢定與校準,其精度等級經(jīng)日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院(AIST)認證,是流量量值傳遞體系中的核心載體。在中國的量值溯源體系中,由中國計量科學研究院建立的濕式氣體流量計標準裝置,同樣可實現(xiàn)對W-NK系列等精密流量計的檢定,確保測量結(jié)果與國家基準的一致性。隨著計量法的修訂,品川校準用濕式氣體流量計已成為一款可作為內(nèi)部流量計標準與其他流量計進行比較檢查和校準的產(chǎn)品。
環(huán)境監(jiān)測與污染源排查:環(huán)境監(jiān)測站常采用W-NK-2A型(4–1200 L/h)作為校準基準,用于大氣采樣儀的CH?、CO?累積流量標定。W-NK-10BE應用于需要更大流量范圍的場合時,可滿足含濕量較大、氣體成分復雜的煙氣監(jiān)測和泄漏檢測需求。對于需要處理含Cl?、SO?煙氣的工業(yè)污染源排查任務,防腐型W-NK-10B可直接測量煙氣流量并通過脈沖輸出接口同步記錄流量波動,輔助定位泄漏點。
科研實驗室中的精密氣體流量測量:在碳納米管CVD合成、MOF材料制備等氣體驅(qū)動反應中,品川濕式流量計可用于精準控制反應氣體(如乙烯、氫氣、CH?)的瞬時流量和累積注入量,精度達0.1%。防腐型W-NK-1B采用EPDM密封,可耐受含硫蝕刻氣體(如H?S),適用于半導體材料蝕刻工藝開發(fā)。
工業(yè)過程控制:在半導體制造領(lǐng)域,W-NK防腐型(SUS304殼體)通過液封隔離設計杜絕高危氣體泄漏,脈沖信號(10 mL/p)可聯(lián)動PLC系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)流量控制,精度顯著優(yōu)于常規(guī)熱式流量計。在沼氣(CH?/H?S混合氣)產(chǎn)量監(jiān)測中,W-NK-5B型的全通徑轉(zhuǎn)子設計可有效避免污泥雜質(zhì)堵塞,僅300 Pa的極低壓損保障了長期穩(wěn)定運行。
新能源與氫能應用:氫燃料電池的陽極循環(huán)氣(H?/CO混合氣體)測試中,W-NK-1A型可耐受50℃露點濕度,避免電解液蒸氣對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾,為燃料電池性能評估提供基礎數(shù)據(jù)支撐。
實測容積法帶來的精度保障:W-NK-10BE以固定容積的計量室為核心測控單元,通過機械計數(shù)計量室充滿和排空的循環(huán)次數(shù)直接得出累計流量。這是一種絕對測量方法,不受氣體成分、比重和粘度變化的影響,測量結(jié)果具有物理確定性。±0.1%/±0.15%的重復性精度使其在非標準氣體測量中仍能保持穩(wěn)定性能。
嚴密的液封結(jié)構(gòu)與微流量適應性:流量計內(nèi)部的氣體通道全程被液體密封,從入口到出口之間無泄漏路徑,可捕捉并計量微小至20 mL/min級別的氣體流量。
優(yōu)異的耐腐蝕性與材料選擇:BE型全面采用SUS304不銹鋼(殼體、計量鼓輪、切削加工部件),輔以氬弧焊接/釬焊接合工藝,可耐受臭氧、含硫氣體、氯化物等多類腐蝕性氣體,顯著延長設備在嚴苛環(huán)境下的使用壽命。
寬動態(tài)范圍與低壓力損失:1:300的測量范圍覆蓋和僅300 Pa的壓力損失,使設備在最小流量與最大流量兩端均能保持可靠的測量性能,對氣源系統(tǒng)的附加阻力極小。
模塊化的擴展功能:W-NK-10BE在基礎機械計數(shù)基礎上可加裝脈沖信號發(fā)信器、壓力傳感器和溫度傳感器,外接數(shù)顯流量積算儀實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與自動化控制,適應工業(yè)4.0背景下的數(shù)據(jù)集成需求。同時支持負壓環(huán)境測量(負壓使用需向品川技術(shù)部門咨詢具體條件)。
選購W-NK-10BE時,以下因素需要納入綜合評估:
測量介質(zhì):如果僅需測量清潔空氣、煤氣等非腐蝕性氣體,標準A型(W-NK-10A)即可滿足需求,成本更為經(jīng)濟;若涉及含SOx、NOx、Cl?、O?等腐蝕性氣體,必須選配BE防腐型——全不銹鋼結(jié)構(gòu)是長期可靠運行的根本保障。
流量范圍:W-NK-10BE的20–6000 L/h覆蓋了中到大流量的應用區(qū)間。建議先對測量任務的實際流量需求做出預估,并保留一定的余量裕度。若流量下限低于20 L/h,可考慮W-NK-2.5(5–1500 L/h)或更小量程型號。
壓力與溫度環(huán)境:儀器的使用壓力范圍為-10 kPa至+10 kPa(負壓使用時須向品川咨詢),使用溫度范圍為-10℃至+50℃。超出該范圍的工況將對計量精度構(gòu)成實質(zhì)性影響,需要采取保溫、冷卻或壓力調(diào)節(jié)等環(huán)境補償措施。
密封液體的選擇與維護:蒸餾水是測量多數(shù)氣體的常用密封介質(zhì),但在測量CO?、NH?等易溶于水的氣體時,應選用密封油以防止溶解損失。密封液的液位變化會直接影響計量室容積的固定性,因此應定期檢查液位并在必要時加以補充。
數(shù)據(jù)輸出需求:需要與自動化系統(tǒng)聯(lián)動的場合,可加裝脈沖發(fā)信器(脈沖率100 mL/p),借助數(shù)據(jù)接口將流量信號傳送至上位機。
定期校準:建議參考JJF 1357《濕式氣體流量計校準規(guī)范》對設備進行周期性校準,以保持其高精度測量性能的長期穩(wěn)定。
W-NK-10BE品川濕式燃氣表以百年制造經(jīng)驗為基礎,通過實測容積法的物理確定性、全不銹鋼材質(zhì)的防腐能力、1:300的寬動態(tài)范圍以及低至300 Pa的壓力損失,在精密氣體流量測量領(lǐng)域構(gòu)建了系統(tǒng)性的技術(shù)優(yōu)勢。無論是作為計量校準領(lǐng)域的一級標準裝置,還是在環(huán)境監(jiān)測、科研實驗、半導體制造和新能源測試等場景中擔任核心測量工具,W-NK-10BE都以其穩(wěn)定、可靠的性能表現(xiàn),踐行著“精密氣體流量計"代名詞的品牌承諾。
從全球氣體流量測量技術(shù)的發(fā)展趨勢來看,基于光學和熱學原理的電子流量計在響應速度和信號數(shù)字化方面不斷進步,但容積法測量的物理確定性使其在精度和長期穩(wěn)定性方面仍然保持著不可替代的地位。隨著新能源、半導體和環(huán)保等制造領(lǐng)域?qū)怏w流量測量精度要求的持續(xù)提升,以W-NK-10BE為代表的品川濕式燃氣表,將在更多關(guān)鍵場景中繼續(xù)扮演計量基準的角色,為行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供精準的氣體計量支撐。