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W-NK-10BE品川湿式燃气表:容积式精密气体测量的基准级解决方案

更新时间:2026-05-29      点击次数:14

一、产品概述与技术定位

W-NK-10BE是日本品川株式会社(SHINAGAWA Corporation,注册名称为“㈱品川製作所")推出的一款大容量湿式气体流量计,属于W-NK系列中的高规格型号。品川自1929年起便涉足气体流量计的研发与制造,近百年的技术积淀使其在精密气体流量测量领域确立了不可撼动的市场地位

W-NK系列是品川专门面向低压小流量测量任务而设计的容积式湿式流量计,以“精密气体流量计"的代名词而在行业内享有盛誉。W-NK-10BE作为该系列的10升转筒容量规格,测量范围覆盖20至6000升/小时(0.33至100升/分钟),以实测容积法实现不受气体比重与粘度影响的绝对体积计量,广泛应用于实验研究、环境监测、工业过程控制以及流量校准等对精度和重复性有高要求的场合

W-NK-10BE在型号命名上承载了清晰的产品定位信息:末尾的“BE"后缀表示防腐B型(在耐腐蚀性方面经过特殊强化,与标准A型加以区隔);“10"表示计量滚筒容量为10升,即鼓轮每转一圈通过的气体体积为10升;“W-NK"则是Wet(湿式)-NK(系列代号)的缩写。这一命名体系使型号本身成为产品关键参数的直观载体。

二、核心技术原理:容积法液体密封计量

W-NK-10BE基于真实体积积分原理工作,是一种物理量型积分流量计。其核心计量组件是一个被密封液体(水或油)浸润的鼓轮,鼓轮内部分隔成3至4个容积精确的计量室

工作过程解析:当被测气体由入口进入流量计时,首先进入液面上方的计量室,逐渐充满该室的全部容积。计量室充满后,在气体压力的驱动下,鼓轮发生旋转,该室离开液面开始排气,气体经由螺旋形气路通道从出口排出;与此同时,下一个计量室进入液面以下并开始重复上述充气与排空过程。这一系列“充气—旋转—排气"的周期性动作使鼓轮轴的旋转运动被精确传递至机械计数器,最终由模拟指针和积算数字显示累积流量值

气密性设计:W-NK-10BE的关键技术特征在于“液封"结构的严密性。被测气体在整个流路中始终处于被液体密封隔绝的状态,从入口到出口之间没有任何泄漏通道。这意味着,即使微小到每分钟仅数升的微流量,也能被100%地捕获和计量,不会因泄漏而造成测量损失

三、详细技术规格

W-NK-10BE的主要技术参数如下:

参数项目技术指标
型号W-NK-10BE
测量范围20~6000 L/h(0.33~100 L/min)
滚筒容量10 L
指针每转读数10 L
分辨率(最小刻度)20 mL
测量精度(重复性)1/2量程以下 ±0.1%(标准偏差),1/2量程以上 ±0.15%(标准偏差)
压力损失300 Pa
使用压力范围-10 kPa ~ +10 kPa(负压使用需咨询)
使用温度范围-10 ~ +50℃
接续接头外径Φ25 mm
脉冲率100 mL/p
外形尺寸(W×D×H)537 × 372 × 678 mm
本体净重29.5 kg
灌液后重量57.2 kg
主体材质壳体、计量鼓轮均为不锈钢(SUS304)
接合方式氩弧焊接/钎焊接合

在技术指标的解析方面,以下几点值得重点关注。

测量精度是W-NK系列突出的性能指标。1/2量程以上±0.15%、1/2量程以下±0.1%的重复性,来源于容积法本身的物理确定性——计量室的几何容积是固定的,驱动旋转所需克服的液体阻力也是恒定的,因此测量结果不受气体成分、比重和粘度的变化所影响。这一精度等级使得W-NK系列在多数应用场景中可作为基准级流量计使用。

压力损失(300 Pa)体现了仪器的低压损特性。低压力损失意味着流量计对气源系统的负载影响极小,即使测量流量较小的场合也不会产生显著的背压波动

宽广的测量范围是W-NK-10BE的另一核心竞争力。最大量程6000 L/h与最小测量值20 L/h之比达到1:300,这一宽广的动态范围使同一台设备可覆盖从微量逸散气体监测到大流量输气管道测量的多种任务

整体材质方面,W-NK-10BE的核心组件——计量鼓轮与外壳——均采用SUS304不锈钢制成,接触气体的切削加工部件同样选用不锈钢;接合部采用氩弧焊接或钎焊接合工艺,确保了整体结构的耐用性和气密性。与标准A型中部分部件使用黄铜不同,BE型选用全不锈钢设计,在耐腐蚀性方面得到显著强化

四、型号体系与材质选型

W-NK系列提供了标准A型和防腐B型两种材质方案,以适应不同气体介质的兼容性需求

标准A型适用于空气、煤气、天然气等无腐蚀性成分气体的测量。A型的计量鼓轮和测量转子采用不锈钢(SUS304)制造,确保基本耐腐蚀能力;但其他部件(如壳体部分、接合件等)采用黄铜(C3604BD),适用于清洁、干燥、非腐蚀性的测量环境

防腐B型面向腐蚀性气体,如臭氧(O₃)、含硫气体(SO₂、H₂S)、氯气(Cl₂)、氯化氢(HCl)以及含有NOx成分的烟气等测量任务。B型的壳体、计量鼓轮及所有切削加工部件均全面采用不锈钢(SUS304),接合部使用氩弧焊接或钎焊接合,最大限度消除腐蚀性气体对金属部件的侵蚀风险。W-NK-10BE属于B型,其全不锈钢结构适用于广泛的应用场合,包括含尘量测量气体、漏气检测、污染测量气体、氢气、氧气以及含有SOx、NOx的尾气等

从维护角度看,品川湿式燃气表的年度检修主要关注密封液体的补充与更换、机械计数器的润滑以及整体气密性检查。由于鼓轮的全不锈钢结构避免了电化学腐蚀问题,实际运行中的磨损和腐蚀非常有限,检修间隔可适当延长。

全系列型号规格一览

型号测量范围(L/min)测量范围(L/h)转子容积(L)每转读数(L)分辨率(mL)接口直径(mm)外形尺寸(mm)净重(kg)
W-NK-0.50.016–51–3000.50.51Φ9.5288×198×4355.0
W-NK-10.033–102–6001.01.01Φ9.5318×218×4845.6
W-NK-20.066–204–12002.02.05Φ13360×262×5109.0
W-NK-2.50.083–255–15002.55.020Φ13360×262×5109.5
W-NK-50.16–5010–30005.05.010Φ19448×305×59016.5
W-NK-100.33–10020–600010.010.020Φ25537×372×67829.5

如上表所示,品川W-NK系列从0.5升到10升共6个规格,用户可根据预期的气体流量范围进行选型。W-NK-10BE作为系列中最大容量的型号,在外形尺寸与重量方面也相应最大

密封液体的选择对测量结果的准确性有直接影响。标准应用中使用蒸馏水作为密封介质,但须注意水温变化会引起体积膨胀效应,进而影响测量精度。在低温环境中或测量易溶于水的特定气体(如CO₂、NH₃)时,应选用低粘度密封油替代水,以避免气体溶解导致的测量误差。品川建议用户根据被测气体的化学特性与工作温度范围,选择适当的密封液体类型。

五、产品系列概览

W-NK-10BE隶属于品川湿式燃气表产品矩阵中的“实验/环境测量用"系列。品川的全系湿式燃气表产品涵盖以下四大系列,各具明确的应用定位:

WS型(微流量/实验用) :主要面向小流量及实验应用场景。壳体采用PBT工程塑料,计量鼓轮为聚碳酸酯(PC),整机结构紧凑轻量。WS型引入溢流式半自动液位调节系统,大幅简化了日常操作和维护流程。其工作压力范围为0–10 kPa,工作温度范围为4–40℃,适用极限微小流量(0.016 L/min)的精密计量

W-NK型(实验/环境测量用) :W-NK-10BE即归属此系列。该系列外壳与计量鼓轮均为不锈钢材质,耐用性与耐腐蚀性突出,是实验室和工业生产中广泛使用的湿式燃气表型号

W-NT型(大流量用) :面向大流量工业场景设计,经过多年改进优化,在保持品川高精度传统的同时实现了大流量测量能力。W-NT型涵盖W-NT-25、W-NT-100等规格,适用于较大气体流量处理的工业场合

W-NH型(中高压用) :外壳符合压力容器设计标准,具有优良的耐压性和气密性,适用于压力范围大于常规使用范围的现场

六、典型应用场景

W-NK-10BE凭借其容积法测量的物理确定性、全不锈钢结构的耐腐蚀能力以及1:300的宽动态范围,在以下领域发挥着的作用。

计量校准与标准传递:品川W-NK系列因其实测容积法的天然准确性,被计量院所作为一级流量标准装置使用。该系列流量计可用于膜式燃气表、涡街流量计、热式质量流量计等各类气体流量计的检定与校准,其精度等级经日本产业技术研究院(AIST)认证,是流量量值传递体系中的核心载体。在中国的量值溯源体系中,由中国计量科学研究院建立的湿式气体流量计标准装置,同样可实现对W-NK系列等精密流量计的检定,确保测量结果与国家基准的一致性。随着计量法的修订,品川校准用湿式气体流量计已成为一款可作为内部流量计标准与其他流量计进行比较检查和校准的产品

环境监测与污染源排查:环境监测站常采用W-NK-2A型(4–1200 L/h)作为校准基准,用于大气采样仪的CH₄、CO₂累积流量标定。W-NK-10BE应用于需要更大流量范围的场合时,可满足含湿量较大、气体成分复杂的烟气监测和泄漏检测需求。对于需要处理含Cl₂、SO₂烟气的工业污染源排查任务,防腐型W-NK-10B可直接测量烟气流量并通过脉冲输出接口同步记录流量波动,辅助定位泄漏点

科研实验室中的精密气体流量测量:在碳纳米管CVD合成、MOF材料制备等气体驱动反应中,品川湿式流量计可用于精准控制反应气体(如乙烯、氢气、CH₄)的瞬时流量和累积注入量,精度达0.1%。防腐型W-NK-1B采用EPDM密封,可耐受含硫蚀刻气体(如H₂S),适用于半导体材料蚀刻工艺开发

工业过程控制:在半导体制造领域,W-NK防腐型(SUS304壳体)通过液封隔离设计杜绝高危气体泄漏,脉冲信号(10 mL/p)可联动PLC系统实现闭环流量控制,精度显著优于常规热式流量计。在沼气(CH₄/H₂S混合气)产量监测中,W-NK-5B型的全通径转子设计可有效避免污泥杂质堵塞,仅300 Pa的极低压损保障了长期稳定运行

新能源与氢能应用:氢燃料电池的阳极循环气(H₂/CO混合气体)测试中,W-NK-1A型可耐受50℃露点湿度,避免电解液蒸气对测量结果产生干扰,为燃料电池性能评估提供基础数据支撑

七、技术优势总结

实测容积法带来的精度保障:W-NK-10BE以固定容积的计量室为核心测控单元,通过机械计数计量室充满和排空的循环次数直接得出累计流量。这是一种绝对测量方法,不受气体成分、比重和粘度变化的影响,测量结果具有物理确定性。±0.1%/±0.15%的重复性精度使其在非标准气体测量中仍能保持稳定性能

严密的液封结构与微流量适应性:流量计内部的气体通道全程被液体密封,从入口到出口之间无泄漏路径,可捕捉并计量微小至20 mL/min级别的气体流量

优异的耐腐蚀性与材料选择:BE型全面采用SUS304不锈钢(壳体、计量鼓轮、切削加工部件),辅以氩弧焊接/钎焊接合工艺,可耐受臭氧、含硫气体、氯化物等多类腐蚀性气体,显著延长设备在严苛环境下的使用寿命

宽动态范围与低压力损失:1:300的测量范围覆盖和仅300 Pa的压力损失,使设备在最小流量与最大流量两端均能保持可靠的测量性能,对气源系统的附加阻力极小

模块化的扩展功能:W-NK-10BE在基础机械计数基础上可加装脉冲信号发信器、压力传感器和温度传感器,外接数显流量积算仪实现数据采集与自动化控制,适应工业4.0背景下的数据集成需求。同时支持负压环境测量(负压使用需向品川技术部门咨询具体条件)

八、选型建议与使用提示

选购W-NK-10BE时,以下因素需要纳入综合评估:

测量介质:如果仅需测量清洁空气、煤气等非腐蚀性气体,标准A型(W-NK-10A)即可满足需求,成本更为经济;若涉及含SOx、NOx、Cl₂、O₃等腐蚀性气体,必须选配BE防腐型——全不锈钢结构是长期可靠运行的根本保障

流量范围:W-NK-10BE的20–6000 L/h覆盖了中到大流量的应用区间。建议先对测量任务的实际流量需求做出预估,并保留一定的余量裕度。若流量下限低于20 L/h,可考虑W-NK-2.5(5–1500 L/h)或更小量程型号

压力与温度环境:仪器的使用压力范围为-10 kPa至+10 kPa(负压使用时须向品川咨询),使用温度范围为-10℃至+50℃。超出该范围的工况将对计量精度构成实质性影响,需要采取保温、冷却或压力调节等环境补偿措施

密封液体的选择与维护:蒸馏水是测量多数气体的常用密封介质,但在测量CO₂、NH₃等易溶于水的气体时,应选用密封油以防止溶解损失。密封液的液位变化会直接影响计量室容积的固定性,因此应定期检查液位并在必要时加以补充。

数据输出需求:需要与自动化系统联动的场合,可加装脉冲发信器(脉冲率100 mL/p),借助数据接口将流量信号传送至上位机

定期校准:建议参考JJF 1357《湿式气体流量计校准规范》对设备进行周期性校准,以保持其高精度测量性能的长期稳定

九、结语

W-NK-10BE品川湿式燃气表以百年制造经验为基础,通过实测容积法的物理确定性、全不锈钢材质的防腐能力、1:300的宽动态范围以及低至300 Pa的压力损失,在精密气体流量测量领域构建了系统性的技术优势。无论是作为计量校准领域的一级标准装置,还是在环境监测、科研实验、半导体制造和新能源测试等场景中担任核心测量工具,W-NK-10BE都以其稳定、可靠的性能表现,践行着“精密气体流量计"代名词的品牌承诺。

从全球气体流量测量技术的发展趋势来看,基于光学和热学原理的电子流量计在响应速度和信号数字化方面不断进步,但容积法测量的物理确定性使其在精度和长期稳定性方面仍然保持着不可替代的地位。随着新能源、半导体和环保等制造领域对气体流量测量精度要求的持续提升,以W-NK-10BE为代表的品川湿式燃气表,将在更多关键场景中继续扮演计量基准的角色,为行业的高质量发展提供精准的气体计量支撑。


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