摘要:音速(su)噴嘴法氣(qi)體流量标(biāo)準裝置是(shì)采用氣路(lu)🈲循環經過(guo)渦♌輪流量(liang)計到噴嘴(zui),然後到氣(qì)泵抽氣的(de)全過程進(jìn)行檢定。采(cǎi)用的🌈是負(fù)壓法檢定(ding)氣體渦輪(lun)流量計
,也(yě)是目前檢(jiǎn)定流量計(jì)的重要方(fang)法之一,用(yòng)之比較🏃♀️廣(guang)泛。鍾⭐罩式(shi)☁️氣體流量(liàng)标準裝置(zhì)采用的是(shi)正壓法,它(tā)是用一定(dìng)體積量的(de)标準氣體(ti)流經渦輪(lun)流量計🌈,從(cóng)而實現了(le)對
流量計(jì)
的檢定,其(qí)本身流量(liàng)範圍比較(jiao)小,适合檢(jian)定口徑比(bǐ)較小的流(liu)量計,符合(hé)流量計在(zai)實際工作(zuò)中的狀态(tài)。就兩🔆種檢(jian)測方法,檢(jian)定同一渦(wo)輪流量計(ji)的結果進(jin)行分析🌐比(bi)較,同🚶時對(duì)測量結果(guǒ)♋進行不确(què)定度評定(ding)。
鍾罩式氣(qì)體流量标(biao)準裝置(如(ru)圖1)是以氣(qì)體爲介質(zhi),對
氣體流(liú)量計
進行(hang)檢定、校準(zhun)和檢驗的(de)标準設備(bèi)。一般有鍾(zhōng)罩、液🔞槽、發(fa)訊機構、壓(ya)力補償機(jī)構、氣源和(he)試驗管路(lù)構成。裝置(zhi)是由可動(dòng)的鍾罩和(he)固定的液(ye)槽構成一(yi)個容積可(ke)變的密封(feng)空腔。鍾罩(zhao)下降👄過程(cheng)中通過壓(yā)力補償機(jī)構,使其内(nei)部氣體壓(yā)力保持一(yi)定值,不随(sui)鍾罩浸入(ru)密封液中(zhōng)的深度而(er)變化。鍾罩(zhào)兩擋闆之(zhī)間的💁容積(jī)是固定的(de)👄,測出兩擋(dǎng)闆先後通(tong)過光電發(fā)訊器所經(jing)曆的🈲時間(jian),可計算出(chu)瞬時流量(liàng)。
音速噴嘴(zui)法氣體流(liú)量标準裝(zhuang)置(如圖2)是(shì)以潔淨空(kong)🏃🏻氣爲介㊙️質(zhì)❌,其檢測原(yuan)理是用真(zhen)空泵1将空(kōng)氣由被檢(jian)表的上遊(you)直管段入(ru)口吸入,經(jing)過被檢表(biao)前直管段(duàn)、被檢表👣11和(hé)被檢☂️表下(xià)遊🌂直管段(duan)🥵進入滞止(zhǐ)容器8,在滞(zhi)止容器的(de)下遊,有一(yī)組音速噴(pēn)🈲嘴5,控制音(yin)速噴嘴下(xia)遊的開挂(gua)閥門4,可以(yǐ)任意選擇(ze)所要開關(guān)的音速噴(pen)嘴,以達到(dào)改變被檢(jiǎn)表流量的(de)目的,滞止(zhi)容器需要(yào)測溫6測壓(yā)7,代入公式(shì)計算可以(yi)得到通過(guo)音速噴嘴(zui)的質量流(liu)量,從而實(shi)現對被檢(jiǎn)表的檢定(dìng)。
1概述
1.1測(cè)量依據:
JJG1037-2008《渦(wo)輪流量計(ji)》。
1.2環境條件(jiàn)
大氣溫度(dù)爲(23.5±1)℃;大氣相(xiàng)對濕度爲(wei)(38±1)%RH;大氣壓爲(wèi)(93.2±0.5)kPa,檢定用介(jie)質溫度(18.5±0.2)℃;電(dian)源電壓應(ying)爲(220±22)V,電源頻(pin)率應爲(50±2.5)Hz;外(wai)界磁場、機(jī)械振動小(xiǎo)🤩到對流量(liang)計的影響(xiǎng)可以忽略(luè)不計。
1.3測量(liàng)标準
0.1級鍾(zhōng)罩式氣體(ti)流量标準(zhǔn)裝置,測量(liàng)範圍:(0.5~120)m3/h、DN(25~80)mm,檢定(ding)介質:空氣(qì)🔱。
0.25級音速噴(pen)嘴法氣體(ti)流量标準(zhǔn)裝置,測量(liàng)範圍:(0.1-15000)m3/h、DN(15~400)mm,檢定(ding)🌈介質:潔淨(jing)📧空氣
1.4被測(cè)對象
依據(jù)JJG1037-2008渦輪流量(liàng)計檢定規(guī)程,上述0.1級(jí)鍾罩式氣(qi)體流量标(biāo)準裝置能(néng)夠開展的(de)氣體渦輪(lún)流量計精(jīng)度等♌級爲(wèi)(0.5-1.5)級。因此選(xuǎn)用DN25mm,流量範(fàn)圍爲(0.5~15.0)m3/h,1.5級的(de)氣體渦輪(lun)流量計。
1.5渦(wo)輪流量計(jì)工作原理(li)及特點
渦(wo)輪流量計(ji)
是速度式(shì)流量計中(zhong)的主要種(zhǒng)類,當被測(cè)流體流過(guo)渦輪流‼️量(liàng)㊙️計傳感器(qì)時,在流體(ti)的作用下(xia),葉輪受力(li)旋轉,其轉(zhuan)速與管道(dao)平均流速(su)成正比,同(tóng)時,葉片周(zhōu)期性地切(qie)割電磁鐵(tiě)産生的磁(ci)力線,改變(biàn)線圈的磁(cí)通量,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在線(xian)♌圈内将感(gǎn)應出脈動(dòng)的電勢信(xin)号,即電脈(mo)沖信号,此(ci)電脈動信(xìn)号的頻率(lü)與被測流(liu)體的流量(liàng)成正比。氣(qi)體渦輪流(liú)量計具有(yǒu)精度高、重(zhòng)✔️複性好、無(wu)零點漂移(yi)、高量程比(bǐ)等優點。渦(wō)輪流量計(jì)擁有高質(zhì)🏃🏻♂️量軸承、特(tè)别設計的(de)導流片,因(yīn)此極大降(jiang)低了磨損(sǔn),對峰值不(bú)敏感,甚者(zhe)惡劣的條(tiao)🌏件下也可(kě)以給出可(kě)靠的測量(liàng)變量。渦輪(lun)流量計輸(shū)出信号爲(wei)脈沖,易于(yu)數字化。渦(wo)輪流量計(ji)壓力損失(shī)小,葉片能(neng)防腐,可以(yǐ)測量粘稠(chou)和腐蝕性(xing)的介質。
1.6測(cè)量過程
在(zài)規定的環(huan)境條件下(xia),按JJG1037-2008渦輪流(liú)量計檢定(ding)規程,将渦(wō)輪🐕流💁量計(ji)安裝在(音(yin)速噴嘴法(fa))氣體流量(liàng)标準裝☔置(zhi)上,保證流(liú)量計與前(qian)後直管段(duàn)同軸安裝(zhuang)。以空氣爲(wei)檢定介質(zhi),調節流量(liang)☀️點至最大(dà)流量的70%流(liu)量點,運行(háng)5min,等待介質(zhi)溫度、壓🚶♀️力(li)和流量穩(wen)定後進行(háng)正式檢🔴定(ding)。
依據檢定(ding)規程,1.5級的(de)渦輪流量(liàng)計檢定流(liú)量點分别(bie)⭐爲:qmin、qt、0.40qmax和qmax。對于(yú)量程比≤20:1的(de)流量計,其(qí)分界流量(liàng)qt=0.2qmax。将在第i點(diǎn)🈲第j次測得(de)的被檢流(liú)量計脈沖(chong)信号與标(biao)準氣體流(liú)🔴量裝置在(zai)該點該次(cì)測得的标(biao)準體積流(liú)量之比作(zuo)爲第i點第(dì)j次測量的(de)儀表系數(shù)🌈。每個檢定(dìng)流量點檢(jiǎn)❤️定3次,取其(qí)平均值作(zuo)爲該流量(liang)點的儀表(biǎo)系數。
2建立(li)數學模型(xing)
2.1數學模型(xing)
K爲第i次測(cè)量被檢流(liu)量計的儀(yí)表系數,(m3)-1;
Ni爲(wèi)第i次測量(liang)被測流量(liàng)計顯示儀(yi)表測得的(de)脈沖數;
Vi爲(wei)第i次測量(liang)标準裝置(zhi)的累積流(liú)量值,m3;
2.2傳播(bō)率公式
3鍾(zhong)罩式氣體(ti)流量标準(zhun)裝置輸入(rù)量的相對(dui)不确定度(du)的評定
3.1輸(shū)入量Ni的相(xiàng)對不确定(ding)度urei(Ni)評定
輸(shū)入量Ni的不(bu)确定度來(lai)源主要是(shì)流量計測(ce)量的不重(zhong)複性,采用(yong)A類評定方(fāng)法評定。
用(yong)一台DN25mm,測量(liàng)範圍爲:(0.5~15)m3/h的(de)氣體渦輪(lun)流量計,流(liu)量選擇🔞在(zài)最❓大流🚩量(liang)的100%處測量(liang)60秒,累計流(liú)量250L,用工控(kong)測量設🙇🏻備(bèi)連續測量(liang)6次得到的(de)一組測量(liang)列,如表1所(suo)示。
3.2輸入量(liàng)Vi相對不确(que)定度urei(Vi)的評(píng)定
輸入量(liang)Vi相對不确(que)定度Urei(Vi)不确(que)定度主要(yao)來源于氣(qì)體流✍️量🔴标(biao)準裝置的(de)測量誤差(cha),其不确定(dìng)度采用B類(lei)方法評定(dìng)。
由于廠家(jia)給出該氣(qì)體流量标(biao)準裝置的(de)擴展不确(que)定💚度U=0.1%;k=2。
所以(yi)Urei(Vi)=0.1%/2=0.05%根據以上(shàng)标準不确(què)定度分量(liang)彙總見表(biǎo)2.
3.3合成相對(dui)标準不确(que)定度
3.4其他(tā)給點的測(ce)量結果(如(rú)表3所示)
3.5擴(kuò)展不确定(ding)度的評定(ding)
取其測量(liàng)結果重複(fu)性作爲其(qi)最大值,則(zé)擴展不确(que)定度爲:
U(K)=0.21%×2=0.42%;K=2
4.音(yīn)速噴嘴法(fǎ)氣體流量(liàng)标準裝置(zhi)輸入量的(de)相對不确(que)定度的評(ping)定
4.1輸入量(liang)Ni的相對不(bú)确定度Urei(N)評(píng)定
輸入量(liang)Ni的不确定(dìng)度來源主(zhǔ)要是流量(liàng)計測量的(de)不重🌍複性(xìng),采用🈚A類評(ping)定方法評(píng)定。
用一台(tai)DN25mm,測量範圍(wei)爲:(0.5~15)m3/h的氣體(ti)渦輪流量(liang)計,流量選(xuǎn)擇在最大(dà)流量的100%處(chù)測量60秒,累(lei)計流量250L,用(yong)工控測量(liang)設備連🔞續(xù)測量6次得(dé)到的一♉組(zǔ)測量列,如(ru)表4.
4.2輸入量(liang)Vi相對不确(que)定度urei(Vi)的評(ping)定
輸入量(liang)Vi相對不确(què)定度Urei(Vi)不确(què)定度主要(yao)來源于氣(qì)體流量标(biāo)準裝🌈置的(de)測量誤差(chà),其不确定(ding)度采用B類(lei)方法評定(ding)。
于廠家給(gěi)出該氣體(tǐ)流量标準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不确定(ding)度U=0.25%;k=2。
所以Urei(Vi)=0.125%/2=0.05%
據(ju)以上标準(zhun)不确定度(du)分量彙總(zǒng)見表5。
4.5擴展(zhǎn)不确定度(dù)的評定
取(qǔ)其測量結(jié)果重複性(xing)作爲其最(zuì)大值,則擴(kuo)展不确定(ding)度爲:
U(K)=0.257%×2=0.54%;k=2
5.結論(lùn)
(1)鍾罩式氣(qi)體流量标(biao)準裝置測(ce)得氣體渦(wo)輪流量計(jì)✍️的擴展不(bu)确定度爲(wei)0.42%(k=2);音速噴嘴(zuǐ)法氣體流(liú)量标準裝(zhuāng)置測得氣(qì)🔴體渦輪流(liu)量計的擴(kuò)展不确定(dìng)度爲0.54%(k=2);兩種(zhong)測量結果(guǒ)都滿足規(guī)程的要求(qiú),說明了其(qí)檢測結果(guo)都可信。
(2)鍾(zhong)罩式标準(zhǔn)裝置在在(zài)檢測的過(guò)程中,來回(hui)升降好多(duo)次,耗費時(shi)🔞間比較長(zhǎng)檢測效率(lǜ)大大下降(jiang);而音速🤟噴(pēn)嘴裝置耗(hao)時較短🧑🏾🤝🧑🏼,減(jiǎn)低了勞動(dong)強度,提高(gāo)了了檢🔆測(ce)效率。
(3)兩種(zhong)檢測方法(fǎ)都可以說(shuo)明,無論選(xuǎn)擇哪種檢(jian)測方式,都(dou)🧑🏾🤝🧑🏼能達到🧑🏽🤝🧑🏻預(yu)期效果。