摘要：渦(wo)輪流量計
是(shì)一種典型的(de)速度式流量(liang)計，與顯示儀(yí)表組合實現(xian)對流體的⛷️測(ce)量和記錄,在(zai)航空液壓油(you)、潤滑油流量(liàng)測量中🆚被廣(guǎng)泛使用,本🌈文(wen)就高粘度介(jiè)質渦輪流量(liàng)計校準結果(guo)如何處理以(yi)及處理結果(guo)對實際使用(yong)的影響進行(hang)分析。
0引言
渦(wō)輪流量計是(shì)一種速度式(shì)流量儀表，由(you)于具有測量(liàng)精度高、反應(ying)速度快、測量(liang)範圍廣、價格(gé)低廉、安裝方(fāng)便等優點，在(zài)航空燃油、液(ye)壓油等流體(tǐ)測量中被廣(guang)泛使🐪用，然而(ér)，在實際工作(zuò)中👉，按照JJG1037--2008《渦輪(lun)流量計檢定(dìng)規程》進行檢(jian)測，由于介質(zhì)粘度作用增(zēng)🌈大,影響渦🔞輪(lún)流量計線性(xìng)，出現較大的(de)測量偏差，直(zhí)接影響産品(pǐn)交付。本文結(jie)❌合工作中實(shí)際📐情況.探讨(tǎo)了采用最小(xiao)二乘法進行(hang)測量數據處(chù)理，減小渦輪(lún)流量計測量(liàng)誤差，滿足産(chan)品測量要求(qiú)。
1概述及原理(lǐ)
渦輪流量計(ji)可以用于測(cè)量各種氣體(ti)、液體等流體(ti)🌐的累👈積流量(liàng)和瞬時流量(liang)。工作時被測(ce)流體沖擊渦(wō)🥰輪葉片使渦(wō)輪旋轉，渦輪(lun)🧡的轉速随流(liu)量的變化而(ér)變化,即流量(liàng)大.渦輪的轉(zhuan)速也大，再經(jing)磁電轉換裝(zhuāng)置把渦輪的(de)轉速轉💁換爲(wèi)相應頻率的(de)電脈沖,經前(qián)✂️置放大器放(fàng)大後,送，入顯(xiǎn)📧示儀表進行(hang)計數和顯示(shi)，根據單位時(shi)間内的脈沖(chòng)數和累計脈(mò)沖數即可求(qiú)出瞬時流量(liang)和累積流量(liàng)。
渦輪流量計(jì)的工作原理(li):當流體沿着(zhe)管道的.軸線(xian)方向流動⭐，并(bìng)沖擊渦輪葉(ye)片時，便有與(yǔ)流量qv、流速V和(hé)流體密度ρ乘(cheng)積成比例的(de)力作用在葉(ye)片.上,推動渦(wo)輪旋轉。在渦(wo)輪旋轉的同(tóng)時，葉片周期(qī)性地切割電(diàn)磁鐵産生的(de)磁力線，改變(bian)線圈的磁通(tong)量🍓。根據電磁(ci)感應原理，在(zài)💚線圈内将感(gǎn)應出脈動的(de)電勢信号，此(ci)⭐脈動信号的(de)頻率與被測(ce)流體💁的流量(liàng)，成正比。
2渦輪(lun)流量計的構(gòu)造與測量過(guo)程
渦輪流量(liàng)計一般由導(dǎo)流器、渦輪葉(yè)片、軸承、前置(zhi)放大器、顯示(shi)儀表組成，以(yǐ)實現流量測(cè)量的目的，如(rú)圖1所示。
流體經(jing)過渦輪流量(liang)計後,渦輪流(liu)量計測量輸(shū)出的脈沖信(xìn)🐆号,經前置放(fàng)大器放大後(hou),送入顯示儀(yi)表，就可以實(shi)現流量的測(cè)量。顯示儀表(biao)接收的就是(shi)頻率🔴信号(脈(mo)沖),然後✨進行(háng)計🈲算得到瞬(shun)時流量和累(lèi)積流量。
渦輪(lun)流量計工作(zuò)流量和頻率(lǜ)成一定比例(li)關系，根據JJG1037-2008《渦(wō)輪流量計檢(jiǎn)定規程》要求(qiu)，在每隻渦輪(lun)流量計😄進行(háng)檢定後會根(gēn)據有關公式(shì)計算出該渦(wo)輪流量計的(de)流量系數K值(zhí),使用時将K值(zhí)置入數字顯(xiǎn)示儀表，顯示(shì)儀表💁在接收(shōu)到脈沖信号(hào)⛷️時，會根據㊙️K值(zhi)進行運🈲算得(de)到實測流體(ti)流量。運算公(gōng)式如下:
式中(zhōng):K爲平均流量(liang)系數;E爲渦輪(lun)流量計最大(da)示值.誤差;Kmax爲(wèi)流💛量範👈圍内(nèi)各檢定點得(dé)到的系數中(zhōng)最大值;Kmix爲流(liú)量範圍内各(ge)檢🏃🏻♂️定點得到(dào)的系數中最(zui)小值。
渦輪流(liu)量計K-qv特性曲(qu)線如圖2所示(shì)
3渦(wō)輪流量計的(de)校準結果處(chu)理
在實際工(gong)作中，根據JJG1037-2008《渦(wo)輪流量計檢(jian)定規程》中給(gei)出的平均儀(yi)表系數和示(shì)值最大誤差(chà)的計算方法(fa)，高粘度介質(zhì)測量💰時往往(wang)會造成很大(dà)的測量誤差(chà)，影響産品的(de)驗收。但是經(jing)🥰過對數據的(de)分析，使用最(zui)小二乘法進(jin)行曲線拟合(he)，找到曲線A、B值(zhi),将A、B值👌再置入(ru)顯🈲示儀表,實(shí)際測量結果(guo)與标準流量(liàng)偏差會減小(xiǎo)，可以保證測(ce)量結✍️果的正(zheng)确率。爲了分(fen)析不同的測(ce)量結果數據(ju)處理方法對(dui)實🧑🏾🤝🧑🏼際測量影(yǐng)響，我們選取(qu)LWGY40型渦輪流量(liàng)計，于2025年12月13日(ri),用4050号航空潤(run)滑油(粘度27.74x10-6m2/s)爲(wèi)介質，在國防(fang)4113二級計量站(zhan)進行了測試(shì)。
1)使用K系數法(fǎ)結果如表1所(suo)示，标準流量(liàng)、K系數法實際(ji)顯示流量與(yu)頻率的散點(diǎn)圖如圖3所示(shi)。
從圖3可以看(kan)出，根據儀表(biǎo)K系數進行設(shè)置後，實際使(shǐ)用時流量顯(xian)示與标準流(liu)量之間有較(jiao)大差異，說明(míng)該方法測🏃🏻♂️量(liang)結果偏㊙️離真(zhēn)實結果較大(dà)，也就是測量(liang)誤差大。通過(guo)計算也可以(yi)看到，将平均(jun)儀表系數置(zhi)入儀表中💚,會(hui)造成18.9%的測量(liàng)誤差。
2)使用最(zuì)小二乘法結(jie)果如表2所示(shì)，根據測試數(shù)據，使用👅MINTAB軟件(jiàn)進行🌈處理，可(ke)以做出頻率(lü)與最小二乘(cheng)法顯示流量(liang)的✔️曲線😄圖(如(rú)圖4所示)，得到(dao)曲線的A、B值。根(gen)據曲線方程(cheng)計算得到實(shi)際顯示流量(liang)，标準流量、最(zui)小二乘法實(shi)際😄顯示流量(liàng)與頻率的😄散(sàn)點圖如圖5所(suǒ)示。
圖5是标準(zhǔn)流量、最小二(er)乘法實際顯(xiǎn)示流量與頻(pin)率的散點📞圖(tu)，從圖.上可以(yǐ)看出，根據儀(yí)表最小二乘(cheng)法設置A、B後，實(shí)際使用時流(liú)量顯示與标(biāo)準流量之間(jian)差異很小，說(shuo)明該方法測(cè)量結果偏離(li)真實結果較(jiào)小，也就是測(ce)量誤差較小(xiǎo)。
3）将以上兩種(zhong)方法的實際(jì)流量測量數(shù)據與标.準流(liu)✍️量數據進行(háng)拟合，使用MINTAB軟(ruan)件進行處理(lǐ)，作散點圖如(ru)💔圖6所示。
圖6可(kě)知，最小二乘(cheng)法流量曲線(xiàn)與标準流量(liang)曲線基本重(zhong)合,說明流量(liang)偏差很小;K系(xì)數法流量曲(qu)線與标準流(liú)量曲🔞線随着(zhe)頻率的增大(dà)差異也越大(dà)，說明流㊙️量偏(pian)差也越大💜。
根(gēn)據以上的數(shu)據分析，渦輪(lún)流量計實際(ji)工作中對于(yú)高粘度介質(zhì)進行流量測(ce)量時，使用最(zuì)小二乘法數(shu)據✂️處理的方(fang)🌏法更科學，更(geng)能正确進行(hang)流量測量💔。雖(sui)然根🛀據JJG1037--2008的要(yào)求,需要使用(yong)K系數法,但一(yī)-般在産品的(de)出廠說明書(shu)中會明确指(zhǐ)出，實際測量(liang)♈介質與出廠(chǎng)介質不同或(huo)粘度差異較(jiao)大時，需要使(shǐ)用實際介🐇質(zhi)進行标定。
4小(xiao)結
渦輪流量(liàng)計雖然具有(yǒu)測量精度高(gāo)、反應速度快(kuài)、測量範✏️圍♈廣(guǎng)、價格低廉、安(ān)裝方便等優(yōu)點,但是渦輪(lun)流‼️量計并不(bú)🐪是可以适用(yong)于任何流體(ti)、任何場合、各(ge)種條件下的(de)流體測量。
對(dui)較高粘度介(jiè)質進行測量(liàng)時，需要按實(shí)測介質條件(jian)進行标定,并(bing)且選擇最小(xiǎo)二乘法拟合(hé)公式進行數(shu)據處理,将拟(ni)合公🐪式的A、B值(zhi)置入對應儀(yi)表即可得到(dào)很好的測量(liàng)效果。
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