氣渦輪流量計（jì）的氣體流量標準裝置的比對試驗數據分析

摘要：通過對氣渦輪流量計檢定條件及使用條件一致性限定及技 術（shù）處理（lǐ）,提高了（le）氣渦輪流量計使用準確度。然後再通過對空氣-蒸汽介質替（tì）代換算係數的（de）實驗研究,確定了（le）空氣-蒸（zhēng）汽換算（suàn）係數（shù）。*次用氣（qì）渦輪流量計作為標（biāo）準用（yòng）於蒸汽流量量值的傳遞，研（yán）究了氣體流量裝（zhuāng）置,並（bìng）獲得了較為滿意的結果。
引言
蒸汽流（liú）量計的檢定技術,目前（qián）在國（guó）內仍處於研（yán）究階段（duàn）,國內一（yī）些生產廠相繼建立了以蒸汽為工作介質的標準裝置。但因耗能大（dà）,工作（zuò）條件不（bú）好等因素而在努力尋求以空氣為工作介質（zhì）的（de）新途徑。經調查,目前國內已經出現（xiàn）的以（yǐ）空氣為工作介質的標準裝置主要有二（èr）種:一是音（yīn）速噴嘴式，其（qí）裝置測定（dìng）精度雖然滿足了檢定要求,但（dàn）裝置造（zào）價高,每（měi）台約100多萬元。實踐（jiàn）證明,其技術是可行的,但投資費用（yòng）及（jí）管（guǎn）理運行費用龐大, - .般計量檢定機構不可能普遍采用（yòng）。其二是風機孔板式，該裝置雖然造價不高,但準確度低,加之該類裝置（zhì）壓力損失大,而風源壓力低,故（gù）量程往（wǎng）往不能滿足（zú）檢定要求，**計量部門（mén）已（yǐ）確認這一一點（diǎn）。另外國內有些單（dān）位也在尋求用渦街流量計來代替噴嘴或孔板的嚐試，但使用參數尚不成熟。
為解決上述蒸（zhēng）汽計量檢定的難題，我們參與研製了LDQ- KJ- 100型氣體流量標準裝置。*次把氣渦輪流量計應用於氣體(含蒸汽)流量量值的傳遞中,並獲得了較為滿意的結果。
1氣體流量標（biāo）準（zhǔn）裝置（zhì）簡介
1.1裝置（zhì）的結構
該裝置（zhì）主要由風源、標準流量、被檢流量和數據（jù）處理（lǐ）等四部（bù）分組成,如圖1所示（shì）。風源部分由柴油機和（hé）羅茨鼓風機構成,靜壓力(表)為0.05 MPa,風量為40m3/min,滿足被（bèi）檢表流量上限要求。標準.流（liú）量部分由氣渦輪流量計、壓力（lì）表和溫度（dù）計等（děng）構成，以（yǐ）產生具有規定準確度的標準流量值。被（bèi）檢流量由被檢表(如（rú）分流旋（xuán）翼式蒸汽流量計)、壓力表溫度計和消音器等構成。數據處理部分由計算機、工作台等構成，此外還有手（shǒu）動（dòng）葫蘆、支架、閥（fá）門和管路等（děng）輔助部件。

1.2 裝置的工作原理
從風（fēng）源排出的具有--定流量的空氣（qì）經標（biāo）準表和被檢流量計時,在標準表中即產生一（yī）定頻率的電脈（mò）衝（chōng）信號,經與之配合的二次顯示儀表輸人電路放（fàng）大整形後,送人係數單元,把脈衝單位轉換為流量單位,再送入顯（xiǎn）示單元進行（háng）累計量的數字顯示,然後（hòu）通過介質換算係（xì）數及溫度、壓力等（děng）全麵修正得出流經（jīng）標準表的標準質量流量,再通過與被檢表的指示（shì）質量流量進行比較（jiào）,即可（kě）得出被檢表在該流量下的相對（duì）誤差。
1.3 裝置的主要技術指標(由河北省計量院認定（dìng）)
1)裝置風源流量（liàng）上限:40m'/min
2)風源壓力:0.035 ~0.05MPa
3)量（liàng）程:10 ~440L/s
4)流（liú）量穩定度:≤1%
5)裝置精確度:1.15% (置信（xìn）概率P=95% )壓力表為0.25級的標準壓力表,溫度計分度值為（wéi）0.1℃的二等標準溫度計。裝（zhuāng）置準確度的評定公式（shì）為（wéi）:

式中:δ為裝置的準確度;δ?為標準表的流速準（zhǔn）確度;δD為標準表前的管（guǎn）道內徑準確（què）度;δP為壓力表（biǎo）的準確度;δr為溫度計（jì）的準確度。
2氣體 流量標準裝（zhuāng）置的關鍵技術及創（chuàng）新
2.1標準流量部分是該裝置的關鍵
標準（zhǔn）表的選擇可以有多種（zhǒng）,本裝置選擇渦輪流量傳（chuán）感器做標準表,充分利用了該表（biǎo）量程（chéng）寬、壓力（lì）損失小。、易驅動、重複性好、便於控製和調節等諸多優點。一是擴展了裝（zhuāng）置的流量測（cè）量範圍,滿足了被檢表的量程要求;二是大大降低了標準表的成本。
2.2裝置的準確（què）度是裝置的主要技術指標
本（běn）裝（zhuāng）置的數據處理利（lì）用了計算機技術，在國（guó）內*次采用了國外流量界提出的一（yī）種（zhǒng）理論誤差跟（gēn）蹤法。其原理是:在流量（liàng）計的（de）性能穩定即重複性好（hǎo）的前提下,用（yòng）計算（suàn）機技術把該標準表檢定時流量標準值(相對真值)加以對應複現(標準表檢定時的檢（jiǎn）定點與作為標準表使用時的使用點相吻合),從而逐點消除了該表的係統誤差（chà）,隻剩下了隨機誤差(實際是重複性誤差)表征標準表的實際準確（què）度,這樣便將名義準確（què）度等級為1.5級的氣體氣渦輪流量計的準確度（dù）提高到了0.5%左右。
2.3空氣與蒸（zhēng）汽的換算 係數的確定
這是影響裝置準（zhǔn）確（què）度的一個（gè）重要因（yīn）素。我們在查閱了國內大量有關資料的基礎上,分別在（zài）空氣（qì）及蒸汽測（cè）量（liàng）裝置（zhì）上,進行了上百次係列實驗,通過對大量不同介質、不同流量（liàng）範圍及（jí）不同測量條件下的實驗數據（jù）,進行了回歸處理後,確定了（le）空氣-蒸汽換算的*佳換算係數,為氣渦輪（lún）流量計,以壓縮空氣為介質檢定蒸（zhēng）汽流量計提供了必要條件。
3氣體流量標準裝置的比對（duì）試驗數據
1)對同一台蒸汽流量計在該裝（zhuāng）置上的（de）檢定結果與蒸汽流量檢（jiǎn）定裝置上鑒定結果的比對如表（biǎo）1所示。該裝置準確度為1.25%。表1所列數據（jù）為誤差*大值。
2)裝置主要技（jì）術參數與同類裝置的比對,如表（biǎo）2所示。

4結論
1)用氣渦輪流量計作為傳（chuán）遞標準的該裝置,具（jù）有量程寬、壓損小（xiǎo）、重複性（xìng）好等優點,克服了其它類型裝置壓損（sǔn）大、量程不夠的缺陷，且造價低廉、其投資是音速噴嘴式裝置的20%左右。
2)對標準表（biǎo）的主要誤差（chà）項(係統誤差)采（cǎi）用（yòng）誤差跟蹤法進行了消除,大大（dà）提高了裝置（zhì）測（cè）量準（zhǔn）確度。
3)對蒸汽流量（liàng）量值傳遞中空氣-蒸汽換算係數,由大量實驗數據通過回歸處理來確定,置信度比較高。

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