渦輪流量計作為標準表的氣體流量標準裝置

標準表法氣體流量標準裝置基本工作原理的基礎上對裝置結構進行了設計,重點對裝置管道壓力損失進行了分析計算,對風機選型進行了分析,對裝置整體不確定度分配進行了計算,并確定了標準表、溫度傳感器和壓力傳感器的選型方案。給出了對裝置進行流量穩定性測試及儀表檢定實驗的結果。對標準表法流量標準裝置的普及應用及對流量計研究水平的整體提高有重要意義。介紹了以渦輪流量計作為標準表的氣體流量標準裝置的組成及工作原理,重點分析了這種裝置的不確定度。提出了采用并聯標準表法不會降低裝置的精度,給出了提高標準表法氣體流量標準裝置精度的方法。

標準裝置按計量器具可分為稱量法、容積法和標準表法。其中,標準表法流量標準裝置是傳遞標準裝置。它利用流體力學連續性原理,將標準表和被檢表串聯,由標準表和相關參數測量儀表給出標準流量,與被檢表輸出的流量比較,確定被檢表的技術指標。與其它方法的流量標準裝置相比具有結構簡單、工作效率高、操作方便、投資少和建設周期短的優點,特別是可以給出更寬的流量范圍。

標準表法流量標準裝置結構簡單、投資少、建設周期短,特別適合于中小型儀表生產廠家對儀表的檢定。為了對不同口徑、不同原理的氣體流量計進行檢定、性能測試,本文設計了標準表法氣體流量標準裝置并對管道壓力損失進行了分析計算,對風機選型進行了分析,對裝置整體不確定度分配進行了計算,并確定了標準表、溫度傳感器和壓力傳感器的選擇方案,給出了對裝置進行流量穩定性測試及儀表檢定實驗的結果。

裝置概述及組成

標準表法氣體流量標準裝置[2](以下簡稱裝置)主要由流量標準器、試驗管路、流體源、計時器、控制設備及數據采集處理系統組成。本氣體渦輪流量計流量標準裝置采用的是負壓標準表法,其設計及檢定的依據是JJG643—2003《標準表法流量標準裝置》。設計的流量范圍為5～4800m3/h,兩個校準臺位,可對DN25～DN250的氣體流量計進行檢定。裝置的準確度為0.25%,可檢定0.5級及以下的工業用氣流量計,包括渦輪流量計、腰輪流量計和渦街流量計等。當被檢流量計帶有脈沖輸出時,由系統中的程控器直接進行脈沖采集,并進行相應的比對及數據處理。對于無脈沖輸出的流量計,裝置采用數碼攝影方法進行讀數。裝置配置系統如圖1所示。

渦輪流量計工作原理將被檢流量計安裝到試驗管路中,以標準流量計為標準器,使流體連續通過標準流量計和被檢流量計,比較兩者的輸出瞬時流量值,或比較一段時間內的累積流量值,從而確定被檢流量計的計量性能。