乙醇管道流量計不同檢測方式結果

摘要：音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置是采用氣路循環(huán)經(jīng)過(guò)渦輪流量計到噴嘴，然后到氣泵抽氣的全過(guò)程進(jìn)行檢定。采用的是負壓法檢定乙醇管道流量計，也是目前檢定流量計的重要方法之一，用之比較廣泛。鐘罩式氣體流量標準裝置采用的是正壓法，它是用一定體積量的標準氣體流經(jīng)渦輪流量計，從而實(shí)現了對流量計的檢定，其本身流量范圍比較小，適合檢定口徑比較小的流量計，符合流量計在實(shí)際工作中的狀態(tài)。本文就兩種檢測方法，檢定同一渦輪流量計的結果進(jìn)行分析比較，同時(shí)對測量結果進(jìn)行不確定度評定，為以后的研究做出了一定的指導意義。
鐘罩式氣體流量標準裝置（如圖1）是以氣體為介質(zhì)，對氣體流量計進(jìn)行檢定、校準和檢驗的標準設備。一般有鐘罩、液槽、發(fā)訊機構、壓力補償機構、氣源和試驗管路構成。裝置是由可動(dòng)的鐘罩和固定的液槽構成一個(gè)容積可變的密封空腔。鐘罩下降過(guò)程中通過(guò)壓力補償機構，使其內部氣體壓力保持一定值，不隨鐘罩浸入密封液中的深度而變化。鐘罩兩擋板之間的容積是固定的，測出兩擋板先后通過(guò)光電發(fā)訊器所經(jīng)歷的時(shí)間，可計算出瞬時(shí)流量。
音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置（如圖2）是以潔凈空氣為介質(zhì)，其檢測原理是用真空泵1將空氣由被檢表的上游直管段入口吸入，經(jīng)過(guò)被檢表前直管段、被檢表11和被檢表下游直管段進(jìn)入滯止容器8，在滯止容器的下游，有一組音速?lài)娮?，控制音速?lài)娮煜掠蔚拈_(kāi)掛閥門(mén)4，可以任意選擇所要開(kāi)關(guān)的音速?lài)娮?，以達到改變被檢表流量的目的，滯止容器需要測溫6測壓7，代入公式計算可以得到通過(guò)音速?lài)娮斓馁|(zhì)量流量，從而實(shí)現對被檢表的檢定。


1概述
1.1測量依據：
JJG1037-2008《渦輪流量計》。
1.2環(huán)境條件
大氣溫度為（23.5±1）℃；大氣相對濕度為（38±1）%RH；大氣壓為(93.2±0.5)kPa，檢定用介質(zhì)溫度（18.5±0.2）℃；電源電壓應為(220±22)V，電源頻率應為(50±2.5)Hz；外界磁場(chǎng)、機械振動(dòng)小到對流量計的影響可以忽略不計。
1.3測量標準
0.1級鐘罩式氣體流量標準裝置，測量范圍：（0.5~120）m3/h、DN（25～80）mm，檢定介質(zhì)：空氣。
0.25級音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置，測量范圍：（0.1-15000）m3/h、DN（15～400）mm，檢定介質(zhì)：潔凈空氣
1.4被測對象
依據JJG1037-2008渦輪流量計檢定規程，上述0.1級鐘罩式氣體流量標準裝置能夠開(kāi)展的乙醇管道流量計準確度等級為（0.5-1.5）級。因此選用DN25mm，流量范圍為（0.5～15.0）m3/h，1.5級的乙醇管道流量計。
1.5渦輪流量計工作原理及特點(diǎn)
渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類(lèi),當被測流體流過(guò)渦輪流量計傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線(xiàn)，改變線(xiàn)圈的磁通量，根據電磁感應原理，在線(xiàn)圈內將感應出脈動(dòng)的電勢信號，即電脈沖信號，此電脈動(dòng)信號的頻率與被測流體的流量成正比。乙醇管道流量計具有精度高、重復性好、無(wú)零點(diǎn)漂移、高量程比等優(yōu)點(diǎn)。渦輪流量計擁有高質(zhì)量軸承、特別設計的導流片，因此極大降低了磨損，對峰值不敏感，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測量變量。渦輪流量計輸出信號為脈沖，易于數字化。渦輪流量計壓力損失小，葉片能防腐，可以測量粘稠和腐蝕性的介質(zhì)。
1.6測量過(guò)程
在規定的環(huán)境條件下，按JJG1037-2008渦輪流量計檢定規程，將渦輪流量計安裝在（音速?lài)娮旆ǎ怏w流量標準裝置上，保證流量計與前后直管段同軸安裝。以空氣為檢定介質(zhì)，調節流量點(diǎn)至最大流量的70%流量點(diǎn)，運行5min，等待介質(zhì)溫度、壓力和流量穩定后進(jìn)行正式檢定。
依據檢定規程，1.5級的渦輪流量計檢定流量點(diǎn)分別為：qmin、qt、0.40qmax和qmax。對于量程比≤20：1的流量計，其分界流量qt=0.2qmax。將在第i點(diǎn)第j次測得的被檢流量計脈沖信號與標準氣體流量裝置在該點(diǎn)該次測得的標準體積流量之比作為第i點(diǎn)第j次測量的儀表系數。每個(gè)檢定流量點(diǎn)檢定3次，取其平均值作為該流量點(diǎn)的儀表系數。
2建立數學(xué)模型
2.1數學(xué)模型

K為第i次測量被檢流量計的儀表系數，(m3)-1；
Ni為第i次測量被測流量計顯示儀表測得的脈沖數；
Vi為第i次測量標準裝置的累積流量值，m3；
2.2傳播率公式

3鐘罩式氣體流量標準裝置輸入量的相對不確定度的評定
3.1輸入量Ni的相對不確定度urei(Ni)評定
輸入量Ni的不確定度來(lái)源主要是流量計測量的不重復性，采用A類(lèi)評定方法評定。
用一臺DN25mm，測量范圍為：（0.5～15）m3/h的乙醇管道流量計，流量選擇在最大流量的100%處測量60秒，累計流量250L，用工控測量設備連續測量6次得到的一組測量列，如表1所示。

3.2輸入量Vi相對不確定度urei(Vi)的評定
輸入量Vi相對不確定度Urei(Vi)不確定度主要來(lái)源于氣體流量標準裝置的測量誤差，其不確定度采用B類(lèi)方法評定。
由于廠(chǎng)家給出該氣體流量標準裝置的擴展不確定度U=0.1%；k=2。
所以Urei(Vi)=0.1%/2=0.05%根據以上標準不確定度分量匯總見(jiàn)表2．

3.3合成相對標準不確定度

3.4其他給點(diǎn)的測量結果（如表3所示）

3.5擴展不確定度的評定
取其測量結果重復性作為其最大值，則擴展不確定度為：
U(K)=0.21%×2=0.42%；K=2
4.音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置輸入量的相對不確定度的評定
4.1輸入量Ni的相對不確定度Urei（N）評定
輸入量Ni的不確定度來(lái)源主要是流量計測量的不重復性，采用A類(lèi)評定方法評定。
用一臺DN25mm，測量范圍為：（0.5～15）m3/h的乙醇管道流量計，流量選擇在最大流量的100%處測量60秒，累計流量250L，用工控測量設備連續測量6次得到的一組測量列，如表4．

4.2輸入量Vi相對不確定度urei(Vi)的評定
輸入量Vi相對不確定度Urei(Vi)不確定度主要來(lái)源于氣體流量標準裝置的測量誤差，其不確定度采用B類(lèi)方法評定。
于廠(chǎng)家給出該氣體流量標準裝置的擴展不確定度U=0.25%；k=2。
所以Urei(Vi)=0.125%/2=0.05%
據以上標準不確定度分量匯總見(jiàn)表5。

4.5擴展不確定度的評定
取其測量結果重復性作為其最大值，則擴展不確定度為：
U（K）=0.257%×2=0.54%；k=2
5.結論
（1）鐘罩式氣體流量標準裝置測得乙醇管道流量計的擴展不確定度為0.42%（k=2）；音速?lài)娮旆怏w流量標準裝置測得乙醇管道流量計的擴展不確定度為0.54%（k=2）；兩種測量結果都滿(mǎn)足規程的要求，說(shuō)明了其檢測結果都可信。
（2）鐘罩式標準裝置在在檢測的過(guò)程中，來(lái)回升降好多次，耗費時(shí)間比較長(cháng)檢測效率大大下降；而音速?lài)娮煅b置耗時(shí)較短，減低了勞動(dòng)強度，提高了了檢測效率。
（3）兩種檢測方法都可以說(shuō)明，無(wú)論選擇哪種檢測方式，都能達到預期效果。

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