環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度下的特性變化研究

摘要：為了研究高精度環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度下的特性變化，以山東省計量院的DN50～DN400熱水流量標準裝置為實(shí)驗平臺，對橫河DN40、科隆DN80、西門(mén)子DN100三塊0.2級環(huán)保污水專(zhuān)用流量計進(jìn)行研究。采用熱水流量標準裝置質(zhì)量法測試環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度及流速下的儀表系數和重復性。通過(guò)實(shí)驗分析得出：環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數隨介質(zhì)溫度的升高逐漸降低；儀表系數在高溫以及低溫處受影響明顯，DN40環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數本次實(shí)驗高低溫處最大變化量約為0.7%；在環(huán)保污水專(zhuān)用流量計對應的流量范圍內，儀表系數受介質(zhì)流速變化的影響不超過(guò)±0.2%等。通過(guò)實(shí)驗分析，對環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的特性有了深入的了解，對流量計量器具的標定以及相關(guān)的實(shí)驗工作有著(zhù)積極的作用。
環(huán)保污水專(zhuān)用流量計由于測量精度高，壓損小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于國家法定計量機構和相關(guān)計量器具生產(chǎn)企業(yè)中。根據環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的測量原理，通常認為環(huán)保污水專(zhuān)用流量計所測流量不受溫度、流速等諸多因素的影響，但相關(guān)研究文獻卻幾乎沒(méi)有。而在實(shí)驗過(guò)程中發(fā)現，溫度等因素對高精度環(huán)保污水專(zhuān)用流量計測量還是有著(zhù)一定的影響，因此，有必要對高精度環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的溫度等影響因素進(jìn)行實(shí)驗研究分析。
山東省計量院的DN50～DN400熱水流量標準裝置，口徑與測量不確定度國際領(lǐng)先。質(zhì)量法流量測量范圍為(0.1～1200)m3/h，低溫制冷裝置最低可達5℃，高溫加熱裝置最高可達85℃，滿(mǎn)足環(huán)保污水專(zhuān)用流量計實(shí)驗流量點(diǎn)及溫度點(diǎn)的測量要求。該標準裝置為研究高精度環(huán)保污水專(zhuān)用流量計流量在不同溫度點(diǎn)下的特性提供了良好的實(shí)驗平臺。
1、實(shí)驗設計
以山東省計量院DN50～DN400熱水流量標準裝置為實(shí)驗平臺，環(huán)保污水專(zhuān)用流量計共3塊，分別為橫河DN40環(huán)保污水專(zhuān)用流量計，科隆dn80環(huán)保污水專(zhuān)用流量計，西門(mén)子DN100環(huán)保污水專(zhuān)用流量計，精度均為0.2級。3塊環(huán)保污水專(zhuān)用流量計經(jīng)過(guò)多次校準比對，性能穩定。對電流量計在10、20、50、80℃，4個(gè)溫度點(diǎn)下進(jìn)行儀表系數及重復性測量，根據JJG643-2003《標準表法流量標準裝置》的要求選取流量點(diǎn)。
2、實(shí)驗研究
實(shí)驗利用熱水流量標準裝置質(zhì)量法標定環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數和重復性，主要測試其在不同溫度及不同流速下的儀表系數及重復性的變化規律。單塊標準表在同一溫度點(diǎn)下，每個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行10次儀表系數測量，計算該流量點(diǎn)下的平均儀表系數及重復性，將所有流量點(diǎn)測量完成后，得到該環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在此溫度點(diǎn)下的儀表系數及重復性的實(shí)驗數據。依次變換環(huán)保污水專(zhuān)用流量計及溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，得到不同環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度下的儀表系數及重復性數據。
2.1 儀表系數分析
將實(shí)驗測得的環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度及流速下的儀表系數數據整理，特性曲線(xiàn)如圖1所示，3組曲線(xiàn)分別對應DN40、DN80、DN100的3塊環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數曲線(xiàn)。

由圖1可得：
(1) 隨著(zhù)介質(zhì)溫度的升高，環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數均呈逐漸降低的趨勢。其中20℃和50℃的儀表系數基本相同，10℃和80℃的儀表系數與20℃時(shí)偏離較大。
(2) 溫度對環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數在高溫以及低溫處影響明顯，以DN40環(huán)保污水專(zhuān)用流量計為例，儀表系數本次實(shí)驗高低溫處最大變化量約為0.7%。
(3) 在環(huán)保污水專(zhuān)用流量計相應的流量范圍內，在同一溫度下，隨著(zhù)介質(zhì)流速的變化，環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數在個(gè)別點(diǎn)出現略微浮動(dòng)，但整體變化不超過(guò)±0.2%。
2.2 重復性分析
將實(shí)驗測得的環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度及流速下的重復性數據整理，特性曲線(xiàn)如圖2所示，3組曲線(xiàn)分別對應DN40、DN80、DN100的3塊環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的重復性曲線(xiàn)。

由圖2可得，隨著(zhù)介質(zhì)溫度及流速的變化，環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的重復性有一定的波動(dòng)，但都在0.07%以下，符合JJG1033-2007《環(huán)保污水專(zhuān)用流量計》的重復性要求，說(shuō)明環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的重復性受溫度及流速影響較小，同時(shí)表明該熱水流量標準裝置在不同溫度點(diǎn)下的測量性能穩定。
3、結束語(yǔ)
通過(guò)測試結果分析得出：
(1) 隨著(zhù)介質(zhì)溫度的升高，環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數均呈逐漸降低的趨勢。
(2) 溫度對環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數在高溫以及低溫處影響明顯，DN40環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的儀表系數本次實(shí)驗高低溫處最大變化量約為0.7%。
(3) 在環(huán)保污水專(zhuān)用流量計對應的流速范圍內，儀表系數受介質(zhì)流速變化的影響不超過(guò)±0.2%。
(4) 環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的重復性均在0.07%以下，符合重復性要求，說(shuō)明環(huán)保污水專(zhuān)用流量計的重復性受溫度及流速影響較小，同時(shí)表明該熱水流量標準裝置在不同溫度點(diǎn)下的測量性能穩定。
通過(guò)實(shí)驗分析，對環(huán)保污水專(zhuān)用流量計在不同溫度、流速下的實(shí)驗特性有了深入的了解，為標準表在實(shí)際工況下的特性提供了詳實(shí)的實(shí)驗數據的支持。這對流量計量器具的標定以及相關(guān)的標準表實(shí)驗工作都有著(zhù)積極的作用。

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