什么裝置檢定浮子流量計(jì)
摘 要: 介紹了一種型號(hào)為 LB311非水液體浮子流量計(jì)檢定裝置 ,該裝置基于標(biāo)準(zhǔn)表法 ,采用一大一小離心泵來(lái)提供穩(wěn)流源 ,用渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表來(lái)檢定浮子流量計(jì) ,測(cè)試流量范圍寬; 采用三閥調(diào)節(jié)系統(tǒng) ,調(diào)節(jié)精度高。
在計(jì)量檢定部門或者企業(yè)內(nèi)部 ,需要檢定浮子流量計(jì)。 目前浮子流量計(jì)檢定裝置大多設(shè)計(jì)精度不高 ,這樣就不能滿足需要檢定浮子流量計(jì)的場(chǎng)合 ,基于此 ,我們?cè)O(shè)計(jì)了基于標(biāo)準(zhǔn)表法的流量檢定裝置。
1、系統(tǒng)的原理和構(gòu)成：
浮子流量計(jì)的測(cè)量原理是: 在一根垂直的錐形管內(nèi)裝有可上下浮動(dòng)的轉(zhuǎn)子 ,當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐形管時(shí) ,被轉(zhuǎn)子節(jié)流 ,在轉(zhuǎn)子的上下游之間產(chǎn)生壓差 ,轉(zhuǎn)子在此壓差下上升 ,當(dāng)壓差和轉(zhuǎn)子所受的重力、浮力以及粘性力三者的合力相等時(shí) ,轉(zhuǎn)子處于平衡位置 ,讀取轉(zhuǎn)子的高度刻度就可以知道對(duì)應(yīng)的流量。 其測(cè)量原理示意圖如圖 1所示。
浮子流量計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)由控制柜、標(biāo)準(zhǔn)流量源系統(tǒng)和車體三大部分組成。 系統(tǒng)的原理圖如圖 2所示。
控制柜部分用來(lái)控制泵 1和泵 2的啟動(dòng)和停止 ,可以根據(jù)被檢浮子流量計(jì)的流量范圍選擇開(kāi)啟泵 1、泵 2 或者同時(shí)開(kāi)啟 ,以適應(yīng)不同的流量檢定范圍。
控制柜有總電源開(kāi)關(guān)、上下游壓力超限報(bào)警器、溫度超限報(bào)警器。系統(tǒng)上游壓力超過(guò) 0. 36 M Pa 時(shí)壓力超限報(bào)警器報(bào)警 ,當(dāng)系統(tǒng)上游壓力超過(guò) 0. 40 M Pa 時(shí)壓力顯示儀表控制繼電器切斷泵的供電 ,防止系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)壓 ,而且系統(tǒng)溫度達(dá)到 50℃時(shí)溫度顯示儀表控制繼電器輸出切斷電源以保證系統(tǒng)的安全。
流量源系統(tǒng)為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量源 ,包括泵 1、泵 2、油箱和穩(wěn)壓容器。泵 1的功率為 3 kW,泵 2的功率為 2. 5 kW ,油箱的容積為 2 m3 ,穩(wěn)壓容器的容積為 1m3 ,油箱和穩(wěn)壓容器除了具有儲(chǔ)蓄和穩(wěn)壓的功能之外 ,還具有散熱的作用 ,從而使系統(tǒng)能持續(xù)處在熱平衡狀態(tài) ,尤其是在檢定介質(zhì)是可燃易爆液體時(shí) ,更加要注意系統(tǒng)的溫度不能過(guò)高。
在被檢浮子流量計(jì)的上下游 ,分別安裝有溫度和壓力傳感器 ,可以隨時(shí)顯示溫度和壓力值 ,并在控制柜面板的壓力溫度顯示儀表上讀數(shù)記錄 ,以便為后續(xù)的散熱面積的計(jì)算公式如下:
| H | 5. 5× 103 | 2 | ||
| A = | K t = | 15× 30 | ≈ 12 ( m ) | |
式中: A 為容器表面積 , m2; H 為系統(tǒng)需要散掉的熱量 , 本文中 H= 5. 5 kW; t 為油溫***高以 55℃計(jì)算時(shí) ,和常溫 25℃的差 , 即 t = 30℃; K 為散熱系數(shù) , W /( m2· ℃ )。 散熱系數(shù)因容器周圍通風(fēng)條件的好壞而不同 ,本系統(tǒng) K 取 15 W /( m2· ℃ )。
考慮到管路的散熱,我們?cè)O(shè)計(jì)油箱體積為 2 m3 ,穩(wěn)壓容器容積為 1 m3 ,可以滿足散熱表面積 12 m2 的要求。
車體部分內(nèi)部有三支標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì) ,渦輪流量計(jì)具有重復(fù)性好、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn) ,根據(jù)被檢浮子流量計(jì)的不同流量范圍選擇不同口徑的渦輪流量計(jì)和顯示儀表。
1～ 10 L /min←→H6 mm
8～ 80 L /min←→H15 mm
40～ 500 L /min←→H40 m m
采用主調(diào)節(jié)、微調(diào)節(jié)以及旁路調(diào)節(jié)相結(jié)合的調(diào)節(jié)系統(tǒng) ,流量調(diào)節(jié)范圍為 1～ 500 L / min,流量測(cè)量準(zhǔn)確度為 0. 25% 。
檢定數(shù)據(jù)的換算和補(bǔ)償做準(zhǔn)備。
2、試驗(yàn)結(jié)論和不確定度分析：
表 1
| 測(cè)量點(diǎn) | 500 | 250 | 80 | 40 | 8 | 4 | 1 |
| L /min | |||||||
| 穩(wěn)定性 %/ | 0. 08 | 0. 18 | 0. 03 | 0. 18 | 0. 08 | 0. 17 | 0. 20 |
表 2
| 序 | 輸入量的標(biāo)準(zhǔn) | 靈敏系數(shù) | |cr ( xi )|ur ( xi ) /% | ||
| 來(lái)源 | 不確定度 | ||||
| 號(hào) | cr ( xi ) | ||||
| ur ( xi ) /% | |||||
| 1 | 檢定標(biāo)準(zhǔn)表裝置 | 0. | 025 | – 1 | 0. 025 |
| 2 | 標(biāo)準(zhǔn)表定點(diǎn)儀表 | 0. 03953 | 1 | 0. 03953 | |
| 系數(shù) | |||||
| 3 | 標(biāo)準(zhǔn)表內(nèi)插儀表 | 0. | 087 | 1 | 0. 087 |
| 系數(shù) | |||||
| 4 | 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)處溫 | 1. 15 | – 0. 005 | 0. 00575 | |
| 度測(cè)量 | |||||
| 5 | 被檢流量計(jì)處溫 | 1. 15 | 0. 005 | 0. 00575 | |
| 度測(cè)量 | |||||
| 6 | 標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)處壓 | 0. | 035 | 0. 000245 | 0. 00000857 |
| 力測(cè)量 | |||||
| 7 | 被檢流量計(jì)處壓 | 0. | 035 | – 0. 00024 | 0. 0000085 |
| 力測(cè)量 | |||||
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 0. 0991% ; 擴(kuò)展不確定度為 0. 198% , k= 2經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可知 , 系統(tǒng)能達(dá)到技術(shù)協(xié)議要求的檢定流量范圍在 1～ 500 L /min ; 溫度壓力的測(cè)量值穩(wěn)定 ,系統(tǒng)的熱平衡條件容易滿足; 流量的穩(wěn)定性比較好 ,各點(diǎn)的穩(wěn)定度和不確定度分別如表 1、表 2所示。