玻璃管轉(zhuǎn)子流量計刻度示值的修正
以減小玻璃管轉(zhuǎn)子流量計的刻度示值誤差為目的,就兩種不同類型的轉(zhuǎn)子流量計,使用坐標(biāo)紙并結(jié)合詳細(xì)計算步驟討論了其修正方法。
玻璃管轉(zhuǎn)子流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、線性刻度、讀數(shù)直觀等特點,屬于變面積式流量計的一種,在工業(yè)計量中應(yīng)用***為廣泛。一般出廠時對玻璃管粗細(xì)均勻程度要求較高,但其粗糙的刻線使得其在使用中誤差非常大。由于玻璃管自身是錐體的,所以無法均勻分割刻線以達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)流量相接近的目的。為了達(dá)到預(yù)期使用目標(biāo),本著方便快捷、經(jīng)濟(jì)合理的原則,本文以 LZB-50和 LF 百分比型兩種流量計為例,采用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,介紹如何把刻度示值無限接近地修正到標(biāo)準(zhǔn)流量。
1.相關(guān)概念
刻度示值: 玻璃管或坐標(biāo)紙上標(biāo)刻的讀數(shù),單位為 m3 / h,有時也用百分比。
標(biāo)準(zhǔn)流量: 在 101 325 Pa,20 ℃ 狀態(tài)下的流量,單位為 m3 / h。
引用誤差: ( 刻度示值 - 標(biāo)準(zhǔn)流量) / 量程上限× 100% 。
2.LZB-50 型流量計
( 1) 把轉(zhuǎn)子流量計按玻璃管上的刻度示值做一遍檢定,得到如表 1 所示數(shù)據(jù),從中可以看出刻度示值為 “100”和 “80”時的引用誤差非常大,已經(jīng)無法正常使用 ( JJG 257—2007 《浮子流量計檢定規(guī)程》中規(guī)定引用誤差***大為 5% ) 。
( 2 ) 用坐標(biāo)紙測量一下玻璃管上刻度示值“100”與 “80”之間有多少小格( 1 小格 =1 mm) ,測得 “100”與 “80”之間有 66 mm。
(3 ) 把刻度示值 “100 ” 對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量080 m3 / h 減去刻度示值 “80”對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量 85. 764 m3 / h,計算出 “100”與”80”之間相
差的標(biāo)準(zhǔn)流量。即105. 080 - 85. 764=19. 316 m3 / h
( 4) 計算出刻度示值 “100”與 “80”之間每毫米對應(yīng)多少 m3 / h。即
19. 316 /66=0. 292 66 m3 / h
( 5) 以標(biāo)準(zhǔn)流量 105. 08 m3 / h 為基準(zhǔn),找出標(biāo)準(zhǔn)流量為 100 m3 / h 時對應(yīng)到玻璃管上的位置。即08 - 100=5. 08 m3 / h
08 /0. 292 66=17. 4 mm
6) 由 ( 5) 中的兩個式子可以得出,標(biāo)準(zhǔn)流量100 m3 / h 和 105. 080 m3 / h 時在玻璃管上的位置相差 17. 4 mm。在坐標(biāo)紙上找一起始刻線,并在玻璃管左側(cè)與 “100”橫豎對齊并固定好,從坐標(biāo)紙的起始刻線處向下移動 17. 4 mm,該位置就是標(biāo)準(zhǔn)流量為 100 m3 / h 時的位置,在此處畫一橫線作標(biāo)記,記數(shù)為 100。以后把浮子升到該位置就可較為準(zhǔn)確地得到 100 m3 / h 的標(biāo)準(zhǔn)流量。
7) 上述步驟只得到刻度示值 “100”的修正,同理可以得出 80 與 60,60 與 40,40 與 20 相差的距離,通過向下調(diào)整而得到所需修正值。如果我們認(rèn)為某點滿足使用不用修正,那么就可以對照玻璃管上的刻線直接畫過來。
( 8) 修正完所有刻度示值后,按照坐標(biāo)紙上的刻度示值重新檢定。得到如表 2 所示數(shù)據(jù),從中可看出刻度示值為 “100”與 “80”時的引用誤差已變?yōu)?/span> 0. 28% ,0. 39% ,明顯優(yōu)于修正前。
3.LF 百分比型流量計
按玻璃管上的百分比刻度做其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量,如表 3 所示。從表 3 可看出,假如需要60 m3 / h、50 m3 / h、40 m3 / h、30 m3 / h 的標(biāo)準(zhǔn)流量時,我們是無法較為準(zhǔn)確把浮子調(diào)到玻璃管上其對應(yīng)的位置的,因此需要通過下列步驟得到我們想要的結(jié)果。
( 1) 根據(jù)上述數(shù)據(jù)用 Excel 等軟件繪制 LF 曲線圖轉(zhuǎn)換成線性公式得出標(biāo)準(zhǔn)流量; 也可用下列公式 y = ax + b ( a 為直線斜率,b 為直線截距) 求出標(biāo)準(zhǔn)流量。
b=y - a x
式中: xi 為刻度示值,i= 1,2,…,6; yi 為標(biāo)準(zhǔn)流量;
n n
n=6; x=∑xi / n; y=∑yi / n。
i=1 i=1
2) 經(jīng)計算得 a=0. 710 4,b=0. 372 8,即y=
710 4x + 0. 372 8。我們已經(jīng)知道刻度示值 “10”
對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量為 7. 450 7 m3 / h,那么只要以此為基準(zhǔn),向上找出 60 m3 / h、50 m3 / h、40 m3 / h、 30 m3 / h與 7. 450 7 m3 / h 之間的距離即可。
( 3) 由 ( 2) 中式子得出 x = ( y - 0. 372 8) / 0. 710 4,把所求的流量點流量 ( 60 m3 / h,50 m3 / h,40 m3 / h,30 m3 / h) 依次設(shè)為 y 值,得 x 值分別為 83. 9 mm,69. 8 mm,55. 7 mm,41. 7 mm。
( 4) 在坐標(biāo)紙上找一起始位置,并在玻璃管刻線左或右側(cè)與刻度示值 “10 ”橫豎對齊并固定好,用鉛筆做一標(biāo)記,記數(shù)為 10 。因為我們不需要找這個流量點,所以全部標(biāo)完后要擦除該記數(shù)。
5) 以記數(shù)為 10 的起始刻線為基準(zhǔn),向上到41. 7,55. 7,69. 8,83. 9 mm 處時分別做標(biāo)記,畫一橫線,這些橫線標(biāo)記即為所求流量點,記數(shù)30 m3 / h,40 m3 / h,50 m3 / h,60 m3 / h。
LF 曲線圖如圖 1 所示。
4.結(jié)論
利用價格低廉的坐標(biāo)紙在玻璃管上標(biāo)注刻線,克服了玻璃管流量計自身出廠時的缺陷,更加有效地提高了流量計的精度,為工業(yè)計量節(jié)約了采買新流量計的成本。