在實(shí)際工作中，由于工作習慣或是其他原因，不少人采用前調氣體的流量來(lái)檢定玻璃管轉子流量計。在檢定中對氣體流量的調節，前調和后調都能起到調節流量的作用，但是前調和后調到底有多大的差異，沒(méi)有確定的論證。針對這一問(wèn)題，筆者通過(guò)實(shí)驗，利用容積法對玻璃管轉子流量計進(jìn)行檢定，根據實(shí)測數據結合建立的數學(xué)模型，對前調與后調流量?jì)煞N方法進(jìn)行了對比分析。
一、玻璃管轉子流量計的檢定原理及數學(xué)模型
玻璃管轉子流量計的檢定依據JJG257-2007《轉子流量計》檢定規程進(jìn)行，檢定時(shí)采用鐘罩式氣體流量標準裝置。鐘罩式氣體流量標準裝置在我國大量使用，是氣體流量計量的傳遞標準和氣體流量計檢定的主要設備之一。這種裝置的工作壓力一般小于10000Pa，zui大流量取決于鐘罩的體積大小及測試技術(shù)。根據目前國內的資料及現實(shí)的實(shí)驗條件，其鐘罩作為標準測量的zui大流量可達4500m3/h，裝置的準確度優(yōu)于±0.5%。
鐘罩式氣體流量標準裝置檢定玻璃管轉子流量計的工作原理是，首先打開(kāi)進(jìn)氣閥，關(guān)閉出氣閥，開(kāi)動(dòng)氣泵使氣體通過(guò)導管流入氣體流量標準裝置的工作量器內，當鐘罩上升到zui高位置時(shí)，關(guān)閉氣泵，停止一段時(shí)間后，待標準容器內氣體的溫度穩定時(shí)，開(kāi)始檢定流量計。鐘罩式氣體流量標準裝置本身是一個(gè)恒壓源并給出標準容積的裝置。打開(kāi)出氣閥和調節閥，鐘罩以一定的速度下降，到達預定位置開(kāi)始計時(shí)，流量計開(kāi)始計數，到達預定位置時(shí)，停止計時(shí)、計數測出鐘罩排出的氣體體積、溫度和時(shí)間，鐘罩內的氣體通過(guò)導氣管經(jīng)被檢定的流量計流入大氣，計算出流量計在刻度狀態(tài)下的實(shí)際流量和示值誤差。實(shí)際流量值Q(m3/h)可根據式(1)計算得出：
式中：V——流量標準裝置內排出的氣體體積，m3；τ——在排出裝置內的時(shí)間，h；PN、PS、Pm——標準狀態(tài)下、流量標準裝置內和流量計前的氣體壓力，Pa，PN=101325Pa；TN、TS、Tm——標準狀態(tài)下、流量標準裝置內和流量計前的氣體溫度，K，TN=273.15+20=293.15K。
將實(shí)際流量值Q與被檢流量計的顯示值Q′相比較，利用式(2)可計算出被檢流量計示值相對誤差為
式中：δV——被檢流量計示值相對誤差；Q′——被檢流量計的顯示值；Q——實(shí)際流量值。
二、實(shí)驗數據處理
1.氣體測量刻度換算
玻璃管轉子流量計由于受其制造廠(chǎng)家標定設備的限制，通常只能用水或空氣進(jìn)行標定。所以，試驗中所用的檢定介質(zhì)為非標定介質(zhì)，應對轉子流量計讀數進(jìn)行修正，也稱(chēng)為刻度換算。本實(shí)驗中標準狀態(tài)下的檢定點(diǎn)為1000L/h，氣體的密度受壓力、溫度變化的影響較大，因此，測量不同氣體時(shí)要進(jìn)行刻度換算。流量計的換算問(wèn)題，實(shí)際上就是對于不同的流體浮子處于同一高度時(shí)，所反映出的流量值不同。這里使用了簡(jiǎn)化后的刻度氣體換算公式，忽略了黏度對氣體的影響。在實(shí)驗時(shí)將檢定溫度設為常溫，但介質(zhì)不是干空氣，所以要對流量示值進(jìn)行修正，可用式(3)求出檢定介質(zhì)的修正值。
式中：qv0——流量計的氣體示值(流量或輸出信號所對應的流量)；ρ01——使用氣體在刻度狀態(tài)下的密度；qv、P、T——工作狀態(tài)下的氣體流量換算到標準狀態(tài)下的流量、被測氣體的壓力(即表壓力與大氣壓力之和)及溫度；ρ0、P0、T0——標準狀態(tài)下被測干氣體的密度、壓力及開(kāi)爾文溫度，P0=101325Pa。
標準狀態(tài)下氧氣的密度為1.331kg/m3，二氧化碳的密度為1.829kg/m3，空氣的密度為1.205kg/m3，根據式(3)，可以得到氧氣修正后的檢定點(diǎn)為945.44L/h，二氧化碳修正后的檢定點(diǎn)為806.53L/h。
對于前調和后調流量，以每組中4次實(shí)際流量值的平均值作為前調和后調zui后的實(shí)際流量值，避免粗大誤差對實(shí)驗結果的影響。同理根據式(2)，二氧化碳修正后檢定點(diǎn)的值為806.53L/h，由圖2中前調的平均值與后調平均值可得二氧化碳的示值誤差：前調為14.3%，后調為7.0%，其計算過(guò)程與氧氣的示值誤差計算過(guò)程相同。
對二氧化碳的數據分析可知前調流量平均值為705.81L/h，后調流量平均值為867.41L/h，較之于二氧化碳刻度修正后的檢定點(diǎn)，后調流量與密度修正后檢定點(diǎn)806.53L/h的值更為接近。前調流量相對誤差為14.3%，后調流量相對誤差為7.0%。二氧化碳的實(shí)驗結果充分證明了在檢定玻璃管轉子流量計時(shí)，使用后調流量可使相對誤差大大減小，檢定結果更加準確。
三、結束語(yǔ)
實(shí)驗結果證明，在檢定玻璃管轉子流量計時(shí)，看似沒(méi)有差別的兩種調節方法，其檢定結果差異很大，對于檢定結果的準確性而言，后調流量遠遠優(yōu)于前調流量。實(shí)際檢定時(shí)，建議將前調控制閥*打開(kāi)，使用后調流量調節閥。
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