氣體真人AG网址的不同檢測方式測量結果特性分

【摘 要】音速喷嘴法氣體流量標准裝置是采用气路循环经过真人AG网址到喷嘴,然后到气泵抽气的全过程进行检定。采用的是负压法检定真人AG网址,也是目前检定流量计的重要方法之一,用之比较广泛。钟罩式氣體流量標准裝置采用的是正压法,它是用一定体积量的标准氣體流经真人AG网址,从而实现了对流量计的检定,其本身流量范围比较小,适合检定口径比较小的流量计,符合流量计在实际工作中的状态。本文就两种檢測方法,检定同一真人AG网址的结果进行分析比较,同时对測量结果进行不確定度评定,为以后的研究做出了一定的指导意义。

Abstract:The method of sonic nozzle gas flow standard device is to use pneumatic loop through the turbine flowmeter to the nozzle, and then to the whole process of pump suction for verification. Test of turbine flow meter is negative pressure method, is also one of the important methods of verification flow meter at present, with the more extensive. Bell jar type gas flow standard device USES a positive pressure method, it is to use a certain volume of standard gas flows through the turbine flowmeter, and realizes the calibration of flowmeter, its flow range is small, is suitable for the flow meter calibration diameter smaller, in line with the flow meter in the actual work condition. In this paper, two methods of testing, test analyzes and compares the results of the same turbine flowmeter to uncertainty evaluation of measurement results, at the same time made a certain guiding significance for future research..
 
Key words:Sonic Nozzle  Bell  Uncertainty of Measurement Results

  钟罩式氣體流量標准裝置(如图1)是以氣體为介质,对氣體流量计进行检定、校准和检验的标准设备。一般有钟罩、液槽、发讯机构、压力补偿机构、气源和试验管路构成。装置是由可动的钟罩和固定的液槽构成一个容积可变的密封空腔。钟罩下降过程中通过压力补偿机构,使其内部氣體压力保持一定值,不随钟罩浸入密封液中的深度而变化。钟罩两挡板之间的容积是固定的,测出两挡板先后通过光电发讯器所经历的时间,可计算出瞬时流量。
  音速喷嘴法氣體流量標准裝置(如图2)是以洁净空气为介质,其檢測原理是用真空泵1将空气由被检表的上游直管段入口吸入,经过被检表前直管段、被检表11和被检表下游直管段进入滞止容器8,在滞止容器的下游,有一组音速喷嘴5,控制音速喷嘴下游的开挂阀门4,可以任意选择所要开关的音速喷嘴,以达到改变被检表流量的目的,滞止容器需要测温6测压7,代入公式计算可以得到通过音速喷嘴的质量流量,从而实现对被检表的检定。
1-钟罩 2-标尺 3-挡板 4-电讯发生器 5-液槽 6-调 节阀门 7-底座 8-滑轮 9-导柱 10-外导轮 11-水位  计 12-水平重锤 13-压力补偿机构 14-温度计  图1 钟罩式氣體流量標准裝置
1-鍾罩 2-標尺 3-擋板 4-電訊發生器 5-液槽 6-調
节阀门 7-底座 8-滑轮 9-导柱 10-外导轮 11-水位
 
计 12-水平重锤 13-压力补偿机构 14-温度计
 
圖1 鍾罩式氣體流量標准裝置

图2 音速喷嘴法氣體流量標准裝置

圖2 音速噴嘴法氣體流量標准裝置

1、 概述:
 
1.1、測量依據:JJG1037-2008 《真人AG网址》。
 
1.2、環境條件:

 
  大气温度为(23.5±1)℃;大气相对湿度为(38±1)%RH;大气压为(93.2±0.5)kPa,检定用介质温度(18.5±0.2)℃;电源电压应为(220±22)V,电源频率应为(50±2.5)Hz;外界磁场、机械振动小到对流量计的影响可以忽略不计。
 
1.3、測量標准:
   0.1级钟罩式氣體流量標准裝置,測量范围:
(0.5~120) m3/h、 DN(25~80)mm,检定介质:空气。0.25级音速喷嘴法氣體流量標准裝置,測量范围:(0.1-15000)m3/h、DN(15~400)mm,檢定介質:潔淨空氣
 
1.4、被測對象:
 依據JJG1037-2008真人AG网址檢定規程,上述0.1級鍾罩式氣體流量標准裝置能夠開展的氣體真人AG网址准確度等級爲(0.5-1.5)級。因此選用DN25mm,流量範圍爲(0.5~15.0)m3/h,1.5級的氣體真人AG网址。
 
1.5、真人AG网址工作原理及特點:
 真人AG网址是速度式流量計中的主要種類,當被測流體流過真人AG网址傳感器時,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,葉片周期性地切割電磁鐵産生的磁力線,改變線圈的磁通量,根據電磁感應原理,在線圈內將感應出脈動的電勢信號,即電脈沖信號,此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。真人AG网址具有精度高、重複性好、無零點漂移、高量程比等優點。真人AG网址擁有高質量軸承、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。真人AG网址輸出信號爲脈沖,易于數字化。真人AG网址壓力損失小,葉片能防腐,可以測量粘稠和腐蝕性的介質。
 
1.6、測量過程:
  在规定的环境条件下,按JJG1037-2008真人AG网址检定规程,将真人AG网址安装在(音速喷嘴法)氣體流量標准裝置上,保证流量计与前后直管段同轴安装。以空气为检定介质,调节流量点至***大流量的70%流量点,运行5min,等待介质温度、压力和流量稳定后进行正式检定。
 依據檢定規程,1.5級的真人AG网址檢定流量點分別爲:qminqt、0.40qmaxqmax。對于量程比≤20:1的流量計,其分界流量q t=0.2q max。將在第i點第j次測得的被檢流量計脈沖信號與標准氣體流量裝置在該點該次測得的標准體積流量之比作爲第i點第j次測量的儀表系數。每個檢定流量點檢定3次,取其平均值作爲該流量點的儀表系數。

2、建立數學模型:
2.1、數學模型:

 计算公式
(1)K爲第i次測量被檢流量計的儀表系數,(m3)-1 Ni 爲第i次測量被測流量計顯示儀表測得的脈沖數;Vi爲第i次測量標准裝置的累積流量值,m3
 
2.2、傳播率公式:
 传播率公式
3、鍾罩式氣體流量標准裝置:
  输入量的相對不確定度的评定 3.1 输入量Ni的相對不確定度urei(Ni)評定輸入量Ni的不確定度來源主要是流量計測量的不重複性,采用A類評定方法評定。
 用一台DN25mm,測量範圍爲:(0.5~15)m3/h的氣體真人AG网址,流量選擇在***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。
 
表1 流量計重複測量結果(脈沖個數)
 

1 2 3 4 5 6
           
3964 3952 3961 3948 3954 3976
           

單次實驗標准差
 计算公式
 
通常取3次平均值,故
 
 
 
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)不確定度主要來源于氣體流量標准裝置的測量誤差,其不確定度采用B類方法評定。
由于廠家給出該氣體流量標准裝置的擴展不確定度U=0.1%;k=2。
 
所以Urei(Vi)=0.1%/2=0.05%根據以上標准不確定度分量彙總見表2。
 
表2 不確定度分量彙總表
 

標准不 不確定 標准不确 概率      
確定度ui 度來源 定度值 分布 ci |ci|u(xi) vi
             
u(Ni) 被測流量計 0.15 % 正態 1 0.15 45
  的重複性          
             
u(Vi) 標准裝置 0.05%   -1 0.05 50
的***大允 正態
  许 误差          
             

 
3.3、合成相对標准不確定度故有:
 
3.4、其他給點的測量結果(如表3所示):
 
表3 其他給點的測量結果
 

測量流量點 不確定度分量(%) urel(K)(%) urel(%)(k=2)
   
(m3/h) urel(Ni) urel(Vi)
     
0.5 0.105 0.050 0.183 0.37
         
3.0 0.150 0.050 0.212 0.42
         
6.0 0.082 0.050 0.171 0.34
         

 
3.5、扩展不確定度的评定:
 
取其測量结果重复性作为其***大值 ,则扩展不確定度为:
 
U(K)=0.21%×2=0.42%;k=2
 
4、音速喷嘴法氣體流量標准裝置:
  输入量的相對不確定度的评定 4.1 输入量Ni的相對不確定度urei(Ni)評定輸入量Ni的不確定度來源主要是流量計測量的不重複性,采用A類評定方法評定。用一台DN25mm,測量范围为:(0.5~15)m3/h的氣體真人AG网址,流量選擇在***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。
表4 流量計重複測量結果(脈沖個數)
 

1 2 3 4 5 6
           
3960 3982 3991 3998 3994 3986
           

 
  單次實驗標准差通常取3次平均值,故.2 输入量Vi相對不確定度urei(Vi)的評定輸入量Vi相對不確定度Urei(Vi)不確定度主要來源于氣體流量標准裝置的測量誤差,其不確定度采用B類方法評定。由于廠家給出該氣體流量標准裝置的擴展不確定度U=0.25%;k=2。
 
所以Urei(Vi)=0.125%/2=0.05%根据以上標准不確定度分量汇总见表5。
 
表5 不確定度分量汇总表
 

  標准不     不確定 標准不确   概率          
  確定度ui     度來源 定度值   分布   ci |ci|u(xi) vi
                     
  u(Ni)   被測流量計 0.20 %   正態   1 0.20 45
      的重複性                  
                         
  u(Vi)   標准裝置 0.125%       -1 0.125 50
  的***大允   正態  
        許誤差                  
                     
4.3 合成相对標准不確定度              
  故有                      
4.4 其他給點的測量结果(如表6所示)        
        表6 其他給點的測量        
                         
  測量流量點 不確定度分量(%)   urel(K)(%) urel(%)(k=2)
  (m3/h)   urel(Ni)   urel(Vi)  
  0.5     0.19   0.125 0.227       0.45  
                           
  3.0     0.21   0.125 0.244       0.49  
                           
  6.0     0.25   0.125 0.270       0.54  
                           

 
4.5、扩展不確定度的评定:
 
取其測量结果重复性作为其***大值 ,则扩展不確定度为:UK)=0.257%×2=0.54%;k=2
 
5、結論:
 
(1)钟罩式氣體流量標准裝置测得氣體真人AG网址的扩展不確定度为0.42%(k=2);音速喷嘴法氣體流量標准裝置测得氣體真人AG网址的扩展不確定度为 0.54%(k=2);两种測量结果都满足规程的要求,说明了其檢測结果都可信。
 
(2)钟罩式標准裝置在在檢測的过程中,来回升降好多次,耗费时间比较长檢測效率大大下降;而音速喷嘴装置耗时较短,减低了劳动强度,提高了了檢測效率。
 
(3)兩種檢測方法都可以說明,無論選擇哪種檢測方式,都能達到預期效果。

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