摘要(yao)：玻璃轉子流量(liang)計 在檢定過程(cheng)中，因調節氣體(tǐ)流量的方法不(bú)同會直接😍影響(xiǎng)✉️檢🎯定結果的精(jīng)度．針對這一問(wen)題，采用氧氣、二(èr)氧化碳🔴2種氣體(ti)分别作爲檢定(ding)介質，利用容積(ji)法對玻璃轉子(zǐ)流量計分别采(cǎi)用前調與後調(diao)流量的方法進(jìn)行對比實驗．根(gen)據實測實驗數(shù)據進行分析💛研(yán)究，證實了對氣(qi)體流量的調節(jiē)采用後調流量(liàng)的方法，可使檢(jian)定誤差大大減(jiǎn)小😍，因而進一步(bu)提😍高了檢定結(jie)果☔的精度．這不(bu)僅對于實際檢(jiǎn)定工作中提✊高(gao)檢定精度有着(zhe)重💞要的意義，同(tong)時提高了流量(liàng)計實際使用時(shi)的正确率．
　　在工(gong)礦企業中，需要(yào)進行氣體流量(liang)測量的場合随(suí)處⭕可見．目前，氣(qi)體流量的計量(liàng)問題成爲我國(guo)計量儀表發展(zhǎn)🔴的重點，很多問(wèn)題都尚未得到(dào)解決．此外，氣體(ti)流量計的品種(zhong)也不齊全，特别(bié)是大口徑、大流(liú)量的氣體流量(liàng)計存㊙️在很多的(de)問題．因此對于(yu)氣體流量計的(de)正确率及其傳(chuán)遞有着更爲嚴(yán)格的要求⛹🏻‍♀️．在流(liú)量計的實👅際使(shi)用過程中，一般(bān)都從儀器的選(xuan)擇方面提🤞高測(ce)量🏒結果的精度(du)，但卻常常忽略(lue)了從最初的檢(jiǎn)定來減小誤差(cha)的影響．但事實(shí)🧡上，隻有确保了(le)檢定的正确率(lǜ)，才能減小🔴氣體(ti)流量計使用誤(wù)㊙️差，從而進一步(bu)提高測量的精(jing)度．
　　在實際工作(zuò)中，多數檢定人(ren)員沒有意識到(dao)前調和後調的(de)區别，但是2種看(kan)似差别不大的(de)調節方式對♉檢(jiǎn)定結果影響😄很(hěn)大🔆。目前針對這(zhe)個問題多是理(lǐ)論分析，缺乏實(shí)驗數據驗證，本(běn)課題針對上述(shù)情況在前期進(jìn)行了實驗設計(ji)并獲得了大量(liang)的實驗數據．根(gēn)據實測數據結(jie)合建立的數學(xué)模型，來對前調(diao)與後調流量2種(zhong)方法進行對比(bi)分析．同時對于(yu)如何在檢定玻(bō)璃🚩轉子流👨‍❤️‍👨量計(ji)時提高檢定精(jing)度方面做了研(yan)究，并提出了有(yǒu)效🐇的解決方法(fǎ)，從而大大減小(xiao)了玻璃轉子流(liu)量計檢定誤差(chà)．
1轉子流量計的(de)檢定原理與數(shù)學模型
　　轉子流(liú)量計的檢定标(biao)準是根據JJG257-2007轉子(zǐ)流量計檢定規(gui)程而進行的LI,檢(jian)定時采用鍾罩(zhao)式氣體流量标(biao)準裝置.鍾罩🐕式(shì)氣體流量标🌐準(zhǔn)裝置如圖1所示(shi)8-41.圖中的鍾罩是(shì)一個上部有頂(ding)蓋，下部開口的(de)容器，筒體内盛(shèng)滿水或者不易(yi)揮發的油.由于(yú)液封的作用,使(shǐ)得♌鍾罩成爲一(yi)🌐個密封的容器(qì).進氣閥上的導(dǎo)管插入鍾罩内(nei),頂端露出液面(mian),其高度以鍾罩(zhao)下降到🐅最低點(diǎn)時不碰到鍾罩(zhao)頂蓋爲宜.爲了(le)避免鍾罩下降(jiang)時晃動,通過導(dao)輪、定滑🌈輪及配(pèi)重錘來調🔞節鍾(zhōng)罩内的壓力.檢(jian)定玻璃轉子流(liu)✏️量計的工作原(yuan)理是首先打❓開(kāi)進氣閥門,關閉(bi)出氣閥,開動氣(qi)泵使氣體通過(guò)導管流入氣體(tǐ)流量标準裝♈置(zhi)的工作量器内(nei).當鍾罩❤️上升到(dào)最高位置時,關(guān)閉氣泵,停一段(duan)時間後,待标準(zhun)容器内氣體的(de)溫度穩定時,開(kai)始檢定流量計(ji).鍾罩式氣體流(liú)量✨标準裝置本(běn)身是一個恒壓(yā)源并給出标準(zhǔn)容積的裝置💃.打(dǎ)開出氣閥和調(diào)節閥,鍾罩以一(yi)定🥵的速度下降(jiang).此時開始計時(shi),流量計💃開始計(ji)數，測出鍾罩排(pái)🌈出的氣體體積(ji)、溫度和時間,鍾(zhong)罩内的氣體通(tōng)過導氣管經✉️被(bèi)檢定的流量計(jì)流入大氣,計算(suan)出流量計在刻(ke)度狀态下的實(shí)際流量和示值(zhí)誤差.實際流量(liàng)值可根據公式(shi)(1)計算得出：
 
　　式中(zhong),V,τ分别爲流量标(biao)準裝置内排出(chū)的氣體體積,排(pai)出裝置的🍉時間(jian).Pv,Ps,Pm分别爲标準狀(zhuang)态下、流量标準(zhun)裝置内和流量(liàng)計前的氣🚩體絕(jué)對壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别爲(wèi)标準狀态下、流(liu)量标準裝♻️置内(nei)和流量計前的(de)氣體絕對溫度(du),Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實際流量值(zhí)Q與被檢流量計(ji)的顯示值Q'相比(bǐ)較,利👉用公式(2)可(kě)計算出被檢流(liú)✊量計示值相對(duì)誤差爲：
 
式中，δｖ———被(bèi)檢流量計示值(zhí)相對誤差，Ｑ′———被檢(jiǎn)流量計的顯示(shì)值，Ｑ———實際流量值(zhi)．鍾罩式氣體流(liu)量标準裝置如(rú)圖💛1所示．
 
2實驗數(shu)據處理
2.1氣體測(ce)量刻度換算
　　日(rì)常使用的轉子(zǐ)流量計,由于轉(zhuan)子流量計制造(zào)廠家标定設💜備(bei)的限制，通常隻(zhī)能用水或者空(kōng)氣來進行标定(ding),所以實驗中所(suǒ)用的檢定介質(zhi)爲非标定介質(zhì),應對轉子流🈲量(liang)計讀數進行修(xiu)正也稱爲刻度(dù)換算.本實驗🈲中(zhong)标準狀💚态下檢(jiǎn)定點爲1000L/h,氣體的(de)密度受壓力、溫(wēn)度變化的影響(xiǎng)較大.因此，測量(liang)不同氣體時要(yào)進行刻度🔅換算(suàn).流量計的換💔算(suan)問題，實際上就(jiù)是對于不同的(de)流體浮子處于(yú)同一高🈲度時,所(suǒ)反映出⭐的流量(liàng)值不同.這裏⭐使(shǐ)用了簡化後的(de)✔️刻度氣體換算(suàn)公式,忽略黏度(du)對流體氣體的(de)影響.在實驗時(shi)的檢定溫度設(she)定爲✍️常溫.介💁質(zhi)不是幹空氣,所(suo)以要對🏃‍♂️流量示(shi)值進行修正,可(kě)用公式(3),求出檢(jian)定介質的修正(zheng)值㊙️.
 
　　式中,qv0爲流量(liàng)計的氣體示值(zhí)流量或輸出信(xìn)号所對應的🍓流(liu)量.ρ01爲使用氣體(ti)在刻度狀态下(xia)的密度.qv,p,T分别爲(wei)工作狀🌈态下的(de)氣體流量換算(suàn)到标準狀态下(xia)的流量,被測氣(qì)體的壓力(即表(biao)壓力與大氣壓(ya)力之和)及溫.度(du).ρ0，p0,T0分别爲标準🏃‍♀️狀(zhuàng)态下被測幹氣(qì)體的密度、壓⭐力(li)及開爾文溫度(dù),p0=101325Pa.
　　标準狀态下氧(yang)氣的密度是1.331kg/m3,二(èr)氧化碳的密度(du)爲1.829kg/m3,空氣的密度(dù)爲1.205kg/m3.根據修正公(gong)式(3),可以得到氧(yang)氣修正後檢定(dìng)點爲945.44L/h,二氧化碳(tàn)🚶‍♀️修正後檢定點(dian)爲806.53L/h.
2.2氧氣和二氧(yǎng)化碳實驗結果(guǒ)的分析與計算(suàn)
　　玻璃轉子流量(liàng)計檢定介質爲(wèi)氧氣前調流量(liang)和後調流量實(shí)驗數據如表1和(he)表2所示.
 
　　在檢定(dìng)玻璃轉子流量(liang)計時,以上一組(zu)數據是以氧☂️氣(qì)爲介質進行實(shí)驗,壓力下所對(duì)應的2個值分别(bié)爲ps，pm,即流量标準(zhun)裝置内和流量(liàng)計前氣體的絕(jué)對壓力.實驗中(zhong)标準狀态下檢(jian)定點爲1000L/h,根據公(gong)式(3)，對氧氣修正(zhèng)後的檢🛀🏻定點爲(wei)945.44L/h.根據公式(1)、表1以(yi)及表2中🔱氧氣的(de)實驗數據可得(dé)前調和後調⛹🏻‍♀️流(liú)量值如圖2所示(shì).
 
　　實驗中,對于檢(jian)定時氣體流量(liang)的前調和後調(diao)都分别采集✍️了(le)3組數據,對于3組(zu)數據求得的平(píng)均值作爲最後(hòu)的實際流量值(zhi),使檢❤️定結果更(gèng)加正确.從以上(shàng)的實驗結果來(lai)✍️看,對氧氣的數(shu)據分析知前調(diào)流量平均值爲(wèi)659.73L/h,後調流量平均(jun1)值爲987.64L/h,相比刻度(dù)修正後氧🐉氣的(de)檢定點,後調流(liú)量與密度修正(zheng)後檢定點945.44L/h的值(zhí)更爲接近.由前(qian)⛱️調和後調流量(liang)氧氣的示值誤(wù)差計算知,前調(diao)流量相💃🏻對誤差(chà)爲43.3%,後調流量相(xiàng)對誤差爲4.3%.從而(ér)可以看出,檢定(dìng)時使用後調流(liu)量❓,其實際流量(liàng)值與檢定點更(gèng)爲接近且相對(dui)誤差遠遠小于(yu)前調流量.2種看(kan)似差别不大的(de)調節流量的方(fāng)🈲法,對于檢定結(jié)果卻有👄很大的(de)差異，後調流量(liàng)可使檢定結果(guǒ)🈲更爲正确.對于(yu)一種介質,由于(yu)其每種氣體都(dōu)有各自的特殊(shū)性,從而不能充(chōng)分地說💔明哪種(zhǒng)調節精度更高(gāo),相對誤差更小(xiǎo)🐇.爲了使結果具(jù)有普遍性,任意(yì)👣選用另外一種(zhong)氣體🚶進行實驗(yan),以便更加清楚(chǔ)地說明結果的(de)普🤞遍性.玻璃轉(zhuǎn)子流量計檢定(ding)介質爲二氧化(hua)碳前調流量和(he)後調流量實驗(yan)數據如表3和表(biǎo)🈲4所示.
 
　　對于以二(er)氧化碳爲介質(zhì)檢定轉子流量(liàng)計時,其檢💁定點(dian)同樣選擇1000L/h,同理(lǐ)根據公式(1)、表3和(he)表4中二氧化碳(tan)的實驗數據可(kě)得二氧化碳前(qian)調和後調流量(liàng)值如圖3所示.
 
　　對(dui)于前調和後調(diao)流量,以每組中(zhong)4次實際流量值(zhi)的平均值爲前(qian)🐇調和後調最後(hou)的實際流量值(zhí),避免粗大誤⛹🏻‍♀️差(chà)對實驗結果的(de)影🌈響.同理根據(jù)公式(2),二氧化碳(tan)修正🔞後檢定點(diǎn)的值爲806.53L/h,由圖📱3中(zhōng)前調❌的平均值(zhi)與後調平均值(zhi)可得二氧化碳(tàn)的示值誤差:前(qian)調爲14.3%,後🏃‍♀️調爲7.0%,其(qi)計算過程與氧(yang)氣的示值誤差(chà)計算過程相同(tong).
　　對二氧化碳的(de)數據分析知前(qian)調流量平均值(zhi)爲705.81L/h,後調流量平(píng)均值爲867.41L/h,相比對(duì)二氧化碳刻度(dù)修正後的檢定(dìng)🛀🏻點,後調流量與(yǔ)密度修正後檢(jian)定點806.53L/h的值更爲(wei)接近.前調流量(liang)相對誤差爲14.3%,後(hou)調流量相對誤(wu)差爲7.0%.二氧化碳(tan)的實驗結果更(geng)加充☀️分地證明(míng)了在對玻💁璃轉(zhuǎn)子流量🥵計檢定(dìng)時，使用後調流(liu)量可使相對誤(wù)差大大減小，檢(jiǎn)定結果更加正(zheng)确.
3結論
　　從氧氣(qi)的實驗數據分(fèn)析可知:前調流(liu)量平均值爲🐆659.73L/h,後(hòu)❓調流量平均值(zhi)爲987.64L/h,後調流量均(jun1)值與氧氣密度(dù)修🔞正後檢定點(dian)945.44L/h的👨‍❤️‍👨值更爲接近(jin).對于示值誤差(cha),前調流量相對(dui)誤差爲43.3%,後調:流(liú)量相對誤差爲(wèi)4.3%,後調流量的誤(wu)差遠遠小于前(qián)調流量的誤差(cha)值.從二⚽氧化碳(tan)的實驗結果分(fèn)析得到前調流(liú)量平均值爲705.81L/h,後(hou)調流量👈平均值(zhí)爲867.41L/h,與密度修正(zheng)後檢定點806.53L/h相比(bi)較,可以清楚💃看(kàn)到後調流量均(jun1)🈲值更爲🙇🏻接近修(xiū)正後的檢定點(dian).二氧化碳前調(diào)流量相對誤差(cha)爲14.3%,後調流量相(xiàng)對誤差🐪爲7.0%,進一(yī)步證實了在檢(jiǎn)定玻璃💚轉子流(liu)量計時使用後(hòu)調流量可使檢(jiǎn)定結果更加正(zhèng)确，減小誤差對(dui)檢定結果的影(yǐng)響.

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