摘要:近(jin)年來，氣(qi)體流量(liang)标準裝(zhuang)置在各(ge)個領域(yu)得到了(le)廣㊙️泛的(de)應用。本(ben)文主要(yao)是對音(yin)速噴嘴(zui)法和鍾(zhong)罩式這(zhe)😄兩種檢(jian)測🌈方式(shi)進行㊙️分(fen)析，并比(bi)較分析(xi)這兩種(zhong)方法栓(shuan)測同一(yi)
渦輪流(liu)量計
的(de)測量結(jie)果，并對(dui)測量結(jie)果進行(hang)不确定(ding)度的評(ping)定，希望(wang)能爲後(hou)續研究(jiu)工作提(ti)供一些(xie)建設性(xing)意見。
引(yin)言
音速(su)噴嘴法(fa)氣體流(liu)量标準(zhun)裝置檢(jian)測的是(shi)氣路循(xun)環經過(guo)渦輪流(liu)量計到(dao)噴嘴，再(zai)到氣泵(beng)抽氣的(de)整個過(guo)程。采用(yong)的是負(fu)壓進氣(qi)法來對(dui)渦輪流(liu)量計進(jin)行♉檢測(ce)，這☂️是現(xian)階段檢(jian)定流量(liang)計的=使(shi)用最多(duo)的一種(zhong)方法，也(ye)是應用(yong)最爲廣(guang)泛的一(yi)種方法(fa)。鍾罩式(shi)氣體流(liu)量标準(zhun)裝置則(ze)是采取(qu)正壓法(fa)，是指用(yong)一定體(ti)積量的(de)标準氣(qi)✍️體流經(jing)渦輪流(liu)量計來(lai)對流量(liang)計進行(hang)檢定，其(qi)本身流(liu)量範圍(wei)比較小(xiao)，比較适(shi)合檢測(ce)口徑較(jiao)小的流(liu)量計，這(zhe)與流量(liang)計的實(shi)際工作(zuo)狀态相(xiang)符😍合。本(ben)文主要(yao)是對音(yin)速噴嘴(zui)法和鍾(zhong)罩式這(zhe)兩👅種檢(jian)測方式(shi)進行分(fen)析，并比(bi)較分析(xi)這兩種(zhong)方法檢(jian)測同一(yi)渦輪流(liu)量計的(de)測量結(jie)☎️果⭕,并對(dui)測量結(jie)果進行(hang)不✏️确定(ding)度的評(ping)定，希望(wang)能夠有(you)效提高(gao)氣體渦(wo)輪流量(liang)計的檢(jian)測精度(du)。
1概述
1.1相(xiang)關概念(nian)
音速噴(pen)嘴法氣(qi)體流量(liang)标準裝(zhuang)置設計(ji)過程中(zhong)主要原(yuan)🔅理是把(ba)潔淨的(de)空氣作(zuo)爲介質(zhi)，然後利(li)用真空(kong)泵⛹🏻♀️吸入(ru)，吸入♻️的(de)空氣經(jing)過各個(ge)相關的(de)直管段(duan)，在這個(ge)過程中(zhong)還有一(yi)組音速(su)噴嘴，這(zhe)個作用(yong)主要是(shi)調節音(yin)速噴嘴(zui)下遊的(de)相關的(de)閥門，達(da)到改變(bian)流量的(de)目🧡的，最(zui)後代入(ru)相關的(de)計算公(gong)式就可(ke)以實現(xian)對被檢(jian)🌈表的檢(jian)定，進而(er)實現其(qi)主要的(de)功能。另(ling)一種氣(qi)體流量(liang)的裝置(zhi)爲鍾罩(zhao)式氣體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)，這種裝(zhuang)置也主(zhu)要是把(ba)氣體作(zuo)🧑🏽🤝🧑🏻爲流通(tong)主要介(jie)質，然後(hou)達到對(dui)氣體流(liu)量計檢(jian)定的目(mu)的。這種(zhong)氣體流(liu)量裝置(zhi)主要結(jie)構包括(kuo)鍾罩、液(ye)🌍槽、發訊(xun)機構、壓(ya).力補償(chang)機構、氣(qi)源以及(ji)試驗管(guan)路等相(xiang)關的部(bu)分。
1.2相關(guan)檢測标(biao)準
氣體(ti)流量裝(zhuang)置在進(jin)行檢測(ce)的過程(cheng)中需要(yao)嚴格的(de)按照相(xiang)關的技(ji)術标準(zhun)，這樣才(cai)能保證(zheng)檢測結(jie)果的正(zheng)确率、科(ke)學性🤟以(yi)及合理(li)🏃性，相關(guan)的檢測(ce)的标準(zhun)一個是(shi)國家的(de)JJG1037-2008《渦輪流(liu)量計》，
還(hai)有一個(ge)檢測标(biao)準就是(shi)檢測過(guo)程中有(you)一個标(biao)準的檢(jian)測環境(jing)條件，相(xiang)關的規(gui)定中具(ju)體要求(qiu)爲:檢測(ce)的大氣(qi)溫度爲(wei)23.5℃左右💘，誤(wu)差在1℃左(zuo)右:要求(qiu)的相對(dui)濕度✨爲(wei)38±1%RH，大氣壓(ya)力爲93.2±0.5kPa,檢(jian)定用介(jie)質溫度(du)18.5±0.2℃;同時還(hai)包括對(dui)電源壓(ya)力以及(ji)相關的(de)電壓的(de)頻率的(de)相關的(de)技術要(yao)求，其中(zhong)規定電(dian)源電壓(ya)應爲220±22V，電(dian)源頻率(lü)應爲(50±2.5)Hz，在(zai)相關的(de)标準中(zhong)對檢測(ce)過程中(zhong)外界磁(ci)場以及(ji)由于機(ji)械振動(dong)等方面(mian)的影響(xiang)因素的(de)影響由(you)于比較(jiao)小可以(yi)對✉️其忽(hu)略。
第三(san)個方面(mian)就是實(shi)際進行(hang)測量過(guo)程中的(de)測量标(biao)準🏃🏻♂️方面(mian)的🔴規定(ding)。例如對(dui)0.25級音速(su)噴嘴法(fa)的氣體(ti)流量的(de)相🔅關的(de)标準裝(zhuang)置進行(hang)的相關(guan)規定中(zhong)氣測量(liang)的範圍(wei)在0.1~15000m3/h.DN15~400mm之間(jian)，0.1級鍾罩(zhao)式氣體(ti)流✏️量标(biao)準裝置(zhi)，測量範(fan)圍是(0.5~120)m3/h.DN(25~80)mm,同(tong)樣檢測(ce)的主要(yao)介質是(shi)潔淨空(kong)氣。
最後(hou)一項檢(jian)測标準(zhun)規定主(zhu)要針對(dui)檢測對(dui)象，主要(yao)是根據(ju)JJG1037-2008渦輪流(liu)量計方(fang)面的檢(jian)測中的(de)相關的(de)規定，在(zai)整個檢(jian)測的過(guo)程中需(xu)要嚴格(ge)按照相(xiang)關的技(ji)術檢測(ce)标準方(fang)面的要(yao)求,認真(zhen)執行。
1.3氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)的工作(zuo)原理和(he)特征
氣(qi)體渦輪(lun)流量計(ji)
是速度(du)式流量(liang)計中的(de)一種，當(dang)被測流(liu)體流過(guo)渦輪流(liu)量計傳(chuan)感器時(shi)，受流體(ti)作用，葉(ye)輪會受(shou)力的作(zuo)用旋轉(zhuan)，其轉速(su)與管道(dao)平均流(liu)速成正(zheng)比:葉片(pian)周期性(xing)地切割(ge)☎️電磁鐵(tie)産生的(de)磁力線(xian),.對線圈(quan)磁通量(liang)進行改(gai)變，按照(zhao)電磁感(gan)應原理(li)，将在線(xian)圈内感(gan)應出電(dian)脈🏃🏻♂️沖信(xin)号，電脈(mo)動信号(hao)的頻率(lü)與被測(ce)流體的(de)流量成(cheng)正比。渦(wo)輪流量(liang)計具有(you)精度高(gao)、重複性(xing)好、無零(ling)點漂☁️移(yi)、高量程(cheng)比等優(you)點。渦輪(lun)流量計(ji)擁有質(zhi)量好軸(zhou)承🎯、特别(bie)設計的(de)導流片(pian)⁉️，進而減(jian)少磨損(sun)，不受㊙️峰(feng)值影響(xiang)🈚，在惡劣(lie)的環境(jing)下也能(neng)保障變(bian)量測量(liang)的可靠(kao)性。
1.4檢測(ce)過程
利(li)用相關(guan)的裝置(zhi)對氣體(ti)的流量(liang)進行實(shi)際的檢(jian)測過程(cheng)🥰中需要(yao)在一定(ding)的環境(jing)下，按相(xiang)關的檢(jian)測标準(zhun)進行檢(jian)測📱，在整(zheng)個檢測(ce)過程中(zhong)所需的(de)檢測介(jie)質均爲(wei)空氣。在(zai)進行❄️檢(jian)測的過(guo)程中需(xu)要嚴格(ge)按照标(biao)準中的(de)相關的(de)規定，在(zai)💯檢測的(de)每個流(liu)量點🔞都(dou)要進行(hang)重複性(xing)的檢定(ding)，一般需(xu)要檢測(ce)3次，然後(hou)🈲把三次(ci)檢測📧的(de)平均值(zhi)作爲該(gai)流量點(dian)的儀表(biao)系數,通(tong)過這種(zhong)方式就(jiu)可以達(da)到對☎️相(xiang)關儀器(qi)的儀表(biao)系數的(de)确定。
2建(jian)立數學(xue)模型
在(zai)進行檢(jian)測的過(guo)程中需(xu)要各種(zhong)相關的(de)參數的(de)判定，其(qi)🔴中建🆚立(li)的數學(xue)模型:公(gong)式爲:
其(qi)中，K爲第(di)i次儀表(biao)系數:N.爲(wei)第i次脈(mo)沖數:V,爲(wei)第i次累(lei)積流量(liang)值☔，通過(guo)🌍對這些(xie)參數的(de)監控以(yi)及計算(suan)，就可以(yi)得出儀(yi)表的相(xiang)🐉關的參(can)數，然後(hou)通過與(yu)相關的(de)準進行(hang)對比，就(jiu)可以比(bi)較明🧑🏾🤝🧑🏼确(que)得出相(xiang)關的🧑🏾🤝🧑🏼結(jie)論。
3音速(su)噴嘴法(fa)氣體流(liu)量标準(zhun)裝置輸(shu)入量的(de)相對不(bu)确定度(du)評定
3.1輸(shu)入量N,的(de)相對不(bu)确定度(du)U'.a1(N)評定
在(zai)音速噴(pen)嘴法氣(qi)體流量(liang)裝置進(jin)行檢測(ce)過程中(zhong)有一🌐個(ge)非常重(zhong)要的參(can)數就是(shi)相對不(bu)确定度(du)，這種輸(shu)🈲入量的(de)相🈲對不(bu)确定度(du)主要來(lai)源主要(yao)檢測過(guo)程中的(de)不重🐅複(fu)性，在👣對(dui)其進👄行(hang)判定的(de)過程中(zhong)主要采(cai)用A類評(ping)定對其(qi)進行評(ping)定。通過(guo)相👨❤️👨關的(de)設備對(dui)其進行(hang)檢測的(de)過程中(zhong)測得的(de)主🏃要數(shu)據如表(biao)⛷️1所示。
3.2輸(shu)入量V.相(xiang)對不确(que)定度Ucrel(V1)的(de)評定
輸(shu)入量V,相(xiang)對不确(que)定度Ucrel(V1)不(bu)确定度(du)主要來(lai)源于氣(qi)體流🐉量(liang)标準🆚裝(zhuang)置的測(ce)量誤差(cha)，在進行(hang)評定得(de)過程中(zhong)🎯采用得(de)主要方(fang)式是B類(lei)方法評(ping)定。通過(guo)相關的(de)設備對(dui)其進行(hang)測量所(suo)得主要(yao)結果如(ru)表2所示(shi)。
3.5擴展不(bu)确定度(du)的評定(ding)
通過以(yi)上各個(ge)方面的(de)分析以(yi)及計算(suan)，得到音(yin)速噴嘴(zui)法氣體(ti)👅流量的(de)相關裝(zhuang)置在進(jin)行擴展(zhan)不确定(ding)度的評(ping)定的過(guo)程中主(zhu)要利用(yong)測量結(jie)果的重(zhong)複性當(dang)作最大(da)值,最後(hou)的公式(shi)爲:U(K)=0.257%X2=0.54%;k=2。
4鍾罩(zhao)式氣體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)輸入量(liang)的相對(dui)不确定(ding)度的評(ping)定
4.1輸入(ru)量N的相(xiang)對不确(que)定度U".(N)評(ping)定
在鍾(zhong)罩式氣(qi)體流量(liang)裝置進(jin)行檢測(ce)的過程(cheng)中，輸入(ru)⛷️量相對(dui)㊙️不确定(ding)度的評(ping)定也需(xu)要進行(hang)嚴格的(de)操作以(yi)及設計(ji)過程，其(qi)中輸入(ru)量N的不(bu)确定度(du)的判定(ding)主要是(shi)利用裝(zhuang)置中流(liu)量計測(ce)量🚶♀️的不(bu)重複性(xing)進行評(ping)定的。利(li)用相關(guan)的設備(bei)進行連(lian)續的測(ce)量結果(guo)如下⚽圖(tu)所示。
4.2輸(shu)入量V,相(xiang)對不确(que)定度Urel(V1)的(de)評定
輸(shu)入量V1相(xiang)對不确(que)定度Urel(V1)的(de)産生，主(zhu)要來源(yuan)于氣體(ti)流量标(biao)準裝🌍置(zhi)的測量(liang)誤差,其(qi)不确定(ding)度的判(pan)定主要(yao)采用👨❤️👨B類(lei)方法進(jin)行評定(ding)。
4.5擴展不(bu)确定度(du)的評定(ding)
在進行(hang)擴展不(bu)确定度(du)的相關(guan)的評定(ding)的過程(cheng)中需要(yao)對其測(ce)量結果(guo)進行反(fan)複的重(zhong)複，然後(hou)利用其(qi)重複性(xing)當作最(zui)大值，相(xiang)關的公(gong)式爲:U(K)=0.21%X2=0.42%;k=2.
5結(jie)束語
綜(zong)上所述(shu)，對上述(shu)檢測方(fang)式的測(ce)量結果(guo)進行分(fen)析後，主(zhu)要可以(yi)⭐得出下(xia)列結論(lun)，首先是(shi)利用音(yin)速噴嘴(zui)法氣🥰裝(zhuang)置對氣(qi)體的🥰流(liu)量進行(hang)檢測的(de)過程中(zhong)，測得的(de)氣體渦(wo)輪流量(liang)計的擴(kuo)展不确(que)定度爲(wei)0.54%(k=2);而另-種(zhong)氣體流(liu)量的檢(jian)測裝置(zhi)--鍾罩式(shi)裝置，測(ce)得氣體(ti)渦輪流(liu)量計的(de)擴展不(bu)确定度(du)爲♉0.42%(k=2);兩種(zhong)測量結(jie)果均符(fu)合檢測(ce)規程标(biao)準👄，表明(ming)其檢測(ce)結果的(de)可信度(du)較高。第(di)二，在鍾(zhong)罩式标(biao)準裝置(zhi)的檢測(ce)過程中(zhong)，需要進(jin)行多次(ci)的來回(hui)升降，耗(hao)費較長(zhang)的時間(jian)，因而降(jiang)低了檢(jian)測效🚶率(lü):但前者(zhe)🧑🏽🤝🧑🏻裝置在(zai)檢測的(de)過程中(zhong)所具有(you)的優勢(shi)就💋是耗(hao)費短，這(zhe)樣就在(zai)很大程(cheng)度上降(jiang)低了相(xiang)關的工(gong)作人員(yuan)的勞動(dong)強度，進(jin)而大✔️大(da)的提升(sheng)了氣體(ti)流量的(de)檢🎯測效(xiao)率。但是(shi)通過對(dui)上述兩(liang)種不同(tong)裝置的(de)檢測方(fang)法，以及(ji)對氣體(ti)流量的(de)測量結(jie)果進行(hang)相關分(fen)析可知(zhi),不管是(shi)📱使用哪(na)種檢測(ce)方式，都(dou)可以實(shi)現預期(qi)的效果(guo)。
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