摘(zhai)要：玻(bo)璃轉(zhuan)子流(liu)量計(ji) 在檢(jian)定過(guo)程中(zhong)，因調(diao)節氣(qi)體流(liu)量的(de)方法(fa)不同(tong)會直(zhi)接影(ying)響檢(jian)定結(jie)果的(de)精度(du)．針對(dui)這一(yi)問題(ti)，采用(yong)氧氣(qi)🌈、二氧(yang)化碳(tan)2種氣(qi)體分(fen)别作(zuo)爲檢(jian)定介(jie)質，利(li)用容(rong)積法(fa)對玻(bo)璃轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)分别(bie)采用(yong)前調(diao)與🏃🏻後(hou)調流(liu)量的(de)方法(fa)進行(hang)對比(bi)實驗(yan)⭕．根據(ju)實測(ce)實驗(yan)數據(ju)進行(hang)分析(xi)研究(jiu)，證實(shi)了對(dui)氣體(ti)流量(liang)☎️的調(diao)節采(cai)用♌後(hou)調流(liu)量的(de)🎯方法(fa)，可使(shi)檢定(ding)誤差(cha)大大(da)減小(xiao)，因而(er)進一(yi)步提(ti)高了(le)檢定(ding)結果(guo)的精(jing)度．這(zhe)不僅(jin)對于(yu)實際(ji)檢定(ding)工作(zuo)中提(ti)高檢(jian)定精(jing)度有(you)着重(zhong)要的(de)意義(yi)，同時(shi)提高(gao)了流(liu)量計(ji)實際(ji)使用(yong)時的(de)正确(que)率．
　　在(zai)工礦(kuang)企業(ye)中，需(xu)要進(jin)行氣(qi)體流(liu)量測(ce)量的(de)場合(he)随♊處(chu)❓可見(jian)．目前(qian)♍，氣體(ti)流量(liang)的計(ji)量問(wen)題成(cheng)爲我(wo)國計(ji)量🍓儀(yi)表發(fa)展的(de)重點(dian)，很多(duo)問題(ti)都尚(shang)未得(de)到解(jie)決．此(ci)外，氣(qi)體流(liu)量計(ji)的品(pin)種也(ye)不齊(qi)全，特(te)别是(shi)大口(kou)徑、大(da)流量(liang)的氣(qi)體🌏流(liu)量計(ji)存在(zai)很多(duo)的問(wen)題．因(yin)此對(dui)于氣(qi)體✊流(liu)量計(ji)的正(zheng)确率(lü)及其(qi)傳🈲遞(di)有着(zhe)更爲(wei)⭐嚴格(ge)的要(yao)求😄．在(zai)流量(liang)計的(de)實際(ji)使用(yong)過程(cheng)中，一(yi)般都(dou)從儀(yi)器🈲的(de)選擇(ze)方面(mian)提高(gao)測量(liang)結果(guo)的😘精(jing)度，但(dan)卻常(chang)常忽(hu)略了(le)從最(zui)初的(de)檢定(ding)來減(jian)小誤(wu)差的(de)影響(xiang)．但事(shi)實💚上(shang)，隻有(you)确保(bao)了檢(jian)定的(de)正确(que)率，才(cai)✌️能減(jian)小氣(qi)體流(liu)量計(ji)使🌈用(yong)誤🌈差(cha)，從而(er)進一(yi)步提(ti)高測(ce)量的(de)精度(du)．
　　在實(shi)際工(gong)作中(zhong)，多數(shu)檢定(ding)人員(yuan)沒有(you)意識(shi)到前(qian)調和(he)🌈後調(diao)的㊙️區(qu)别，但(dan)是2種(zhong)看似(si)差别(bie)不大(da)的調(diao)節方(fang)式對(dui)檢定(ding)結果(guo)影響(xiang)很大(da)。目前(qian)🌏針對(dui)這個(ge)問題(ti)多是(shi)理論(lun)🌈分析(xi)，缺乏(fa)實驗(yan)數據(ju)驗證(zheng)，本課(ke)題針(zhen)對上(shang)述情(qing)況在(zai)前期(qi)進行(hang)了實(shi)驗設(she)計并(bing)獲得(de)了大(da)量的(de)實驗(yan)數據(ju)🍓．根據(ju)實測(ce)數據(ju)結合(he)建立(li)的數(shu)學模(mo)型，來(lai)對前(qian)調與(yu)後調(diao)流量(liang)2種方(fang)法進(jin)行對(dui)比分(fen)🎯析．同(tong)時對(dui)于如(ru)何在(zai)檢定(ding)玻璃(li)🤞轉子(zi)流量(liang)計時(shi)提高(gao)檢定(ding)精度(du)方面(mian)做了(le)🌐研♍究(jiu)，并提(ti)出了(le)有效(xiao)👌的解(jie)決方(fang)法，從(cong)而大(da)⛹🏻‍♀️大減(jian)小了(le)玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計檢(jian)定❌誤(wu)差．
1轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)的檢(jian)定原(yuan)理與(yu)數學(xue)模型(xing)
　　轉子(zi)流量(liang)計的(de)檢定(ding)标準(zhun)是根(gen)據JJG257-2007轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)檢定(ding)規程(cheng)而進(jin)行的(de)LI,檢定(ding)時采(cai)用鍾(zhong)罩式(shi)氣體(ti)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi).鍾罩(zhao)式氣(qi)體流(liu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量标(biao)💚準裝(zhuang)置如(ru)圖1所(suo)示8-41.圖(tu)中的(de)⛷️鍾罩(zhao)是一(yi)個上(shang)部有(you)頂🌈蓋(gai)，下部(bu)開口(kou)的容(rong)器，筒(tong)體内(nei)盛滿(man)水或(huo)者不(bu)易揮(hui)發的(de)油.由(you)于液(ye)封的(de)作用(yong),使得(de)鍾罩(zhao)成爲(wei)一個(ge)密封(feng)的容(rong)器.進(jin)氣閥(fa)上的(de)導管(guan)插入(ru)鍾罩(zhao)内,頂(ding)端💁露(lu)出液(ye)面,其(qi)高度(du)☂️以鍾(zhong)罩下(xia)降到(dao)最低(di)點時(shi)不碰(peng)🌈到鍾(zhong)罩頂(ding)蓋爲(wei)宜.爲(wei)了避(bi)免鍾(zhong)罩下(xia)降時(shi)晃動(dong),通過(guo)導輪(lun)、定滑(hua)輪及(ji)配重(zhong)錘來(lai)調㊙️節(jie)♍鍾罩(zhao)内的(de)壓力(li).檢定(ding)玻璃(li)轉子(zi)流✉️量(liang)計的(de)工作(zuo)原理(li)是首(shou)先打(da)開進(jin)氣閥(fa)門,關(guan)閉出(chu)氣閥(fa),開動(dong)氣泵(beng)使氣(qi)體通(tong)過導(dao)管流(liu)入氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置🚩的(de)工作(zuo)量器(qi)内.當(dang)鍾罩(zhao)上升(sheng)到最(zui)高位(wei)置時(shi),關閉(bi)♌氣泵(beng)🔱,停一(yi)段時(shi)間後(hou),待标(biao)準容(rong)器内(nei)氣體(ti)的溫(wen)度穩(wen)定時(shi),開始(shi)檢定(ding)流量(liang)計.鍾(zhong)罩式(shi)氣體(ti)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)本身(shen)是一(yi)個恒(heng)壓源(yuan)并給(gei)✔️出标(biao)準容(rong)積的(de)裝置(zhi).打開(kai)出氣(qi)閥和(he)調節(jie)閥,鍾(zhong)罩以(yi)一定(ding)的速(su)度下(xia)降.此(ci)時開(kai)始計(ji)時,流(liu)量計(ji)開始(shi)計數(shu)，測出(chu)鍾罩(zhao)排✌️出(chu)的氣(qi)體體(ti)積、溫(wen)度和(he)時間(jian),鍾罩(zhao)内的(de)🙇‍♀️氣體(ti)通過(guo)導氣(qi)管經(jing)被檢(jian)定的(de)流量(liang)計流(liu)入大(da)👨‍❤️‍👨氣,計(ji)算出(chu)流量(liang)🏃‍♀️計在(zai)刻度(du)狀态(tai)下👄的(de)實際(ji)流量(liang)和示(shi)值👄誤(wu)差.實(shi)際流(liu)量值(zhi)可根(gen)據公(gong)式(1)計(ji)算得(de)出：
 
　　式(shi)中,V,τ分(fen)别爲(wei)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)内排(pai)出的(de)氣體(ti)體積(ji),排出(chu)裝置(zhi)⁉️的時(shi)間.Pv,Ps,Pm分(fen)别爲(wei)标準(zhun)狀态(tai)下、流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置内(nei)和流(liu)量👣計(ji)前的(de)氣體(ti)絕對(dui)壓力(li),PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别(bie)爲标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)、流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)内和(he)流量(liang)計前(qian)的氣(qi)體絕(jue)對溫(wen)度,Tn=(273.15+20)K=293.15K.将(jiang)實際(ji)流🐪量(liang)值Q與(yu)被檢(jian)流量(liang)計的(de)顯示(shi)值Q'相(xiang)比較(jiao),利🌈用(yong)公式(shi)(2)可計(ji)💋算出(chu)被檢(jian)流量(liang)計示(shi)值相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)：
 
式中(zhong)，δｖ———被檢(jian)流量(liang)計示(shi)值相(xiang)對誤(wu)差，Ｑ′———被(bei)檢流(liu)量計(ji)的顯(xian)🈲示值(zhi)，Ｑ———實際(ji)流量(liang)值．鍾(zhong)罩式(shi)氣體(ti)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)如圖(tu)1所示(shi)．
 
2實驗(yan)數據(ju)處理(li)
2.1氣體(ti)測量(liang)刻度(du)換算(suan)
　　日常(chang)使用(yong)的轉(zhuan)子流(liu)量計(ji),由于(yu)轉子(zi)流量(liang)計制(zhi)造廠(chang)家㊙️标(biao)定設(she)備的(de)限制(zhi)，通常(chang)隻能(neng)用水(shui)或者(zhe)空氣(qi)來進(jin)行标(biao)定,所(suo)以實(shi)😘驗中(zhong)所用(yong)的檢(jian)定介(jie)質爲(wei)非标(biao)定介(jie)質,應(ying)對轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)讀數(shu)進行(hang)修正(zheng)也稱(cheng)爲刻(ke)度換(huan)算.本(ben)實驗(yan)中标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)檢定(ding)🚶‍♀️點爲(wei)1000L/h,氣體(ti)的密(mi)度受(shou)壓力(li)、溫度(du)變化(hua)的影(ying)響較(jiao)大.因(yin)此，測(ce)量不(bu)同氣(qi)體時(shi)要進(jin)行刻(ke)度換(huan)算.流(liu)量計(ji)的換(huan)算問(wen)題，實(shi)際上(shang)就是(shi)對于(yu)不同(tong)的流(liu)體浮(fu)子處(chu)于同(tong)一高(gao)度時(shi),所反(fan)映出(chu)🌏的流(liu)量值(zhi)不同(tong).這裏(li)使用(yong)了簡(jian)化後(hou)的刻(ke)🍓度氣(qi)體換(huan)算公(gong)式,忽(hu)略黏(nian)度對(dui)流體(ti)氣體(ti)的影(ying)響.在(zai)實驗(yan)時的(de)檢定(ding)溫度(du)設定(ding)爲常(chang)溫.介(jie)質不(bu)是幹(gan)空氣(qi),所以(yi)要對(dui)🐇流量(liang)示值(zhi)進行(hang)修正(zheng),可用(yong)公式(shi)(3),求出(chu)檢定(ding)介質(zhi)的修(xiu)正值(zhi).
 
　　式中(zhong),qv0爲流(liu)量計(ji)的氣(qi)體示(shi)值流(liu)量或(huo)輸出(chu)信号(hao)所對(dui)應的(de)流量(liang).ρ01爲使(shi)用氣(qi)體在(zai)刻度(du)狀态(tai)下的(de)密度(du).qv,p,T分别(bie)爲工(gong)作狀(zhuang)🈲态下(xia)的氣(qi)體流(liu)量換(huan)算到(dao)标準(zhun)狀态(tai)下的(de)流量(liang),被測(ce)氣體(ti)的壓(ya)力(即(ji)表壓(ya)✏️力與(yu)大氣(qi)壓力(li)之和(he))及溫(wen).度.ρ0，p0,T0分(fen)别爲(wei)标準(zhun)狀态(tai)下被(bei)🐉測幹(gan)氣體(ti)🍓的密(mi)度、壓(ya)力及(ji)開爾(er)文溫(wen)度,p0=101325Pa.
　　标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)氧氣(qi)的密(mi)度是(shi)1.331kg/m3,二氧(yang)化碳(tan)的密(mi)度爲(wei)1.829kg/m3,空氣(qi)🚩的密(mi)度👣爲(wei)1.205kg/m3.根據(ju)修正(zheng)公式(shi)(3),可以(yi)得到(dao)氧氣(qi)修正(zheng)後檢(jian)定點(dian)爲945.44L/h,二(er)氧化(hua)碳修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點爲(wei)806.53L/h.
2.2氧氣(qi)和二(er)氧化(hua)碳實(shi)驗結(jie)果的(de)分析(xi)與計(ji)算
　　玻(bo)璃轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)檢定(ding)介質(zhi)爲氧(yang)氣前(qian)調流(liu)量和(he)後調(diao)流量(liang)實驗(yan)數據(ju)如表(biao)1和表(biao)2所示(shi).
 
　　在檢(jian)定玻(bo)璃轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)時,以(yi)上一(yi)組數(shu)據是(shi)以氧(yang)氣爲(wei)介質(zhi)進✨行(hang)實驗(yan),壓力(li)下所(suo)對應(ying)的2個(ge)值分(fen)别爲(wei)ps，pm,即流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置内(nei)🏃和流(liu)量計(ji)前氣(qi)體的(de)絕對(dui)壓力(li).實驗(yan)中标(biao)準狀(zhuang)态下(xia)檢♻️定(ding)點爲(wei)1000L/h,根據(ju)公式(shi)(3)，對氧(yang)氣修(xiu)正後(hou)的檢(jian)定點(dian)爲945.44L/h.根(gen)據公(gong)式(1)、表(biao)1以及(ji)表2中(zhong)氧氣(qi)的實(shi)驗數(shu)據可(ke)得前(qian)調和(he)後調(diao)流量(liang)值如(ru)圖2所(suo)示.
 
　　實(shi)驗中(zhong),對于(yu)檢定(ding)時氣(qi)體流(liu)量的(de)前調(diao)和後(hou)調都(dou)分别(bie)采🥵集(ji)了3組(zu)數據(ju),對于(yu)3組數(shu)據求(qiu)得的(de)平均(jun)值作(zuo)爲✉️最(zui)後的(de)實際(ji)流量(liang)值,使(shi)檢💃定(ding)結果(guo)更加(jia)正确(que).從以(yi)上😘的(de)實驗(yan)結果(guo)來看(kan),對氧(yang)📐氣的(de)數據(ju)分析(xi)知前(qian)調流(liu)量平(ping)均值(zhi)爲659.73L/h,後(hou)調流(liu)量平(ping)均值(zhi)爲🔞987.64L/h,相(xiang)比刻(ke)度修(xiu)正後(hou)氧氣(qi)的檢(jian)定點(dian),後調(diao)流量(liang)與🌈密(mi)度修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點945.44L/h的(de)值更(geng)爲接(jie)近.由(you)前調(diao)和後(hou)調流(liu)量🌐氧(yang)氣的(de)示值(zhi)誤差(cha)計算(suan)知,前(qian)調流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)43.3%,後調(diao)流⛷️量(liang)相對(dui)誤差(cha)爲4.3%.從(cong)而可(ke)以看(kan)出,檢(jian)定❗時(shi)使用(yong)後調(diao)流量(liang),其實(shi)際流(liu)量值(zhi)與檢(jian)定點(dian)更爲(wei)接近(jin)且相(xiang)對誤(wu)差遠(yuan)遠小(xiao)于前(qian)調🈲流(liu)量.2種(zhong)看似(si)差别(bie)不大(da)的調(diao)節流(liu)量的(de)方法(fa),對于(yu)檢㊙️定(ding)結果(guo)卻有(you)😍很大(da)的差(cha)異，後(hou)⭕調流(liu)量可(ke)使檢(jian)定結(jie)果💁更(geng)爲正(zheng)确.對(dui)于一(yi)種介(jie)質💞,由(you)于其(qi)💜每種(zhong)氣體(ti)都有(you)各自(zi)的特(te)殊性(xing),從而(er)不能(neng)充分(fen)地說(shuo)明哪(na)💃🏻種調(diao)節精(jing)度更(geng)高,相(xiang)對誤(wu)差更(geng)小.爲(wei)了使(shi)結果(guo)具有(you)普遍(bian)性,任(ren)意選(xuan)用另(ling)外一(yi)種氣(qi)體進(jin)行實(shi)驗,以(yi)便更(geng)加清(qing)楚地(di)說明(ming)結果(guo)的普(pu)遍性(xing).玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計檢(jian)定🐕介(jie)質爲(wei)二氧(yang)化碳(tan)前調(diao)流量(liang)和後(hou)調流(liu)量實(shi)驗數(shu)據如(ru)表3和(he)表4所(suo)示.
 
　　對(dui)于以(yi)二氧(yang)化碳(tan)爲介(jie)質檢(jian)定轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)時,其(qi)檢定(ding)點同(tong)樣♍選(xuan)擇1000L/h,同(tong)理根(gen)據公(gong)式(1)、表(biao)3和表(biao)4中二(er)氧化(hua)碳的(de)實驗(yan)數據(ju)可得(de)二氧(yang)化碳(tan)前調(diao)和後(hou)調流(liu)量值(zhi)如圖(tu)3所示(shi).
 
　　對于(yu)前調(diao)和後(hou)調流(liu)量,以(yi)每組(zu)中4次(ci)實際(ji)流量(liang)值的(de)平均(jun)值爲(wei)前調(diao)和後(hou)調最(zui)後的(de)實際(ji)流量(liang)值,避(bi)免粗(cu)大誤(wu)差對(dui)實驗(yan)結果(guo)的影(ying)響.同(tong)理根(gen)據公(gong)式(2),二(er)氧化(hua)碳修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點的(de)值爲(wei)806.53L/h,由圖(tu)✌️3中前(qian)調的(de)平均(jun)值與(yu)後調(diao)平均(jun)值可(ke)得二(er)氧化(hua)碳的(de)示值(zhi)誤差(cha):前調(diao)爲14.3%,後(hou)✉️調爲(wei)7.0%,其計(ji)算過(guo)程與(yu)氧氣(qi)的示(shi)值誤(wu)差計(ji)算過(guo)程相(xiang)同.
　　對(dui)二氧(yang)化碳(tan)的數(shu)據分(fen)析知(zhi)前調(diao)流量(liang)平均(jun)值爲(wei)705.81L/h,後調(diao)流量(liang)平🌂均(jun)值爲(wei)867.41L/h,相比(bi)對二(er)氧化(hua)碳刻(ke)度修(xiu)正後(hou)的檢(jian)定點(dian),後調(diao)流量(liang)與㊙️密(mi)度修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點806.53L/h的(de)值更(geng)爲接(jie)近.前(qian)調流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)14.3%,後調(diao)流量(liang)相對(dui)誤差(cha)爲🐆7.0%.二(er)氧化(hua)碳的(de)實驗(yan)結👄果(guo)更加(jia)充分(fen)地證(zheng)明了(le)在對(dui)玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計檢(jian)定時(shi)，使♻️用(yong)後調(diao)流量(liang)可使(shi)相對(dui)誤差(cha)大大(da)減小(xiao)，檢定(ding)結果(guo)更加(jia)正确(que).
3結論(lun)
　　從氧(yang)氣的(de)實驗(yan)數據(ju)分析(xi)可知(zhi):前調(diao)流量(liang)平均(jun)值爲(wei)659.73L/h,後調(diao)流量(liang)平均(jun)值爲(wei)987.64L/h,後調(diao)流量(liang)均值(zhi)與氧(yang)氣密(mi)度修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點945.44L/h的(de)值更(geng)爲接(jie)近.對(dui)于示(shi)值誤(wu)差,前(qian)調流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)43.3%,後調(diao):流量(liang)相對(dui)誤差(cha)爲4.3%,後(hou)調流(liu)量的(de)誤差(cha)遠遠(yuan)小于(yu)前調(diao)流量(liang)的誤(wu)差值(zhi).從二(er)氧化(hua)碳的(de)實驗(yan)結果(guo)分析(xi)得到(dao)前調(diao)流量(liang)平均(jun)值爲(wei)705.81L/h,後調(diao)流量(liang)平均(jun)值爲(wei)867.41L/h,與密(mi)度修(xiu)正後(hou)檢定(ding)點806.53L/h相(xiang)比較(jiao),可以(yi)㊙️清楚(chu)看到(dao)後調(diao)流量(liang)均值(zhi)更爲(wei)接近(jin)修正(zheng)後的(de)檢定(ding)點.二(er)✏️氧💋化(hua)碳前(qian)調流(liu)量相(xiang)對誤(wu)差爲(wei)14.3%,後調(diao)流♈量(liang)相對(dui)誤差(cha)爲7.0%,進(jin)一步(bu)證實(shi)了在(zai)檢定(ding)玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計時(shi)使用(yong)後調(diao)流量(liang)可使(shi)檢定(ding)結果(guo)更加(jia)正确(que)，減小(xiao)✏️誤差(cha)對檢(jian)🌈定結(jie)果的(de)影響(xiang).

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