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氣體渦輪流量計不同檢測測量結果
發布時間:2021-12-20 08:39:38

摘要:近年來,氣體流量標準裝置在各個領域得到了廣泛的應用。本文主要是對音速噴嘴法和鐘罩式這兩種檢測方式進行分析,并比較分析這兩種方法栓測同一渦輪流量計的測量結果,并對測量結果進行不確定度的評定,希望能為后續研究工作提供一些建設性意見。
引言
  音速噴嘴法氣體流量標準裝置檢測的是氣路循環經過渦輪流量計到噴嘴,再到氣泵抽氣的整個過程。采用的是負壓進氣法來對渦輪流量計進行檢測,這是現階段檢定流量計的=使用最多的一種方法,也是應用最為廣泛的一種方法。鐘罩式氣體流量標準裝置則是采取正壓法,是指用一定體積量的標準氣體流經渦輪流量計來對流量計進行檢定,其本身流量范圍比較小,比較適合檢測口徑較小的流量計,這與流量計的實際工作狀態相符合。本文主要是對音速噴嘴法和鐘罩式這兩種檢測方式進行分析,并比較分析這兩種方法檢測同一渦輪流量計的測量結果,并對測量結果進行不確定度的評定,希望能夠有效提高氣體渦輪流量計的檢測精確度。
1概述
1.1相關概念
  音速噴嘴法氣體流量標準裝置設計過程中主要原理是把潔凈的空氣作為介質,然后利用真空泵吸入,吸入的空氣經過各個相關的直管段,在這個過程中還有一組音速噴嘴,這個作用主要是調節音速噴嘴下游的相關的閥門,達到改變流量的目的,最后代入相關的計算公式就可以實現對被檢表的檢定,進而實現其主要的功能。另一種氣體流量的裝置為鐘罩式氣體流量標準裝置,這種裝置也主要是把氣體作為流通主要介質,然后達到對氣體流量計檢定的目的。這種氣體流量裝置主要結構包括鐘罩、液槽、發訊機構、壓.力補償機構、氣源以及試驗管路等相關的部分。
1.2相關檢測標準
  氣體流量裝置在進行檢測的過程中需要嚴格的按照相關的技術標準,這樣才能保證檢測結果的準確性、科學性以及合理性,相關的檢測的標準一個是國家的JJG1037-2008《渦輪流量計》,
  還有一個檢測標準就是檢測過程中有一個標準的檢測環境條件,相關的規定中具體要求為:檢測的大氣溫度為23.5℃左右,誤差在1℃左右:要求的相對濕度為38±1%RH,大氣壓力為93.2±0.5kPa,檢定用介質溫度18.5±0.2℃;同時還包括對電源壓力以及相關的電壓的頻率的相關的技術要求,其中規定電源電壓應為220±22V,電源頻率應為(50±2.5)Hz,在相關的標準中對檢測過程中外界磁場以及由于機械振動等方面的影響因素的影響由于比較小可以對其忽略。
  第三個方面就是實際進行測量過程中的測量標準方面的規定。例如對0.25級音速噴嘴法的氣體流量的相關的標準裝置進行的相關規定中氣測量的范圍在0.1~15000m3/h.DN15~400mm之間,0.1級鐘罩式氣體流量標準裝置,測量范圍是(0.5~120)m3/h.DN(25~80)mm,同樣檢測的主要介質是潔凈空氣。
  最后一項檢測標準規定主要針對檢測對象,主要是根據JJG1037-2008渦輪流量計方面的檢測中的相關的規定,在整個檢測的過程中需要嚴格按照相關的技術檢測標準方面的要求,認真執行。
1.3氣體渦輪流量計的工作原理和特征
  氣體渦輪流量計是速度式流量計中的一種,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時,受流體作用,葉輪會受力的作用旋轉,其轉速與管道平均流速成正比:葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線,.對線圈磁通量進行改變,按照電磁感應原理,將在線圈內感應出電脈沖信號,電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。渦輪流量計具有精度高、重復性好、無零點漂移、高量程比等優點。渦輪流量計擁有高質量軸承、特別設計的導流片,進而減少磨損,不受峰值影響,在惡劣的環境下也能保障變量測量的可靠性。
1.4檢測過程
  利用相關的裝置對氣體的流量進行實際的檢測過程中需要在一定的環境下,按相關的檢測標準進行檢測,在整個檢測過程中所需的檢測介質均為空氣。在進行檢測的過程中需要嚴格按照標準中的相關的規定,在檢測的每個流量點都要進行重復性的檢定,一般需要檢測3次,然后把三次檢測的平均值作為該流量點的儀表系數,通過這種方式就可以達到對相關儀器的儀表系數的確定。
2建立數學模型
  在進行檢測的過程中需要各種相關的參數的判定,其中建立的數學模型:公式為:其中,K為第i次儀表系數:N.為第i次脈沖數:V,為第i次累積流量值,通過對這些參數的監控以及計算,就可以得出儀表的相關的參數,然后通過與相關的準進行對比,就可以比較明確得出相關的結論。
 
3音速噴嘴法氣體流量標準裝置輸入量的相對不確定度評定
3.1輸入量N,的相對不確定度U'.a1(N)評定
  在音速噴嘴法氣體流量裝置進行檢測過程中有一個非常重要的參數就是相對不確定度,這種輸入量的相對不確定度主要來源主要檢測過程中的不重復性,在對其進行判定的過程中主要采用A類評定對其進行評定。通過相關的設備對其進行檢測的過程中測得的主要數據如表1所示。
 
3.2輸入量V.相對不確定度Ucrel(V1)的評定
  輸入量V,相對不確定度Ucrel(V1)不確定度主要來源于氣體流量標準裝置的測量誤差,在進行評定得過程中采用得主要方式是B類方法評定。通過相關的設備對其進行測量所得主要結果如表2所示。
 
 
3.5擴展不確定度的評定
  通過以上各個方面的分析以及計算,得到音速噴嘴法氣體流量的相關裝置在進行擴展不確定度的評定的過程中主要利用測量結果的重復性當作最大值,最后的公式為:U(K)=0.257%X2=0.54%;k=2。
4鐘罩式氣體流量標準裝置輸入量的相對不確定度的評定
4.1輸入量N的相對不確定度U".(N)評定
  在鐘罩式氣體流量裝置進行檢測的過程中,輸入量相對不確定度的評定也需要進行嚴格的操作以及設計過程,其中輸入量N的不確定度的判定主要是利用裝置中流量計測量的不重復性進行評定的。利用相關的設備進行連續的測量結果如下圖所示。
 
4.2輸入量V,相對不確定度Urel(V1)的評定
  輸入量V1相對不確定度Urel(V1)的產生,主要來源于氣體流量標準裝置的測量誤差,其不確定度的判定主要采用B類方法進行評定。
 
4.5擴展不確定度的評定
  在進行擴展不確定度的相關的評定的過程中需要對其測量結果進行反復的重復,然后利用其重復性當作最大值,相關的公式為:U(K)=0.21%X2=0.42%;k=2.
5結束語
  綜上所述,對上述檢測方式的測量結果進行分析后,主要可以得出下列結論,首先是利用音速噴嘴法氣裝置對氣體的流量進行檢測的過程中,測得的氣體渦輪流量計的擴展不確定度為0.54%(k=2);而另-種氣體流量的檢測裝置--鐘罩式裝置,測得氣體渦輪流量計的擴展不確定度為0.42%(k=2);兩種測量結果均符合檢測規程標準,表明其檢測結果的可信度較高。第二,在鐘罩式標準裝置的檢測過程中,需要進行多次的來回升降,耗費較長的時間,因而降低了檢測效率:但前者裝置在檢測的過程中所具有的優勢就是耗費短,這樣就在很大程度上降低了相關的工作人員的勞動強度,進而大大的提升了氣體流量的檢測效率。但是通過對上述兩種不同裝置的檢測方法,以及對氣體流量的測量結果進行相關分析可知,不管是使用哪種檢測方式,都可以實現預期的效果。

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