摘要(yao):近年(nian)來,氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置在(zai)各個(ge)領域(yu)得到(dao)了廣(guang)泛的(de)應用(yong)。本文(wen)主要(yao)是對(dui)音速(su)噴嘴(zui)法和(he)鍾罩(zhao)式這(zhe)兩種(zhong)檢測(ce)方式(shi)進行(hang)🥰分析(xi),并比(bi)較分(fen)析這(zhe)兩種(zhong)方法(fa)栓測(ce)同一(yi)
渦輪(lun)流量(liang)計
的(de)測量(liang)結果(guo),并對(dui)測量(liang)結果(guo)進行(hang)不确(que)定度(du)的評(ping)定,希(xi)望能(neng)爲🚩後(hou)續研(yan)究工(gong)作提(ti)供一(yi)些建(jian)設性(xing)意見(jian)。
引言(yan)
音速(su)噴嘴(zui)法氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置檢(jian)測的(de)是氣(qi)路循(xun)✏️環經(jing)過渦(wo)💋輪流(liu)量計(ji)到噴(pen)嘴,再(zai)到氣(qi)泵抽(chou)氣的(de)整個(ge)過程(cheng)。采用(yong)的是(shi)✊負壓(ya)進氣(qi)法來(lai)對渦(wo)輪流(liu)量計(ji)進行(hang)檢測(ce),這是(shi)現階(jie)段檢(jian)定流(liu)量計(ji)的=使(shi)用🐅最(zui)多的(de)一種(zhong)方法(fa),也是(shi)應用(yong)最爲(wei)廣泛(fan)的一(yi)種方(fang)法。鍾(zhong)罩式(shi)氣體(ti)🌏流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)則是(shi)采取(qu)正壓(ya)法,是(shi)指用(yong)一定(ding)體積(ji)👅量的(de)标準(zhun)氣體(ti)流經(jing)渦輪(lun)流量(liang)計來(lai)對流(liu)量計(ji)🐇進行(hang)檢定(ding),其本(ben)♌身流(liu)量範(fan)圍比(bi)較小(xiao),比較(jiao)适合(he)檢測(ce)口徑(jing)較小(xiao)的流(liu)量計(ji),這與(yu)流量(liang)計的(de)實際(ji)工作(zuo)狀态(tai)相符(fu)合。本(ben)文主(zhu)要是(shi)對音(yin)速噴(pen)嘴法(fa)和鍾(zhong)罩式(shi)這兩(liang)種檢(jian)測方(fang)式進(jin)行分(fen)析,并(bing)比較(jiao)分析(xi)這兩(liang)種方(fang)㊙️法檢(jian)測同(tong)🐆一渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的測(ce)量結(jie)果,并(bing)對測(ce)量結(jie)果進(jin)行不(bu)确定(ding)🛀🏻度的(de)評定(ding),希望(wang)能夠(gou)🍓有效(xiao)提高(gao)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)檢測(ce)精度(du)。
1概述(shu)
1.1相關(guan)概念(nian)
音速(su)噴嘴(zui)法氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置設(she)計過(guo)程中(zhong)主要(yao)原理(li)是⚽把(ba)潔淨(jing)的空(kong)氣作(zuo)爲介(jie)質,然(ran)後利(li)用真(zhen)空泵(beng)吸入(ru),吸入(ru)的空(kong)氣經(jing)過各(ge)個相(xiang)關的(de)直管(guan)段,在(zai)這個(ge)過程(cheng)中還(hai)有一(yi)組音(yin)速噴(pen)嘴,這(zhe)個作(zuo)用主(zhu)要是(shi)調節(jie)音速(su)噴嘴(zui)下遊(you)的相(xiang)關的(de)閥門(men)👨❤️👨,達到(dao)改變(bian)流量(liang)的目(mu)🚶♀️的,最(zui)後代(dai)入相(xiang)關的(de)計算(suan)公式(shi)就可(ke)以實(shi)現對(dui)被檢(jian)表的(de)檢定(ding),進而(er)實現(xian)其主(zhu)要的(de)功能(neng)。另一(yi)種氣(qi)體流(liu)量的(de)裝置(zhi)爲鍾(zhong)罩🧑🏾🤝🧑🏼式(shi)氣體(ti)流量(liang)标準(zhun)🔅裝置(zhi),這種(zhong)裝置(zhi)也主(zhu)要是(shi)把氣(qi)體作(zuo)爲流(liu)通主(zhu)要介(jie)質,然(ran)後達(da)到對(dui)氣體(ti)流量(liang)計檢(jian)定的(de)目的(de)。這種(zhong)氣體(ti)流量(liang)裝置(zhi)🈲主要(yao)結構(gou)包括(kuo)鍾罩(zhao)、液槽(cao)、發訊(xun)機構(gou)、壓.力(li)補償(chang)機構(gou)、氣源(yuan)以及(ji)試驗(yan)管路(lu)等相(xiang)關的(de)部分(fen)。
1.2相關(guan)檢測(ce)标準(zhun)
氣體(ti)流量(liang)裝置(zhi)在進(jin)行檢(jian)測的(de)過程(cheng)中需(xu)要嚴(yan)格的(de)按照(zhao)相關(guan)的技(ji)術标(biao)準,這(zhe)樣才(cai)能保(bao)證檢(jian)測結(jie)果的(de)✂️正确(que)率、科(ke)學性(xing)以及(ji)合理(li)🈲性,相(xiang)關的(de)檢測(ce)的标(biao)準一(yi)個是(shi)國家(jia)的JJG1037-2008《渦(wo)輪流(liu)量計(ji)》,
還有(you)一個(ge)檢測(ce)标準(zhun)就是(shi)檢測(ce)過程(cheng)中有(you)一個(ge)标準(zhun)的檢(jian)測環(huan)境條(tiao)件,相(xiang)關的(de)規定(ding)中具(ju)體要(yao)求爲(wei):檢測(ce)🍓的大(da)氣溫(wen)㊙️度爲(wei)23.5℃左右(you),誤差(cha)在1℃左(zuo)右:要(yao)求的(de)相對(dui)濕度(du)爲38±1%RH,大(da)氣壓(ya)力爲(wei)93.2±0.5kPa,檢定(ding)用介(jie)質溫(wen)🐆度18.5±0.2℃;同(tong)時還(hai)包括(kuo)對電(dian)源壓(ya)力以(yi)及相(xiang)關的(de)👉電壓(ya)的頻(pin)率的(de)相關(guan)的技(ji)術要(yao)求,其(qi)中規(gui)定☔電(dian)源電(dian)壓應(ying)爲220±22V,電(dian)源頻(pin)率應(ying)爲(50±2.5)Hz,在(zai)相關(guan)的标(biao)準中(zhong)對檢(jian)測過(guo)程中(zhong)外界(jie)磁場(chang)以及(ji)由于(yu)機械(xie)振動(dong)等方(fang)面的(de)影響(xiang)因素(su)的影(ying)響由(you)于比(bi)較小(xiao)可以(yi)對其(qi)忽略(lue)。
第三(san)個方(fang)面就(jiu)是實(shi)際進(jin)行測(ce)量過(guo)程中(zhong)的測(ce)量标(biao)👌準方(fang)面的(de)規定(ding)。例如(ru)對0.25級(ji)音速(su)噴嘴(zui)法的(de)氣體(ti)流量(liang)的相(xiang)關的(de)🌏标準(zhun)裝置(zhi)進行(hang)🔅的相(xiang)關規(gui)定中(zhong)氣測(ce)量的(de)範圍(wei)在0.1~15000m3/h.DN15~400mm之(zhi)間,0.1級(ji)💞鍾罩(zhao)式🔅氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置,測(ce)量範(fan)圍是(shi)(0.5~120)m3/h.DN(25~80)mm,同樣(yang)檢測(ce)的主(zhu)要介(jie)質是(shi)潔淨(jing)空氣(qi)。
最後(hou)一項(xiang)檢測(ce)标準(zhun)規定(ding)主要(yao)針對(dui)檢測(ce)對象(xiang),主要(yao)是根(gen)據JJG1037-2008渦(wo)💯輪流(liu)量計(ji)方面(mian)的檢(jian)測中(zhong)的相(xiang)關的(de)規定(ding),在整(zheng)個檢(jian)測的(de)過程(cheng)🤞中需(xu)要嚴(yan)格按(an)照相(xiang)關的(de)技術(shu)檢測(ce)标準(zhun)方面(mian)的要(yao)求,認(ren)真執(zhi)❗行。
1.3氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理和(he)特征(zheng)
氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計
是(shi)速度(du)式流(liu)量計(ji)中的(de)一種(zhong),當被(bei)測流(liu)體流(liu)過渦(wo)輪流(liu)量計(ji)傳🌈感(gan)器時(shi),受流(liu)體作(zuo)用,葉(ye)輪會(hui)受力(li)的作(zuo)用☀️旋(xuan)轉,其(qi)轉速(su)與管(guan)道平(ping)均流(liu)速成(cheng)正比(bi):葉片(pian)周期(qi)性地(di)切割(ge)電磁(ci)鐵産(chan)生的(de)♉磁力(li)線,.對(dui)線圈(quan)磁通(tong)量進(jin)行改(gai)變,按(an)照電(dian)磁感(gan)應原(yuan)理,将(jiang)在線(xian)圈内(nei)感應(ying)出電(dian)脈沖(chong)信号(hao),電脈(mo)動信(xin)号的(de)頻率(lü)與被(bei)測流(liu)體的(de)流量(liang)成正(zheng)比。渦(wo)輪流(liu)量計(ji)具有(you)精度(du)高、重(zhong)複性(xing)好、無(wu)零點(dian)漂移(yi)、高量(liang)程🌈比(bi)等優(you)點。渦(wo)輪☂️流(liu)量計(ji)擁有(you)質量(liang)好軸(zhou)承☔、特(te)👈别設(she)計的(de)導流(liu)片,進(jin)而減(jian)少磨(mo)損,不(bu)♉受🤟峰(feng)值影(ying)響,在(zai)惡劣(lie)的環(huan)境下(xia)也能(neng)保障(zhang)變🛀🏻量(liang)測量(liang)的可(ke)靠性(xing)。
1.4檢測(ce)過程(cheng)
利用(yong)相關(guan)的裝(zhuang)置對(dui)氣體(ti)的流(liu)量進(jin)行實(shi)際的(de)檢測(ce)過程(cheng)中需(xu)要在(zai)一定(ding)的環(huan)境下(xia),按相(xiang)關的(de)檢測(ce)标準(zhun)🔞進行(hang)檢測(ce),在整(zheng)個檢(jian)測過(guo)程中(zhong)所需(xu)的檢(jian)測介(jie)質均(jun)🧡爲空(kong)氣🌈。在(zai)進行(hang)檢測(ce)的♋過(guo)程中(zhong)需要(yao)嚴格(ge)按照(zhao)标準(zhun)中的(de)相關(guan)的規(gui)定,在(zai)檢測(ce)的每(mei)個流(liu)量點(dian)都要(yao)進行(hang)重複(fu)性的(de)檢定(ding),一般(ban)需要(yao)🌂檢測(ce)3次,然(ran)後把(ba)三次(ci)檢測(ce)🏃🏻的平(ping)均值(zhi)作爲(wei)該流(liu)量點(dian)的儀(yi)表系(xi)數,通(tong)過這(zhe)種方(fang)式就(jiu)可以(yi)達到(dao)對相(xiang)關儀(yi)🌐器的(de)儀表(biao)系數(shu)的确(que)定。
2建(jian)立數(shu)學模(mo)型
在(zai)進行(hang)檢測(ce)的過(guo)程中(zhong)需要(yao)各種(zhong)相關(guan)的參(can)數的(de)判定(ding),其🍉中(zhong)建立(li)🌏的數(shu)學模(mo)型:公(gong)式爲(wei):
其中(zhong),K爲第(di)i次儀(yi)表系(xi)數:N.爲(wei)第i次(ci)脈沖(chong)數:V,爲(wei)第i次(ci)累積(ji)流量(liang)值,通(tong)過對(dui)這些(xie)參數(shu)的監(jian)控以(yi)及計(ji)算,就(jiu)可以(yi)得出(chu)儀表(biao)的相(xiang)關的(de)參數(shu),然後(hou)通過(guo)與相(xiang)關的(de)準進(jin)行對(dui)比,就(jiu)可以(yi)比較(jiao)明确(que)得出(chu)相關(guan)的結(jie)論。
3音(yin)速噴(pen)嘴法(fa)氣體(ti)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)輸入(ru)量的(de)相對(dui)不确(que)❄️定度(du)評定(ding)
3.1輸入(ru)量N,的(de)相對(dui)不确(que)定度(du)U'.a1(N)評定(ding)
在音(yin)速噴(pen)嘴法(fa)氣體(ti)流量(liang)裝置(zhi)進行(hang)檢測(ce)過程(cheng)中有(you)一個(ge)非🚩常(chang)重要(yao)的參(can)數就(jiu)是相(xiang)對不(bu)确定(ding)度,這(zhe)種輸(shu)‼️入量(liang)的相(xiang)對不(bu)确定(ding)🔞度主(zhu)要來(lai)源主(zhu)要檢(jian)測過(guo)程中(zhong)的不(bu)重🏒複(fu)性,在(zai)對其(qi)進行(hang)判定(ding)的過(guo)程中(zhong)主要(yao)采用(yong)A類評(ping)定對(dui)其進(jin)行評(ping)🏃定。通(tong)過相(xiang)關的(de)設備(bei)對其(qi)進行(hang)檢測(ce)的過(guo)程中(zhong)測得(de)的主(zhu)要數(shu)據如(ru)表1所(suo)示。
3.2輸(shu)入量(liang)V.相對(dui)不确(que)定度(du)Ucrel(V1)的評(ping)定
輸(shu)入量(liang)V,相對(dui)不确(que)定度(du)Ucrel(V1)不确(que)定度(du)主要(yao)來源(yuan)于氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置的(de)測量(liang)誤差(cha),在進(jin)行評(ping)定得(de)過程(cheng)中采(cai)用得(de)主要(yao)方📐式(shi)是B類(lei)方法(fa)評定(ding)。通過(guo)相關(guan)的設(she)備對(dui)其進(jin)行測(ce)量所(suo)得主(zhu)要結(jie)果💋如(ru)表2所(suo)示。
3.5擴(kuo)展不(bu)确定(ding)度的(de)評定(ding)
通過(guo)以上(shang)各個(ge)方面(mian)的分(fen)析以(yi)及計(ji)算,得(de)到音(yin)速噴(pen)嘴法(fa)氣💛體(ti)流量(liang)的相(xiang)關裝(zhuang)置在(zai)進行(hang)擴展(zhan)不确(que)定度(du)😘的評(ping)定的(de)過程(cheng)中主(zhu)要利(li)用測(ce)量結(jie)果的(de)重複(fu)性當(dang)作最(zui)大值(zhi),最後(hou)的公(gong)式👣爲(wei):U(K)=0.257%X2=0.54%;k=2。
4鍾罩(zhao)式氣(qi)體流(liu)量标(biao)準裝(zhuang)置輸(shu)入量(liang)的相(xiang)對不(bu)确定(ding)度的(de)評定(ding)
4.1輸入(ru)量N的(de)相對(dui)不确(que)定度(du)U".(N)評定(ding)
在鍾(zhong)罩式(shi)氣體(ti)流量(liang)裝置(zhi)進行(hang)檢測(ce)的過(guo)程中(zhong),輸入(ru)量相(xiang)🈚對👄不(bu)确❤️定(ding)度的(de)評定(ding)也需(xu)要進(jin)行嚴(yan)格的(de)操作(zuo)以及(ji)設計(ji)過程(cheng),其中(zhong)☁️輸入(ru)量N的(de)不确(que)定度(du)的判(pan)定主(zhu)要是(shi)利用(yong)裝置(zhi)中流(liu)量⁉️計(ji)測量(liang)的不(bu)重複(fu)性進(jin)行評(ping)定的(de)。利用(yong)相關(guan)的設(she)備進(jin)行連(lian)續的(de)測量(liang)結果(guo)如下(xia)🈚圖所(suo)示。
4.2輸(shu)入量(liang)V,相對(dui)不确(que)定度(du)Urel(V1)的評(ping)定
輸(shu)入量(liang)V1相對(dui)不确(que)定度(du)Urel(V1)的産(chan)生,主(zhu)要來(lai)源于(yu)氣體(ti)流量(liang)标✂️準(zhun)裝置(zhi)✊的測(ce)量誤(wu)差,其(qi)不确(que)定度(du)的判(pan)定主(zhu)要采(cai)用✉️B類(lei)方🔴法(fa)進💔行(hang)評定(ding)。
4.5擴展(zhan)不确(que)定度(du)的評(ping)定
在(zai)進行(hang)擴展(zhan)不确(que)定度(du)的相(xiang)關的(de)評定(ding)的過(guo)程中(zhong)需要(yao)對其(qi)測量(liang)結果(guo)進行(hang)反複(fu)的重(zhong)複,然(ran)後利(li)用其(qi)重複(fu)性當(dang)作最(zui)大值(zhi),相關(guan)的公(gong)式爲(wei):U(K)=0.21%X2=0.42%;k=2.
5結束(shu)語
綜(zong)上所(suo)述,對(dui)上述(shu)檢測(ce)方式(shi)的測(ce)量結(jie)果進(jin)行分(fen)析後(hou),主要(yao)可🌍以(yi)得出(chu)下列(lie)結論(lun),首先(xian)是利(li)用音(yin)速噴(pen)嘴法(fa)氣裝(zhuang)置對(dui)氣體(ti)的流(liu)量進(jin)行檢(jian)測的(de)過程(cheng)中,測(ce)得✊的(de)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)♍擴展(zhan)不确(que)定度(du)爲0.54%(k=2);而(er)另-種(zhong)氣體(ti)流量(liang)的檢(jian)測裝(zhuang)置🈲--鍾(zhong)罩式(shi)裝置(zhi),測得(de)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)擴展(zhan)不确(que)定度(du)爲0.42%(k=2);兩(liang)種測(ce)量結(jie)果均(jun)符合(he)檢測(ce)規程(cheng)标準(zhun)💞,表明(ming)其檢(jian)測結(jie)果的(de)可信(xin)度較(jiao)高。第(di)二,在(zai)鍾罩(zhao)式标(biao)準裝(zhuang)置的(de)檢測(ce)過程(cheng)中,需(xu)要進(jin)行多(duo)次的(de)來回(hui)升降(jiang),耗費(fei)較長(zhang)的時(shi)間,因(yin)而降(jiang)✔️低了(le)檢測(ce)效率(lü):但前(qian)者裝(zhuang)置在(zai)檢測(ce)的過(guo)程中(zhong)所具(ju)有的(de)優勢(shi)就💞是(shi)耗費(fei)短,這(zhe)樣就(jiu)在很(hen)大♌程(cheng)度上(shang)降低(di)了相(xiang)關的(de)工作(zuo)人員(yuan)的勞(lao)動強(qiang)度,進(jin)而大(da)大的(de)提升(sheng)了氣(qi)體流(liu)量的(de)檢測(ce)效率(lü)。但是(shi)通過(guo)對👨❤️👨上(shang)述兩(liang)種不(bu)同裝(zhuang)置的(de)檢測(ce)方法(fa),以及(ji)對氣(qi)體流(liu)量的(de)測量(liang)結果(guo)進行(hang)相關(guan)分析(xi)可知(zhi),不管(guan)是🔞使(shi)用⭐哪(na)種檢(jian)測方(fang)式,都(dou)可以(yi)實現(xian)預期(qi)的效(xiao)果。
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