摘要(yào)：玻璃轉子流量(liàng)計 在檢定過程(cheng)中，因調節氣體(ti)流量的方法不(bu)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(tǐ)分别作爲檢定(dìng)介質，利用容積(ji)法對玻璃轉子(zǐ)流📐量計分别采(cai)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(shu)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(liang)的📞方法，可使檢(jiǎn)定誤差大大減(jiǎn)小，因而進一步(bù)提高了檢定結(jié)果的精度．這不(bu)僅對于實際檢(jian)定工作中提高(gāo)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(shí)的正确率．
　　在工(gōng)礦企業中，需要(yào)進行氣體流量(liàng)測量的場合随(suí)處可見．目♻️前，氣(qì)體流量的計量(liàng)問題成爲我國(guó)計量儀表發展(zhan)的重🐕點，很👅多問(wèn)題都尚未得到(dao)解決．此外，氣體(tǐ)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(liang)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(shǐ)用過程中，一般(ban)都從儀器的選(xuǎn)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(jian)定來減小誤差(chà)的影響．但事實(shí)上，隻有确保了(le)檢定的正确率(lü)，才能減小氣體(ti)流量計使用誤(wu)📱差，從而進一步(bù)提高測量🌈的精(jing)度．
　　在實際工作(zuo)中，多數檢定人(ren)員沒有意識到(dào)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(jian)定結果影響很(hen)大。目前🌈針對這(zhè)個問題多是理(li)論💜分析，缺乏實(shi)驗數據驗證，本(běn)課題針對上述(shu)情況在前期進(jin)行了實驗設計(ji)并獲得💃了大量(liàng)的實驗數據💛．根(gen)據實測數據結(jie)合建立⭐的數學(xue)模型，來對前調(diào)與🌂後調流量2種(zhong)方法進行對比(bi)分析．同時對于(yú)如何在檢定玻(bō)璃轉子流量計(jì)時提高檢定精(jing)度方面做了研(yán)究，并提出了有(yǒu)效的解決方法(fa)，從而大大減小(xiao)了玻璃轉子流(liu)量計檢定💚誤差(cha)．
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(biāo)準是根據JJG257-2007轉子(zǐ)流量計檢定規(guī)程而進行🚩的LI,檢(jiǎn)定時采用鍾罩(zhào)式氣體流量标(biao)準裝置.鍾罩式(shì)氣體流量标準(zhun)裝置如圖1所示(shì)8-41.圖中的鍾罩是(shì)一個上部有頂(dǐng)蓋，下部開口的(de)🔞容器，筒體内盛(sheng)滿水或🤩者不易(yi)揮發的油.由🐇于(yu)液封的作用,使(shi)得鍾罩成爲一(yi)個密封的容器(qi).進氣閥上⛱️的導(dao)管插入鍾罩内(nèi),頂端露出液面(mian),其高度🈚以鍾罩(zhao)下降到最低點(dian)時不碰🔴到鍾罩(zhào)🛀🏻頂蓋爲宜.爲了(le)避免鍾罩下降(jiàng)時晃動,通過導(dao)輪、定滑輪及配(pei)重錘來調節鍾(zhōng)罩内的❌壓力.檢(jiǎn)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(bì)出氣閥,開動氣(qi)泵使氣體通過(guò)導🤩管流入氣體(ti)流量标準裝置(zhì)的工作量器内(nei).當鍾罩😍上升到(dào)最高位置時,關(guan)閉氣泵,停🔞一段(duàn)時間後,待标準(zhǔn)容器内氣體的(de)溫度穩定時,開(kāi)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(ya)源并給出标準(zhǔn)容積的裝置.打(dǎ)開出氣閥和調(diao)♉節閥,鍾罩以一(yī)定的速度下降(jiang).此時開始計時(shí),流量計開始計(jì)數，測出鍾罩排(pai)出的氣體體💰積(jī)、溫度和時間,鍾(zhong)罩内的氣體通(tōng)過導氣管經被(bei)檢定的流量計(jì)流入大氣,計算(suan)出流量計在刻(kè)度狀态下💋的實(shi)際流量和示值(zhí)誤📞差.實際流量(liang)值可根🙇‍♀️據公式(shì)(1)計算得出：
 
　　式中(zhong),V,τ分别爲流量标(biāo)準裝置内排出(chu)的氣體體積,排(pai)出裝置的㊙️時間(jiān).Pv,Ps,Pm分别爲标準狀(zhuang)态下、流量标準(zhǔn)裝置内和流量(liang)計前的氣體絕(jué)對壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别爲(wei)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(dù),Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實際流量值(zhi)Q與被‼️檢流量計(jì)的顯示值🛀🏻Q'相比(bi)較,利用公式(2)可(ke)計算出被檢流(liú)量計示值相對(dui)誤差爲：
 
式中，δｖ———被(bei)檢流量計示值(zhi)相對誤差，Ｑ′———被檢(jian)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(zi)流量計,由于轉(zhuan)子流量計制造(zao)廠家标定設備(bei)的限制，通常隻(zhi)能用水或者空(kong)氣來進行标定(ding),所以實驗中所(suo)用♍的檢定介質(zhi)爲非标定介質(zhi),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(zhōng)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(yao)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(liang)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(dù)對流體氣體的(de)影響.在實驗時(shí)的⭐檢定溫度設(she)定爲常溫.介質(zhi)不是幹空氣🔞,所(suǒ)以要對流量示(shi)值進行修正,可(ke)用公式(3),求出檢(jiǎn)定介質的修💘正(zheng)值.
 
　　式中,qv0爲流量(liang)計的氣體示值(zhi)流量或輸出信(xìn)号所對應⁉️的流(liú)量⚽.ρ01爲使用氣體(ti)在刻度狀态下(xià)的密度.qv,p,T分别爲(wei)工作狀态下的(de)氣體流量換算(suan)到标準狀态下(xià)的流量,被測氣(qi)體的壓力♈(即表(biǎo)壓力與大氣壓(ya)力之和)及溫.度(dù).ρ0，p0,T0分别爲标準🈲狀(zhuang)态下被測幹氣(qi)體的密度、壓力(lì)及開爾文溫度(dù),p0=101325Pa.
　　标準狀态下氧(yǎng)氣的密度是1.331kg/m3,二(èr)氧化碳的密度(dù)爲1.829kg/m3,空氣的密度(du)爲1.205kg/m3.根據修正公(gong)式(3),可以得到氧(yang)氣修正後🐇檢定(ding)📞點爲945.44L/h,二氧化碳(tan)修正後檢定點(diǎn)爲806.53L/h.
2.2氧氣和二氧(yang)化碳實驗結果(guǒ)的分析與計算(suan)
　　玻璃轉子流量(liang)計檢定介質爲(wèi)氧氣前調流量(liàng)和後調流量實(shi)驗數據如表1和(hé)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(qi)爲介質進行實(shí)驗,壓力下所對(dui)應的2個值分别(bie)爲ps，pm,即流✊量标準(zhǔn)裝置内和流量(liàng)計前氣體的絕(jué)對壓力.實驗中(zhōng)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(wèi)945.44L/h.根據公式(1)、表1以(yǐ)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(jiǎn)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(zǔ)數據求得的平(píng)均值作爲最後(hou)的實際流量值(zhi)🛀🏻,使檢定結果更(geng)加正确.從以上(shàng)的實驗結果來(lái)看,對氧氣的數(shu)據分析知前調(diào)流量平均值爲(wei)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(liu)量與密度修正(zhèng)後檢定點945.44L/h的值(zhí)更爲接近.由前(qian)調和後調流量(liàng)氧氣的示值誤(wu)差計算知,前調(diao)流量相⭐對誤差(cha)爲43.3%,後調流量相(xiang)對誤差爲4.3%.從而(er)可以看出,檢定(dìng)時使用後調流(liu)量,其❤️實際流量(liang)值與檢定點更(gèng)爲接近🛀且相對(duì)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(jie)果卻有很大的(de)差異，後🚶調流量(liàng)可使檢定結果(guo)更爲正确.對于(yu)一種介質,由于(yu)其💛每種氣體都(dou)有各自的特殊(shū)性,從而不能充(chōng)分地說明哪種(zhong)調節精度更高(gao),相對誤差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼更小(xiao).爲了使結果具(ju)有普遍性,任意(yì)💯選用另外一種(zhǒng)氣體進行實驗(yàn),以便更加清楚(chǔ)地說明結果的(de)普遍性.玻璃轉(zhuan)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(yàn)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(diǎn)同樣選擇1000L/h,同理(li)根據公式(1)、表3和(he)表4中二氧化碳(tàn)的實驗數據可(ke)得二氧化碳前(qián)調和後調流量(liang)值如圖3所示🥵.
 
　　對(dui)于前調和後調(diao)流量,以每組中(zhōng)4次實際流量值(zhí)的平均💋值爲前(qián)調和後調最後(hou)的實際流量值(zhi),避免粗大誤差(chà)對㊙️實驗結果的(de)影響.同理根據(ju)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(zhí)與後調平均值(zhi)可得二氧化碳(tan)的示值誤差:前(qian)調爲14.3%,後調爲7.0%,其(qí)計算過程與氧(yang)氣的示值誤差(cha)計算過程相同(tong).
　　對二氧化碳的(de)數據分析知前(qián)調流量平均值(zhí)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(du)修正後的檢定(dìng)點,後調流量與(yu)‼️密度修正後檢(jiǎn)定點806.53L/h的值更爲(wèi)接近.前調流量(liàng)🔴相對誤差爲14.3%,後(hòu)調流量相對誤(wù)差爲7.0%.二氧化碳(tàn)的實驗結❄️果更(gèng)加充分地證明(ming)🌏了在對玻璃轉(zhuǎn)子流量計檢定(ding)時，使用後調流(liú)量❌可使相對誤(wu)差大大減小㊙️，檢(jian)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(zhí)爲987.64L/h,後調流量均(jun1)值與氧氣密度(du)修正後🌈檢定點(diǎn)945.44L/h的🔞值更爲接近(jìn).對于示值誤差(cha),前調流量相對(duì)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(qian)調流量的誤差(chà)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(zhi)爲867.41L/h,與密📧度修正(zhèng)後檢定點806.53L/h相比(bǐ)較,可以清楚看(kàn)到後調❤️流量均(jun)值更爲接近修(xiū)正後的檢定點(diǎn).二氧化碳前調(diao)流量相對誤差(chà)爲14.3%,後調流量🔴相(xiang)對誤差爲7.0%,進一(yi)步證實了在檢(jian)定玻璃轉子流(liú)量計時使用後(hou)調流量可使檢(jiǎn)♍定結果更加正(zheng)确，減小誤差對(dui)檢定結果的影(yǐng)✂️響.

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