摘要：渦(wō)輪流量計
是(shi)一種典型的(de)速度式流量(liang)計，與顯示儀(yi)表組合實現(xian)😘對流體㊙️的測(ce)量和記錄,在(zài)航空液壓油(yóu)、潤滑油流量(liàng)測量中🈲被廣(guang)泛使用,本文(wen)就高粘度介(jiè)質渦輪流量(liàng)計校✌️準結果(guǒ)如何處理以(yǐ)及處理結果(guǒ)對實際使用(yong)的影響🌈進行(háng)分析。
0引言
渦(wō)輪流量計是(shi)一種速度式(shi)流量儀表，由(you)于具有測量(liàng)精度高、反應(yīng)速度快、測量(liàng)範圍廣、價格(gé)低廉、安裝方(fāng)便等優點，在(zai)航空📞燃油💞、液(ye)壓油等流體(tǐ)測量中被💋廣(guang)泛使用，然而(er)，在實際⁉️工作(zuo)中💚，按照JJG1037--2008《渦✏️輪(lun)流量計檢定(dìng)規程》進行檢(jian)測，由🚶于介質(zhì)粘度作用增(zēng)大,影響渦⛱️輪(lún)流量計線🏃♂️性(xìng)，出現較大的(de)測量偏差，直(zhí)接影響産品(pǐn)交付。本文結(jié)合工作中實(shí)際☂️情況.探讨(tǎo)了采用最🔆小(xiǎo)二乘法㊙️進行(háng)測量數據處(chu)理，減小渦輪(lún)流量計測量(liang)誤差，滿足産(chǎn)品測🏃♀️量要求(qiu)。
1概述及原理(lǐ)
渦輪流量計(jì)可以用于測(cè)量各種氣體(tǐ)、液體等流體(tǐ)的🥰累積流量(liang)和瞬時流量(liàng)。工作時被測(ce)流體沖擊渦(wo)😘輪葉片使渦(wo)輪旋轉，渦輪(lun)的轉速随流(liú)量的變化而(ér)變化,即流量(liang)大.渦輪的轉(zhuan)速也大，再經(jing)磁電轉換裝(zhuāng)置把渦輪的(de)轉速轉換爲(wei)相應頻率的(de)電㊙️脈沖,經前(qian)✏️置放大器放(fang)大後,送，入顯(xiǎn)示儀表進行(hang)計數和顯示(shi)，根據單位時(shí)間内的脈沖(chòng)數和累計脈(mo)沖數即可求(qiú)🤞出瞬時流量(liàng)和累積流量(liàng)。
渦輪流量計(jì)的工作原理(lǐ):當流體沿着(zhe)管道的.軸線(xian)方向流🏃🏻動，并(bìng)沖擊渦輪葉(yè)片時，便有與(yu)流量qv、流速V和(hé)流體密度ρ乘(chéng)積成比例的(de)🚶♀️力作用在葉(yè)片.上,推動渦(wo)輪旋轉。在渦(wō)輪旋轉的同(tóng)時，葉片周期(qi)💃🏻性地切割電(dian)磁鐵産生的(de)磁力線，改變(biàn)線圈的磁通(tong)量。根據電磁(ci)感應原理，在(zai)線圈内将感(gǎn)👈應出脈動的(de)電勢信号，此(ci)脈動信号的(de)頻率與被測(cè)流體的流量(liàng)，成正比。
2渦輪(lún)流量計的構(gou)造與測量過(guò)程
渦輪流量(liang)計一般由導(dao)流器、渦輪葉(yè)片、軸承、前置(zhì)放大♍器、顯示(shi)🐕儀表組成，以(yǐ)實現流量測(ce)量的目的，如(ru)圖1所示。
流體經(jing)過渦輪流量(liàng)計後,渦輪流(liú)量計測量輸(shu)出的🌈脈沖信(xin)号,經前置放(fang)大器放大後(hòu),送入顯示儀(yí)表，就可以實(shi)現流量的測(cè)量。顯💜示儀表(biao)接收的就是(shi)頻率🎯信号(脈(mò)沖),然後進行(hang)計🆚算得到瞬(shun)時流量和累(lèi)積流量。
渦輪(lun)流量計工作(zuo)流量和頻率(lü)成一定比例(li)關系，根據📞JJG1037-2008《渦(wō)輪流量計檢(jian)定規程》要求(qiu)，在每隻渦輪(lún)流量計進行(hang)檢定後會🙇♀️根(gen)據✌️有關公式(shì)計算出該渦(wo)輪流量計的(de)流量系數K值(zhi),使用時将K值(zhi)置入數字顯(xiǎn)示儀表，顯示(shi)儀表在接收(shou)到脈沖信号(hào)時，會根據K值(zhi)進行運算得(dé)到實測流體(tǐ)流量。運算公(gong)式如下:
式中(zhong):K爲平均流量(liàng)系數;E爲渦輪(lun)流量計最大(dà)示值.誤差⛷️;Kmax爲(wèi)流量範圍内(nei)各檢定點得(de)到的系數中(zhōng)最大值;Kmix爲流(liu)量範圍内🔴各(ge)檢定點得到(dao)的系數中最(zui)小值。
渦輪流(liú)量計K-qv特性曲(qu)線如圖2所示(shi)
3渦(wo)輪流量計的(de)校準結果處(chù)理
在實際工(gong)作中，根據JJG1037-2008《渦(wo)輪流量計檢(jiǎn)定規程》中給(gěi)出的平均儀(yí)💞表系數和示(shì)值最大誤差(chà)的計算方法(fǎ)，高粘度介質(zhì)測量時往往(wang)會造成很大(dà)的測量誤差(cha)，影響産品的(de)驗收。但是經(jīng)過對數據的(de)分析，使用最(zuì)小二乘法進(jìn)行曲線拟合(he)，找到曲線A、B值(zhi),将A、B值再置入(rù)顯示儀表,實(shí)際測量結果(guo)與标準流量(liang)偏差會減小(xiǎo)，可🍉以保證測(ce)量結果的正(zhèng)确率。爲了分(fen)析不同的測(ce)量結果數據(jù)☎️處理方法對(duì)實際測量影(ying)響，我們選取(qǔ)LWGY40型渦輪流量(liang)計，于2025年12月16日(rì),用4050号航空潤(rùn)滑油(粘度27.74x10-6m2/s)爲(wei)介質，在國防(fang)4113二級計量站(zhan)進行了測試(shi)。
1)使用K系數法(fǎ)結果如表1所(suǒ)示，标準流量(liang)、K系數法實際(jì)🏒顯示流量與(yu)頻率的散點(dian)圖如圖3所示(shì)。
從圖3可以看(kan)出，根據儀表(biǎo)K系數進行設(shè)置後，實際使(shi)用時流量顯(xian)⁉️示與标準流(liu)量之間有較(jiao)大差異，說明(ming)該方法測量(liàng)結果偏離真(zhen)⚽實結果較大(da)，也就是測量(liàng)誤差大。通過(guo)計算也可以(yǐ)看到，将平均(jun1)☂️儀表系數置(zhì)入儀表中🐇,會(huì)造成18.9%的測量(liàng)誤差。
2)使用最(zui)小二乘法結(jie)果如表2所示(shì)，根據測試數(shu)據，使用♻️MINTAB軟件(jiàn)進行㊙️處理，可(kě)以做出頻率(lǜ)與最小二乘(cheng)法顯示流💚量(liang)的曲線👅圖(如(rú)圖4所示)，得到(dào)曲線的A、B值。根(gen)據曲線方程(cheng)計算得到實(shí)際顯示流量(liang)，标準♻️流量、最(zui)小二😘乘法實(shí)際顯示流量(liang)與頻率的散(san)點圖如圖5所(suo)示。
圖5是标準(zhǔn)流量、最小二(er)乘法實際顯(xiǎn)示流量與頻(pin)率的👈散🥵點✊圖(tu)，從圖.上可以(yǐ)看出，根據儀(yi)表最小二乘(cheng)法設置A、B後，實(shi)際使用時流(liú)量顯示與标(biao)準流量之間(jian)差🔞異很小，說(shuo)明該方法測(ce)量結果偏離(lí)真實結果較(jiao)小，也就是測(cè)量誤差較小(xiao)。
3）将以上兩種(zhǒng)方法的實際(ji)流量測量數(shù)據與标.準流(liú)量數據進行(hang)拟合，使用MINTAB軟(ruǎn)件進行處理(lǐ)，作散點圖如(rú)圖6所示。
圖6可(ke)知，最小二乘(cheng)法流量曲線(xiàn)與标準流量(liàng)曲線基本重(zhòng)合,說明流量(liàng)偏差很小;K系(xì)數法流量曲(qǔ)線與标準流(liú)量曲線随着(zhe)頻率的增大(dà)差異也越大(dà)，說明流量偏(piān)差也越大。
根(gen)據以上的數(shù)據分析，渦輪(lún)流量計實際(jì)工作中對于(yu)高粘度🌂介質(zhì)進行流量測(cè)量時，使用最(zuì)小二乘法數(shu)據🏃🏻♂️處理的方(fāng)法更科學，更(geng)能正确進行(hang)流量測量。雖(sui)然根據JJG1037--2008的要(yao)求,需要使用(yòng)K系數法,但一(yī)-般在産品的(de)出廠說明書(shū)中會明确指(zhi)出，實際測量(liàng)介質與出🏒廠(chang)介質不同⭐或(huo)粘度差異較(jiào)大時，需要使(shǐ)用實際介質(zhi)進行标定。
4小(xiǎo)結
渦輪流量(liang)計雖然具有(yǒu)測量精度高(gao)、反應速度快(kuài)、測量範圍廣(guang)、價格低廉、安(ān)裝方便等優(yōu)點,但是渦輪(lún)流量計⭕并不(bu)是可以适☁️用(yong)于任何流體(ti)、任何場合、各(ge)種條件下♊的(de)流體測量。
對(duì)較高粘度介(jie)質進行測量(liang)時，需要按實(shi)測介質條件(jian)⭕進⛷️行标定,并(bing)且選擇最小(xiao)二乘法拟合(he)公式進行數(shu)據處理,将拟(nǐ)合公式的A、B值(zhi)置入對應儀(yi)表即可得到(dào)很好的測量(liang)效果。
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