摘要(yào)：玻璃轉子流(liu)量計 在檢定(dìng)過程中，因調(diao)節氣體流量(liang)的方法不同(tóng)會直接影響(xiang)檢定🤞結果的(de)精度．針對這(zhe)一問題，采用(yòng)氧氣、二氧📞化(huà)碳2種氣體分(fèn)㊙️别作爲檢定(ding)介質，利用容(rong)積法對玻璃(lí)轉子流量計(ji)分别采用前(qián)調與後調流(liú)量的方法進(jin)行對比實驗(yan)👈．根據實測實(shí)驗數據進行(hang)分析✌️研究，證(zheng)實了對氣體(tǐ)流量的調節(jie)采用🈚後調流(liu)量的方法，可(ke)使檢定誤差(chà)大大減小，因(yīn)而進一步提(tí)高了檢定結(jie)果的精度．這(zhe)不僅對于實(shí)際檢定工作(zuò)中提高檢定(dìng)精度有着重(zhòng)要的意義，同(tóng)時提高了流(liú)量計實際使(shǐ)用時的正确(que)率．
　　在工礦企(qi)業中，需要進(jin)行氣體流量(liang)測量的場合(he)随🐇處可見👅．目(mu)前，氣體流量(liang)的計量問題(ti)成爲我國計(jì)量儀表🏃🏻發展(zhǎn)的重💃點，很多(duo)問🚶題都尚未(wei)得到解決．此(ci)外，氣體流💃量(liàng)計的品種也(ye)不齊全🈲，特别(bié)是大口徑、大(dà)流量的氣體(tǐ)流量計存🌈在(zài)很多的問題(ti)．因此對于氣(qi)體流量計的(de)正确率及其(qi)傳遞有着更(gèng)爲嚴格的要(yào)求．在流量計(ji)的實際使用(yong)過程中💘，一般(bān)都從儀器🌏的(de)選擇方面提(ti)高測量結果(guo)的精度，但卻(que)🈲常常忽略了(le)從最初的檢(jiǎn)定來減小誤(wù)差的影響．但(dan)事實上，隻有(yǒu)确保了檢定(dìng)的正确率，才(cai)能減小氣體(tǐ)流量計使用(yòng)誤差，從而進(jin)一步提高測(ce)量的精度．
　　在(zài)實際工作中(zhōng)，多數檢定人(ren)員沒有意識(shí)到前調和後(hòu)調的🌈區别，但(dan)是2種看似差(chà)别不大的調(diao)節方式對檢(jian)定結果影響(xiǎng)♻️很大。目前針(zhen)對這個問題(ti)多是理論分(fèn)析，缺乏實驗(yàn)數據驗㊙️證，本(běn)課題針對上(shang)述情況在前(qián)期進行了實(shí)驗設計并獲(huò)得了大量的(de)實驗數據👄．根(gen)據實測數據(jù)結合建立的(de)數學模型，來(lai)對前調與後(hòu)調流量2種❗方(fāng)法進行對比(bi)分析．同時對(dui)于如何在檢(jiǎn)定玻璃轉子(zǐ)流量計時提(ti)高檢定🌈精度(du)方面做了研(yán)究，并提出了(le)有效的解決(jué)方法，從而大(dà)㊙️大減小了玻(bo)璃轉子🥰流量(liàng)計檢定誤差(cha)．
1轉子流量計(ji)的檢定原理(lǐ)與數學模型(xing)
　　轉子流量計(jì)的檢定标準(zhun)是根據JJG257-2007轉子(zi)流量計檢定(dìng)規程而進行(hang)的LI,檢定時采(cai)用鍾罩式氣(qi)體流量标準(zhǔn)裝置.鍾罩式(shi)氣體流量标(biao)準裝置如圖(tu)1所示8-41.圖中的(de)鍾罩是一個(ge)上部有頂蓋(gài)，下部開口的(de)容器，筒體内(nei)盛滿水或者(zhě)不易揮發的(de)油.由于液封(feng)的🤟作用,使得(dé)鍾罩成爲一(yi)個密封的容(róng)器.進氣閥上(shang)的導管插入(ru)鍾罩内,頂端(duān)🔆露🈲出液面,其(qí)高度以鍾罩(zhào)下降到最低(dī)點時不碰🌂到(dào)鍾罩♍頂蓋爲(wèi)宜.爲了避免(miǎn)鍾罩下降時(shi)晃♍動,通過導(dao)輪、定滑輪及(jí)配重錘來調(diào)節鍾罩内的(de)壓力.檢定玻(bo)璃轉子流量(liang)計的工作原(yuán)理是首先打(dǎ)開進氣閥門(mén),關閉出氣閥(fá),開動氣泵使(shǐ)氣⭕體通過導(dǎo)👄管流入氣體(tǐ)流量标準裝(zhuāng)🌏置的工作量(liàng)器内.當鍾罩(zhào)🈲上升☁️到最高(gao)位置時,關閉(bi)氣泵,停🌈一段(duàn)時間後,待标(biāo)準容器内氣(qì)體的溫度穩(wěn)定時,開始檢(jiǎn)定👉流量計.鍾(zhōng)💚罩式氣體流(liu)量🈲标準裝置(zhi)本身是一個(gè)恒壓源并給(gei)出标準容積(jī)的裝置.打開(kai)出氣♈閥和調(diào)節閥,鍾罩以(yi)✌️一定👄的速度(du)下降.此時開(kāi)始計時,流量(liang)計開始計數(shu)，測出鍾罩排(pái)出的氣體體(tǐ)積、溫度和時(shi)間,鍾罩内的(de)氣體通過導(dao)氣管經被檢(jian)定的流量計(ji)流入大氣,計(ji)算出流量計(ji)在刻度狀态(tai)下的實際流(liú)量👨‍❤️‍👨和示值誤(wù)差.實際流量(liàng)值可根據公(gong)式(1)計算得㊙️出(chu)：
 
　　式中,V,τ分别爲(wèi)流量标準裝(zhuang)置内排出的(de)氣體體積,排(pái)出裝置的時(shí)間.Pv,Ps,Pm分别爲标(biao)準狀态下、流(liu)量标準裝置(zhì)内和流量計(ji)前的氣體絕(jué)對壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别(bié)爲标準狀态(tài)下、流量标準(zhun)裝置内和流(liú)量計前的氣(qì)體絕對溫度(du),Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實際流量(liàng)值Q與被✨檢流(liú)量計的顯示(shì)值Q'相比較,利(li)💋用公式(2)可計(ji)算出被檢流(liu)量計示值相(xiàng)🙇🏻對誤差爲：
 
式(shi)中，δｖ———被檢流量(liang)計示值相對(dui)誤差，Ｑ′———被檢流(liú)量計的顯🔴示(shì)值，Ｑ———實際流量(liang)值．鍾罩式氣(qi)體流量标準(zhǔn)裝置如圖1所(suǒ)示．
 
2實驗數據(jù)處理
2.1氣體測(ce)量刻度換算(suàn)
　　日常使用的(de)轉子流量計(ji),由于轉子流(liu)量計制造廠(chǎng)家👅标👌定設備(bèi)👣的限制，通常(chang)隻能用水或(huo)者空氣來進(jìn)行标定,所以(yǐ)實驗中所用(yòng)的檢定介質(zhì)爲非标定介(jie)質,應對轉子(zǐ)流量計讀數(shu)進行修正也(ye)稱爲刻度換(huan)算.本實驗中(zhōng)标準狀❤️态下(xia)檢定點爲1000L/h,氣(qi)體的密度受(shou)壓力、溫度變(bian)化的影響較(jiao)大.因此，測量(liàng)㊙️不同氣體時(shí)㊙️要進行刻度(dù)換算.流量計(ji)的換算問題(ti)，實際上就是(shi)對于不同💘的(de)流體浮子處(chù)于同一高✊度(dù)時,所反映出(chu)的流量值不(bu)同.這裏使用(yong)了簡化後的(de)🐪刻度氣體換(huan)🌈算公式,忽略(luè)黏度對流體(tǐ)氣體的影響(xiang).在實驗時的(de)檢定溫度設(shè)定爲常溫.介(jiè)質不是幹空(kōng)氣,所以要對(dui)流量示值進(jin)行修正,可用(yòng)🙇‍♀️公式(3),求出檢(jian)定介質的修(xiū)正值.
 
　　式中,qv0爲(wei)流量計的氣(qì)體示值流量(liàng)或輸出信号(hào)所對應的🔞流(liú)量.ρ01爲使用氣(qi)體在刻度狀(zhuang)态下的密度(du).qv,p,T分别爲工作(zuo)狀态下的氣(qi)體流量換算(suan)到标準狀态(tài)下的流量,被(bei)💚測氣體的壓(yā)力(即表壓力(li)與大氣壓力(lì)之和)及溫.度(dù).ρ0，p0,T0分别爲标準(zhǔn)狀态下被測(cè)幹氣體的密(mi)度、壓力及開(kai)爾文溫度,p0=101325Pa.
　　标(biao)準狀态下氧(yang)氣的密度是(shì)1.331kg/m3,二氧化碳的(de)密度爲1.829kg/m3,空🙇🏻氣(qì)的密🔅度爲1.205kg/m3.根(gēn)據修正公式(shì)(3),可以得到氧(yǎng)氣修正後🈲檢(jian)定點爲🔞945.44L/h,二氧(yǎng)化碳修正♍後(hòu)檢定點爲806.53L/h.
2.2氧(yǎng)氣和二氧化(huà)碳實驗結果(guo)的分析與計(ji)算
　　玻璃轉子(zǐ)流量計檢定(dìng)介質爲氧氣(qi)前調流量和(hé)後調流量🛀🏻實(shi)驗數據如表(biǎo)1和表2所示.
 
　　在(zai)檢定玻璃轉(zhuǎn)子流量計時(shí),以上一組數(shù)據是以氧氣(qì)⛷️爲介質進行(hang)實驗,壓力下(xia)所對應的2個(gè)值分别爲ps，pm,即(jí)流量标準裝(zhuāng)置内和流量(liang)計前氣體的(de)絕對壓力.實(shí)驗中标準狀(zhuang)💃态下檢定點(dian)爲1000L/h,根據公式(shi)(3)，對氧氣修正(zhèng)後的檢定點(diǎn)爲945.44L/h.根✂️據公式(shì)(1)、表㊙️1以及表2中(zhong)氧氣的實驗(yan)數據可得♈前(qian)調和後調流(liu)量值如圖2所(suo)示.
 
　　實驗中,對(dui)于檢定時氣(qì)體流量的前(qián)調和後調都(dou)分别🍓采集了(le)3組數據,對于(yu)3組數據求得(de)的平均值作(zuo)爲🚩最後的實(shí)際流量值,使(shǐ)檢🚶‍♀️定結果更(geng)加正确.從以(yǐ)上的實驗結(jie)果來看,對氧(yǎng)氣的數據分(fen)析知前調流(liu)量平均值爲(wei)659.73L/h,後調流量平(ping)均值爲987.64L/h,相比(bi)刻度修正後(hou)氧氣的檢定(dìng)點,後調流量(liang)與密度修正(zheng)後檢定點945.44L/h的(de)值更爲接近(jìn).由前♻️調和後(hòu)調流量氧氣(qi)的示值誤差(chà)計算知,前調(diao)流量相⭐對誤(wu)差✌️爲43.3%,後調流(liú)🐆量相對誤差(chà)爲4.3%.從而可以(yi)看出,檢定時(shí)使用後調流(liú)量,其實際流(liu)量值與檢定(ding)點更爲接近(jin)🙇‍♀️且相對誤差(cha)遠遠小于前(qian)調🏃流量.2種看(kan)似差别不大(dà)的調節流量(liang)的方法,對于(yu)檢定結果卻(que)有很大的差(cha)異，後調流量(liàng)可使檢定結(jie)果更爲正确(què).對于一種介(jiè)質♻️,由于🐅其每(mei)種氣體都有(you)各自的特殊(shū)性,從而不能(néng)充分地說明(ming)哪⭐種調節精(jing)度更高,相對(dui)誤差更小.爲(wei)了使結果具(ju)有普遍性,任(ren)意選用另外(wai)一種氣體進(jin)行實驗,以便(bian)更加清楚地(dì)說明結果的(de)普遍性.玻璃(li)轉子流量計(ji)檢定介質爲(wei)二氧化碳前(qián)調☁️流量和後(hòu)調✉️流量實驗(yàn)數據如🌐表3和(hé)表4所示.
 
　　對于(yu)以二氧化碳(tan)爲介質檢定(dìng)轉子流量計(ji)時,其檢👣定點(diǎn)同樣選擇1000L/h,同(tong)理根據公式(shi)(1)、表3和表4中二(er)氧化碳的實(shi)驗數據可得(de)二氧化碳前(qian)調和後調流(liú)量值如🐆圖3所(suo)示🔞.
 
　　對于前調(diao)和後調流量(liàng),以每組中4次(ci)實際流量值(zhí)的平均值爲(wei)前調和後調(diao)最後的實際(jì)流量值,避免(miǎn)粗大誤差對(duì)實驗結果的(de)影響.同理根(gen)據公式(2),二氧(yǎng)化碳修正⭕後(hou)檢定♌點的值(zhi)爲806.53L/h,由圖3中前(qián)調的平均值(zhí)與後調平均(jun1)👄值可得二🈲氧(yǎng)化碳的示值(zhí)誤差:前調爲(wei)14.3%,後調爲7.0%,其計(jì)算過程與氧(yǎng)氣的示值誤(wù)差💃🏻計算過程(cheng)相🔴同.
　　對二氧(yǎng)化碳的數據(ju)分析知前調(diao)流量平均值(zhí)爲705.81L/h,後調流量(liàng)平均值爲867.41L/h,相(xiàng)比對二氧化(huà)碳刻度修正(zheng)後的檢定點(dian),後調流❓量與(yǔ)密度修正後(hòu)檢定點806.53L/h的值(zhi)更爲接近.前(qián)調流量相對(dui)誤☀️差爲14.3%,後調(diao)流量相對誤(wu)差爲7.0%.二氧化(huà)碳的實驗結(jié)果更加充分(fen)地證明了在(zai)對玻璃轉子(zǐ)流量計檢定(ding)時，使用後調(diào)流量可使相(xiang)對誤差大大(da)減小，檢定結(jié)果更加正❗确(què).
3結論
　　從氧氣(qi)的實驗數據(ju)分析可知:前(qián)調流量平均(jun1)值爲659.73L/h,後調流(liu)量平均值爲(wei)987.64L/h,後調流量均(jun)值與氧氣密(mi)度修正後檢(jiǎn)定點945.44L/h的👨‍❤️‍👨值更(gèng)💋爲接近.對于(yú)示值誤差,前(qian)調流💘量相對(dui)誤差爲43.3%,後調(diào):流量相對誤(wu)差爲4.3%,後調流(liú)量的誤差遠(yuan)遠小于前調(diao)流量的誤差(chà)值.從二氧化(huà)碳的實驗結(jie)果分析得到(dào)前調流量平(píng)均值爲705.81L/h,後調(diào)流量平均值(zhí)爲867.41L/h,與密度修(xiū)正後檢定點(dian)806.53L/h相比較,可以(yǐ)清楚看到後(hòu)調流量均值(zhi)更爲接近修(xiu)正後的檢定(dìng)點.二氧化碳(tan)前調流量相(xiàng)✌️對誤差爲14.3%,後(hou)調流量🌈相對(duì)誤差爲7.0%,進一(yī)步證實了在(zai)檢定玻璃轉(zhuan)子流量計時(shi)使用後調流(liu)量可使檢🔞定(ding)結果更加正(zhèng)确，減小誤差(chà)對檢定結果(guǒ)的影響.

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