摘要:該(gai)實驗基于流(liu)量标準裝置(zhì)計算機控制(zhi)系統，開發渦(wo)輪流量傳感(gan)器 的檢定實(shi)驗。學生運用(yong)所學流體力(lì)學、檢測技術(shu)、誤差理論💚、數(shu)據處理等多(duō)方面知識，實(shí)現對渦輪流(liu)量傳感器性(xing)能測試、檢定(dìng)和誤差分析(xī)。
　　渦輪流量傳(chuan)感器是一種(zhǒng)速度式流量(liang)儀表,它利用(yòng)置于流體中(zhōng)🌈的葉輪旋轉(zhuan)角速度與流(liú)體流速成比(bi)例的關系💚,測(ce)量葉輪的速(sù)度來反映通(tong)過管道的體(ti)積流量✌️大小(xiǎo),是目前流量(liàng)儀表中比較(jiào)成熟的儀表(biao)。傳感器輸出(chu)的脈沖信号(hào)可以💜單獨與(yu)計算機連接(jie),由計算機代(dai)替流量顯示(shì)儀表，實現密(mì)度溫度或壓(ya)力補償以及(ji)瞬時流量和(he)累計流量計(jì)算。本研究開(kāi)發的渦輪流(liu)量傳感器的(de)🐆測試和檢定(ding)實驗就是在(zai)流量标準裝(zhuang)置計算機控(kong)制系統中實(shí)現的,從而确(què)定其儀表系(xì)數大小,檢驗(yàn)重複性、線性(xing)度是否達到(dào)🐪要求,誤差是(shì)否在要求的(de)範圍内等.
　　對(dui)控制系統設(she)計來講,渦輪(lún)流量計的檢(jiǎn)定應注意如(ru)下兩點技術(shù)要求:
(1)流量标(biāo)準裝置的誤(wu)差應不超過(guò)被檢傳感器(qì)基本誤😄差限(xiàn)的💚1/2;
(2)裝置的容(rong)量足夠大,至(zhì)少保證一次(ci)檢定中脈沖(chòng)計數器相對(duì)誤🎯差絕對值(zhi)不超過被檢(jiǎn)傳感器重複(fú)性的1/5.
1.實驗裝(zhuāng)置結構及原(yuan)理
　　如圖1所示(shi),高位水塔起(qǐ)穩定水頭作(zuò)用,使整個實(shi)驗✏️過程中流(liu)📐量🎯穩定。标準(zhǔn)表和被檢表(biao)串聯在實驗(yan)管路中,根據(jù)流體流動連(lián)續性原理,在(zài)定常流動下(xià),流過的流量(liàng)是相等的,用(yong)标準砝碼調(diào)校🔴電子稱至(zhi)三💃千分之一(yī)精度,用稱重(zhòng)法檢定标準(zhǔn)表,然後,再用(yong)标🐉準表檢定(dìng)被校表,用稱(cheng)重法檢定儀(yí)表💰朔源信号(hao),但工作效率(lǜ)低,故平時實(shí)驗一般用标(biāo)準表進行,并(bìng)定期對标準(zhǔn)表進行檢定(ding)。計算機完成(chéng)整個系統的(de)數據采集系(xì)統控制數據(jù)處理和分析(xī)。
 
2檢定項目和(hé)檢定方法
(1)将(jiang)傳感器安裝(zhuāng)在滿足其上(shàng)下遊直管段(duàn)的被檢台位(wei)上,在流量70%~100%之(zhi)間至少運行(háng)5min.後,方可進行(háng)檢定。
 
α一傳感(gǎn)器的範圍度(dù);
qmax一傳感器的(de)流量上限值(zhi);
qmin一傳感器的(de)流量下限值(zhi)。
當α≤5時,檢定點(diǎn)應包括qmax;和qmin在(zài)内的至少5個(ge)檢定點且均(jun1)勻分🧡布。
當5<α≤10時(shí),檢定點應包(bāo)括qmin,0.25qmax,0.40qmax，0.70qmax和qmax。
當α>10時,除(chú)上述檢定點(diǎn)外,如果Q07qmax和0.10qmax在(zai)流量範圍内(nèi),也應增爲檢(jiǎn)定點🌍。
(3)每個檢(jiǎn)定點至少檢(jiǎn)定三次;每次(cì)檢定過程中(zhōng),檢定🈲流量與(yǔ)兩條規定的(de)該檢定點流(liu)量相比,其變(bian)化不應超過(guò)±4%;每📐次檢定中(zhōng),除讀取并記(ji)錄傳感器脈(mò)沖數和标準(zhǔn)器的示值外(wài)，還應根據需(xū)要,測⭕量并記(ji)錄流體溫度(dù)表壓力大氣(qi)✊壓力和檢💯定(dìng)時間等。
(4)計算(suan)檢定時測得(de)的标準器測(ce)得的實際體(ti)積:
①質量法:
 
Vij一(yi)第i檢定點第(dì)j次檢定時标(biao)準器處的液(yè)體實際體積(ji)(m3);
M一第i檢定點(dian)第j次檢定時(shi)秤指示的液(ye)體質量(kg);
ρ一第(dì)i檢定點第j次(ci)檢定時測得(dé)标準器處的(de)液體密📧度;
Cf一(yi)浮力修正系(xì)數
②标準流量(liang)計法:
 
Vif一第i檢(jiǎn)定點第j次檢(jiǎn)定時标準器(qì)處的液體.實(shí)際體積(m3);
Vi一第(di)i檢定點第j次(cì)檢定時标準(zhun)器讀出體積(ji);
C一第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shi)标準流量計(ji)的修正系數(shù)。
(5)傳感器的系(xì)數K
①計算傳感(gǎn)器在檢定溫(wēn)度和壓力條(tiáo)件下的系數(shu)K。
②計算每個檢(jiǎn)定點每次檢(jian)定的系數K。
 
Nij一(yī)第i檢定點第(di)j次檢定時測(cè)得傳感器的(de)脈沖數;
Kij一第(di)i檢定點第j次(cì)檢定時所得(dé)的系數K(m³)-1;
③計算(suàn)每個檢定點(diǎn)的系數K
 
式中(zhōng):δ一傳感器的(de)基本誤差;
δ2一(yī)傳感器的線(xian)性度;
Δ0一裝置(zhì)的誤差,該誤(wù)差若不超出(chu)被檢傳感器(qì)基本誤差⛱️限(xiàn)的三分之一(yi),可忽略不計(ji)
⑦傳感器的重(zhong)複性
計算每(mei)個檢定點的(de)重複性:
 
3軟件(jian)設計
(1)程序主(zhǔ)界面
　　程序主(zhu)界面包含四(si)個下拉菜單(dān),點擊即可進(jìn)入相應的實(shí)驗界面,各實(shí)驗界面運行(hang)時,作爲子窗(chuang)體均包含在(zai)主窗體中。主(zhǔ)界面如圖2所(suo)示。
(2)參數設置(zhì)窗體
①儀表編(bian)号:每塊表的(de)儀表編号應(yīng)該是唯一的(de),在數🏃🏻據庫📞中(zhong)作爲彼此區(qu)分的關鍵字(zi)存在，數據查(chá)詢窗體中輸(shū)入所需查詢(xún)的儀表編号(hao),即可得到曾(céng)經的✍️曆史實(shí)驗記錄。
②儀表(biao)口徑:在本套(tao)小流量标準(zhun)裝置中,可以(yǐ)檢定的⭐标⁉️準(zhun)渦輪☔口🈚徑有(you)4mm、6mm.10mm三種,通過下(xià)拉列表框(CamboBox)來(lai)實現。如圖3所(suo)示。
 
③最大最小(xiǎo)流量:通過它(ta)來規定渦輪(lun)的流量範圍(wei),在檢⛱️定過程(cheng)⛹🏻‍♀️中通過流量(liàng)範圍來确定(dìng)被檢流量點(dian)
④被檢流量點(dian)數:一般選5點(dian),流量範圍量(liang)程比大于10的(de)則選7點。
⑤每點(dian)檢測次數:每(mei)點一般檢定(dìng)3次
⑥标準裝置(zhì)精度:按照微(wēi)小誤差原理(li)，當标準裝置(zhi)精度δ和☁️被檢(jiǎn)🥵表精度δ1有:标(biāo)準裝置誤差(cha)可忽略不計(ji),否則不可進(jin)行檢定。
⑦“确定(dìng)按鈕:按下它(tā)進入流量點(dian)選擇界面。
⑧"退(tui)出”按鈕:按下(xià)它退出當前(qian)界面,回到主(zhǔ)界面
(3)流量點(diǎn)選擇窗體
　　前(qian)面提到流量(liàng)點有可能是(shì)5點,也有可能(néng)是7點。所以幹(gan)脆🐇采用列表(biao)框列出所有(yǒu)7點,根據實際(jì)流量範圍需(xū)要來進行選(xuǎn)擇。單擊取消(xiāo)按鈕返回上(shang)一頁,單擊🧑🏽‍🤝‍🧑🏻确(que)定按鈕進入(rù)檢定界👌面。
(4)檢(jian)定界面
　　此窗(chuāng)體主要作用(yong)及實現方法(fǎ)有:
①調節調節(jie)閥到所需流(liú)量點。軟件調(diào)用動态鏈.接(jiē)庫中tineGetTime函🙇🏻數📱定(dìng)時一秒鍾,采(cai)入其間标準(zhǔn)表脈沖數,計(jì)算标準表在(zài)一秒💋内的累(lèi)積流量作爲(wei)裝置的瞬時(shí)流量。
②待流量(liang)穩定後,計算(suan)被校表的流(liu)量。軟件同樣(yang)是采用軟件(jian)調☂️用動态鏈(lian)接庫中timeGetTime函數(shu)定時,采入其(qi)間被校表脈(mò)沖數,計🛀🏻算被(bèi)校表此間的(de)累積流量。定(dìng)時時間爲裝(zhuāng)置的最小測(ce)量時間。檢定(ding)過程中用進(jìn)度條顯示進(jìn)度。每次檢定(dìng)💜結束用彈出(chu)消息框顯示(shi)标準表脈沖(chong)數,被校表脈(mò)沖數及儀表(biao)系數。
③做完所(suo)有流量點的(de)測量後,計算(suàn)被校表的儀(yi).表系✂️數線性(xing)度及重複性(xing)。其計算方法(fǎ)在“檢定項目(mù)和檢定方法(fǎ)沖有詳細介(jiè)紹。
④将實驗數(shù)據存入數據(ju)庫,留待以後(hòu)查詢和打印(yin)所需。此步驟(zhòu)💜通🐪過調用模(mo)塊中标準表(biao)法标定數據(jù)寫入子程序(xu)✍️來完成。
5結束(shu)語
　　本套流量(liang)标準裝置計(jì)算機控制系(xì)統,除以上渦(wo)輪👌流🌏量傳感(gǎn)器标定實驗(yan)外，還可開發(fa)出多種流量(liang)傳感器檢定(ding)🐅實驗🏃‍♂️,使同學(xue)們在檢測技(ji)術領域接觸(chù)更新的知識(shí)。随着教學改(gǎi)革的不斷發(fā)展,我們将繼(ji)續努力,更新(xīn)更多的實驗(yan)。

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