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簡易浮(fu)子氣體流(liu)量計校準(zhun)裝置
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一、标(biao)準流量計(jì)的選擇
探(tàn)索的主要(yào)出發點是(shi)低成本使(shǐ)用,滿足浮(fu)子流量計(jì)
校準需求(qiu),考慮到流(liú)量計量程(chéng)在(1~500)L/min,示值誤(wu)差多爲2.5級(jí)~4.0級,依據JJG257-2007《浮(fú)子流量計(jì)檢定規程(cheng)》中“裝置的(de)擴展不确(que)定度🙇♀️應優(yōu)于被檢流(liú)量計的誤(wu)差的1/2”原則(zé),選用2台精(jing)度型層流(liú)質量流量(liàng)計;示值誤(wù)㊙️差0.4%ofreading+0.2%ofFS,量程分(fen)别爲(1~100)L/min和(5~500)L/min即(ji)💰可滿足常(cháng)用浮子流(liu)📐量計的校(xiào)準。
層流流(liu)量計工作(zuò)原理基于(yú)泊肅葉公(gōng)式,其内部(bu)約束元件(jiàn)采用✂️多層(ceng)薄片,将氣(qì)流分割成(chéng)多個分流(liu)體,流體處(chu)于完全📱發(fā)展的層流(liu)狀态,當流(liú)體在層流(liu)流動狀态(tài)條件下,理(li)論.上其壓(ya)力損失與(yu)🔞其流動速(sù)度的一次(cì)方成正比(bǐ),其數學關(guan)系式爲:
式(shì)中:Q一體積(jī)流量;P1一入(rù)口靜壓;P2一(yī)出口靜壓(ya);r一管路半(bàn)徑;η一液體(ti)絕對黏度(dù);L一阻尼段(duan)的長度
層(ceng)流流量計(jì)具有寬的(de)量程(1:100),無需(xu)前後直管(guǎn)段,精度等(deng)級高㊙️等優(you)點,标準流(liu)量計的準(zhǔn)确度對校(xiào)準系統整(zhěng)體精度影(yǐng)響非常大(da),這在後續(xu)的不确定(ding)度評定中(zhong)可明顯看(kan)出,另外流(liu)量計自帶(dài)串口數據(ju)通信接口(kǒu),流量顯示(shì)輸出爲标(biāo)準狀态(101.325kPa,25℃),不(bú)必再增加(jia)溫度和☔壓(yā)力測量系(xi)統,方便安(ān)裝調試及(jí)計算♍機,數(shu)據采集。
二(èr)、系統組成(cheng)及結構
系(xì)統原理框(kuàng)圖如圖1所(suo)示,氣源采(cai)用壓縮空(kōng)氣,經過⛱️一(yi)🍉個1m3的儲氣(qi)罐來獲得(de)穩定的氣(qì)流,出氣口(kǒu)加裝一級(jí)過濾和除(chú)濕裝置;爲(wei)适🐅應不同(tóng)接口流量(liàng)計校準要(yao)求,配置了(le)4路輸出接(jiē)口,其中2路(lù)爲D25和✨D15法蘭(lán)盤連接,其(qí)餘兩路爲(wei)“塔形”接口(kou)和專用💜減(jiǎn)壓閥連接(jie),這4路氣㊙️路(lù)輸出接口(kǒu)基本可滿(man)足常用流(liu)量計校準(zhǔn)不同的檢(jian)測管路全(quan)部通過在(zai)面闆、上的(de)按鈕選擇(zé),通過控🌈制(zhì)電磁閥切(qiē)換,并由在(zài)面闆.上的(de)指示燈顯(xian)示。顯示儀(yi)表全部采(cǎi)用數字🙇♀️儀(yi)表,且均帶(dai)有數字🌐通(tong)信接口,全(quan)部采集數(shu)據均可通(tōng)過串口輸(shū)送至計算(suan)機,計算機(ji)程序完成(chéng)數據采集(jí)存儲、檢測(ce)結論判斷(duàn),原始數據(jù)存檔、檢定(ding)報告的自(zi)動♈形成和(he)打印輸出(chū);主設備的(de)各管路切(qie)換和氣路(lù)的開關可(ke)獨立完成(chéng),流量、溫度(dù)、壓力參數(shu)均可正常(chang)顯示。因此(ci),主機在🛀無(wú)計算機參(cān)與的情況(kuàng)下,同樣✂️可(ke)完成校準(zhǔn)工作,隻是(shi)需要手🍉工(gong)記錄換算(suàn)。
裝置操作(zuo)也簡單,在(zai)啓動“空氣(qi)流量校準(zhǔn)”系統軟件(jian)後,計算機(ji)提示輸入(ru)被校準流(liú)量計的必(bì)要信息,并(bìng)自動完成(chéng)标準流量(liang)計選擇,在(zai)調整到被(bei)校準刻度(dù)後,點擊采(cai)集功能鍵(jian),由計算機(jī)✌️自動完🌏成(chéng)标準流量(liàng)計、被檢流(liú)量計介質(zhi)的溫度、壓(ya)力數據的(de)采集及處(chù)理,同時還(hai)具有原始(shi)數據存檔(dàng)、證書打印(yìn)、資料的查(chá)♍找篩選等(děng)功能,具有(you)一定的智(zhi)能功能,方(fang)便日後的(de)💋送檢管理(li)。
三、軟件的(de)設計編制(zhì)
系統采用(yong)易上手的(de)VB6.0開發程序(xu)軟件,該開(kai)發系統自(zi)身帶📧有豐(fēng)富的窗體(ti)控件,可視(shì)化界面設(she)計風格和(hé)🐉32位面向對(dui)象的程序(xù)設計等優(you)點,适合非(fei)計算機專(zhuan)業人員作(zuò)程序開發(fā)應用。其自(zi)帶的串口(kou)通信控件(jian)和數據連(lián)接MicrosoftADO控件,使(shi)數據采集(jí)🍉、通信存儲(chǔ)、查詢的功(gong)能變得容(rong)易實現,對(duì)提高軟件(jiàn)開發效率(lü),縮短程序(xu)周期起到(dao)了很好的(de)作用。
軟件(jiàn)功能參照(zhao)現行浮子(zǐ)流量計檢(jiǎn)定規程,并(bing)考慮到實(shi)際🔞工作的(de)要求編制(zhi),程序主要(yào)有檢測開(kāi)始前信息(xī)錄入、檢測(cè)過程🐪的數(shu)✔️據采集存(cun)儲、結束後(hou)的檢測數(shu)據存儲及(jí)日後數據(ju)查詢、證書(shū)的‼️打印程(cheng)序模塊組(zǔ)成,如圖2所(suo)示。
四、系統(tong)測量不确(què)定度評定(ding)
在這裏标(biāo)準表測量(liang)的氣體流(liu)量是在101.325kPa和(hé)298.15K(25℃)狀态下的(de)體積⭕流量(liàng),換算到浮(fú)子流量計(jì)刻度狀況(kuang)下的流量(liang)導出公式(shì)爲
準流量(liàng)計讀數(101.325kPa,25C狀(zhuàng)态下);Tk一标(biao)準流量計(ji)氣體體積(jī)流💞量的🍓溫(wēn)度(298.15K);PmTm一被檢(jiǎn)前流量計(ji)的壓力和(hé)溫度;Pn,Tn一浮(fu)子流量計(jì)刻度狀态(tai)下🏒的壓力(li)(101.325kPa)和溫度(293.15K)。
導(dao)出式(2)爲實(shi)際檢測中(zhōng)換算成浮(fu)子流量計(jì)狀态下的(de)🚶♀️公式😍,參照(zhao)JJF1059--2012《測量不确(què)定度評定(ding)方法》,選擇(ze)一台4.0級的(de)浮子流量(liàng)計🌈(型号規(guī)格爲LZB-25,流量(liàng)範圍(2.5~25)m3/h,對15m3/h(250L/min)點(dian)重複測量(liang)10次。利用貝(bei)塞爾公式(shi)求得測量(liàng)重複性引(yǐn)入的不确(que)定度分量(liàng),重複性标(biāo)準差。
各項(xiàng)不确定度(du)分量評定(ding)預估如表(biao)1所示合成(chéng)标準不确(que)定度:
u(Qk)=[c21u2(Q)+c2u2(Pm)+c23u2(Tm)+c24u2(S)]1/2=1.96I/min
即uc=1.96L/min
相(xiang)對不确定(dìng)度urel=196/250=0.78%,擴展相(xiang)對不确定(dìng)度,按推薦(jian)取k=2,
Urel=k×urel=2×0.78<1.6%
五、結論(lùn)
氣體流量(liang)标準裝置(zhi)的不确定(dìng)度uc<1.6%,按JJG257-2007規定(ding),可以滿足(zú)對♍不确定(ding)度4%的玻璃(lí)浮子流量(liàng)計的計量(liang)校準檢定(ding)要求,該校(xiao)準裝置在(zài)近兩年來(lái)檢定了大(dà)量浮子流(liu)量計同時(shi)該校準系(xì)統具有數(shù)據采集換(huàn)算功能,解(jiě)決了因浮(fu)子流量計(ji)檢測介質(zhi)不同,溫度(du)、壓力變化(hua)導緻的換(huàn)算計算問(wen)題,有效提(ti)高了工作(zuo)效率。
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