摘要:該實(shi)驗基于流(liu)量标準裝(zhuang)置計算機(ji)控制系統(tong)，開發渦輪(lun)流量傳感(gan)器 的檢定(ding)實驗。學生(sheng)運用所學(xue)流體力學(xue)、檢測技術(shu)、誤差理論(lun)、數據處理(li)等多方面(mian)知識，實現(xian)對渦輪流(liu)量☁️傳感器(qi)性💞能測😍試(shi)、檢✉️定和誤(wu)差分析。
　　渦(wo)輪流量傳(chuan)感器是一(yi)種速度式(shi)流量儀表(biao),它利用置(zhi)于流體中(zhong)🏃的葉輪旋(xuan)轉角速度(du)與流體流(liu)速成比🈲例(li)的關系,測(ce)量葉輪的(de)速度來反(fan)映通過管(guan)道的體積(ji)流量大小(xiao),是目前流(liu)量儀表中(zhong)比較成熟(shu)的儀表。傳(chuan)感器輸出(chu)的脈沖信(xin)号可以單(dan)獨與計算(suan)機連接,由(you)計算機代(dai)替流量顯(xian)示儀表，實(shi)現密♻️度溫(wen)度或壓力(li)補償以及(ji)瞬時流量(liang)和累計流(liu)量計算。本(ben)研究開發(fa)的渦輪流(liu)量傳感器(qi)的☀️測試和(he)檢定實驗(yan)就是在流(liu)量标準裝(zhuang)置計算機(ji)控制系統(tong)中實現的(de),從而确定(ding)其儀表系(xi)數大小,檢(jian)驗重複性(xing)、線性度是(shi)否達到要(yao)求,誤差是(shi)否在要求(qiu)的範圍内(nei)等.
　　對控制(zhi)系統設計(ji)來講,渦輪(lun)流量計的(de)檢定應注(zhu)意如下兩(liang)點技術要(yao)求:
(1)流量标(biao)準裝置的(de)誤差應不(bu)超過被檢(jian)傳感器基(ji)本誤差限(xian)的1/2;
(2)裝置的(de)容量足夠(gou)大,至少保(bao)證一次檢(jian)定中脈沖(chong)計⛷️數器相(xiang)對誤差絕(jue)對值不超(chao)過被檢傳(chuan)感器重複(fu)性的1/5.
1.實驗(yan)裝置結構(gou)及原理
　　如(ru)圖1所示,高(gao)位水塔起(qi)穩定水頭(tou)作用,使整(zheng)個實驗過(guo)😘程中流量(liang)穩定。标準(zhun)表和被檢(jian)表串聯在(zai)實驗管路(lu)中,根據流(liu)體流動🤟連(lian)續性原理(li),在定常流(liu)動下,流🌍過(guo)的流💃🏻量是(shi)相🔴等的,用(yong)标準砝🌂碼(ma)調校電子(zi)稱至三千(qian)分之一精(jing)度,用稱重(zhong)法檢定标(biao)準表,然後(hou),再用标準(zhun)表檢定被(bei)校表,用稱(cheng)重法檢定(ding)儀表朔源(yuan)信号,但工(gong)作效率低(di),故平時實(shi)驗一般用(yong)标準表進(jin)行,并定🈲期(qi)對标準表(biao)進行檢定(ding)。計💔算機完(wan)成🐇整個系(xi)統的數據(ju)采集系統(tong)控制數據(ju)處理和分(fen)析。
 
2檢定項(xiang)目和檢定(ding)方法
(1)将傳(chuan)感器安裝(zhuang)在滿足其(qi)上下遊直(zhi)管段的被(bei)檢台位上(shang),在流量70%~100%之(zhi)間至少運(yun)行5min.後,方可(ke)進行檢定(ding)。
 
α一傳感器(qi)的範圍度(du);
qmax一傳感器(qi)的流量上(shang)限值;
qmin一傳(chuan)感器的流(liu)量下限值(zhi)。
當α≤5時,檢定(ding)點應包括(kuo)qmax;和qmin在内的(de)至少5個檢(jian)定點且均(jun)勻分布。
當(dang)5<α≤10時,檢定點(dian)應包括qmin,0.25qmax,0.40qmax，0.70qmax和(he)qmax。
當α>10時,除上(shang)述檢定點(dian)外,如果Q07qmax和(he)0.10qmax在流量範(fan)圍内,也應(ying)增爲🌍檢定(ding)🔴點✂️。
(3)每個檢(jian)定點至少(shao)檢定三次(ci);每次檢定(ding)過程中,檢(jian)定流量與(yu)兩條規定(ding)的該檢定(ding)點流量相(xiang)比,其變化(hua)不應超過(guo)±4%;每次檢👌定(ding)中,除讀取(qu)并記錄傳(chuan)感器脈沖(chong)數😍和标準(zhun)器的示值(zhi)外，還應根(gen)據需要,測(ce)量并記錄(lu)流體溫度(du)表壓力大(da)氣壓力和(he)檢定時間(jian)等。
(4)計算檢(jian)定時測得(de)的标準器(qi)測得的實(shi)際體積:
①質(zhi)量法:
 
Vij一第(di)i檢定點第(di)j次檢定時(shi)标準器處(chu)的液體實(shi)際體🔞積(m3);
M一(yi)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時秤指示(shi)的液體質(zhi)量(kg);
ρ一第i檢(jian)定點第j次(ci)檢定時測(ce)得标準器(qi)處的液體(ti)密度;
Cf一浮(fu)力修正系(xi)數
②标準流(liu)量計法:
 
Vif一(yi)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時标準器(qi)處的液體(ti).實際體積(ji)(m3);
Vi一第i檢定(ding)點第j次檢(jian)定時标準(zhun)器讀出體(ti)積;
C一第i檢(jian)定點第j次(ci)檢定時标(biao)準流量計(ji)的修正系(xi)數。
(5)傳感器(qi)的系數K
①計(ji)算傳感器(qi)在檢定溫(wen)度和壓力(li)條件下的(de)系數K。
②計算(suan)每個檢定(ding)點每次檢(jian)定的系數(shu)K。
 
Nij一第i檢定(ding)點第j次檢(jian)定時測得(de)傳感器的(de)脈沖數;
Kij一(yi)第i檢定點(dian)第j次檢定(ding)時所得的(de)系數K(m³)-1;
③計算(suan)每個檢定(ding)點的系數(shu)K
 
式中:δ一傳(chuan)感器的基(ji)本誤差;
δ2一(yi)傳感器的(de)線性度;
Δ0一(yi)裝置的誤(wu)差,該誤差(cha)若不超出(chu)被檢傳感(gan)器基本誤(wu)差限的三(san)🏃‍♂️分之一,可(ke)忽略不計(ji)
⑦傳感器的(de)重複性
計(ji)算每個檢(jian)定點的重(zhong)複性:
 
3軟件(jian)設計
(1)程序(xu)主界面
　　程(cheng)序主界面(mian)包含四個(ge)下拉菜單(dan),點擊即可(ke)進入相應(ying)的實驗界(jie)面,各實驗(yan)界面運行(hang)時,作爲子(zi)窗體均包(bao)含在主窗(chuang)體中。主界(jie)面如圖2所(suo)示。
(2)參數設(she)置窗體
①儀(yi)表編号:每(mei)塊表的儀(yi)表編号應(ying)該是唯一(yi)的,在數☎️據(ju)庫中作爲(wei)彼此區分(fen)的關鍵字(zi)存在，數據(ju)查詢窗體(ti)中輸入👅所(suo)需查詢的(de)儀😘表編号(hao),即可得到(dao)曾經的曆(li)史實驗記(ji)錄。
②儀表口(kou)徑:在本套(tao)小流量标(biao)準裝置中(zhong),可以檢定(ding)的标準渦(wo)輪口💯徑有(you)4mm、6mm.10mm三種,通過(guo)下拉列表(biao)框(CamboBox)來實現(xian)。如圖3所示(shi)。
 
③最大最小(xiao)流量:通過(guo)它來規定(ding)渦輪的流(liu)量範圍,在(zai)檢定♌過程(cheng)🔴中通過流(liu)量範圍來(lai)确定被檢(jian)流量點
④被(bei)檢流量點(dian)數:一般選(xuan)5點,流量範(fan)圍量程比(bi)大于10的則(ze)👄選🔞7點。
⑤每點(dian)檢測次數(shu):每點一般(ban)檢定3次
⑥标(biao)準裝置精(jing)度:按照微(wei)小誤差原(yuan)理，當标準(zhun)裝置精度(du)δ和❄️被㊙️檢表(biao)👄精度δ1有:标(biao)準裝置誤(wu)差可忽略(lue)不計,否則(ze)不可進行(hang)檢定。
⑦“确定(ding)按鈕:按下(xia)它進入流(liu)量點選擇(ze)界面。
⑧"退出(chu)”按鈕:按下(xia)它退出當(dang)前界面,回(hui)到主界面(mian)
(3)流量點選(xuan)擇窗體
　　前(qian)面提到流(liu)量點有可(ke)能是5點,也(ye)有可能是(shi)7點。所以幹(gan)脆采用⭐列(lie)🌈表框列出(chu)所有7點,根(gen)據實際流(liu)量範圍需(xu)要⚽來進行(hang)選擇。單擊(ji)取消按鈕(niu)返回上一(yi)頁,單擊确(que)定按鈕進(jin)入檢定界(jie)面。
(4)檢定界(jie)面
　　此窗體(ti)主要作用(yong)及實現方(fang)法有:
①調節(jie)調節閥到(dao)所需流量(liang)點。軟件調(diao)用動态鏈(lian).接庫中tineGetTime函(han)數定時一(yi)秒鍾,采入(ru)其間标準(zhun)表脈沖數(shu),計算标準(zhun)表在一秒(miao)内的累積(ji)流量作爲(wei)裝置的瞬(shun)時流量。
②待(dai)流量穩定(ding)後,計算被(bei)校表的流(liu)量。軟件同(tong)樣是采用(yong)軟件調🎯用(yong)🤩動态鏈接(jie)庫中timeGetTime函數(shu)定時,采入(ru)其間被♌校(xiao)表脈沖🆚數(shu),計算被校(xiao)表此間的(de)累積流量(liang)。定時時間(jian)爲裝置的(de)最小測量(liang)時間。檢🔴定(ding)過程中用(yong)進度條顯(xian)示進度。每(mei)次檢定結(jie)束用彈出(chu)消息框顯(xian)示标準🤟表(biao)脈沖數,被(bei)校表脈沖(chong)數及儀表(biao)系數。
③做完(wan)所有流量(liang)點的測量(liang)後,計算被(bei)校表的儀(yi).表系🏒數👨‍❤️‍👨線(xian)性度及重(zhong)複性。其計(ji)算方法在(zai)“檢定項目(mu)和檢定方(fang)法沖有詳(xiang)細介紹。
④将(jiang)實驗數據(ju)存入數據(ju)庫,留待以(yi)後查詢和(he)打印所需(xu)。此步驟通(tong)過調用模(mo)塊中标準(zhun)表法标定(ding)數據寫入(ru)子🔅程序🔴來(lai)完成。
5結束(shu)語
　　本套流(liu)量标準裝(zhuang)置計算機(ji)控制系統(tong),除以上渦(wo)輪流量傳(chuan)感器标定(ding)實驗外，還(hai)可開發出(chu)多種流量(liang)傳感器檢(jian)定實驗,使(shi)同學們在(zai)檢測技術(shu)領域接觸(chu)更新的知(zhi)識。随着☁️教(jiao)學改革的(de)不斷發展(zhan)☔,我們将繼(ji)續努力,更(geng)新更多的(de)實驗。

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