摘(zhai)要：玻璃(li)轉子流(liu)量計 在(zai)檢定過(guo)程中，因(yin)調節氣(qi)體流量(liang)的方法(fa)不同會(hui)直接影(ying)響檢定(ding)結果的(de)精度．針(zhen)對這一(yi)問題，采(cai)用氧氣(qi)、二氧☂️化(hua)碳2種氣(qi)體分别(bie)作爲檢(jian)定介質(zhi)，利用容(rong)積法對(dui)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計分别(bie)采用🍓前(qian)調與後(hou)調流量(liang)的方法(fa)進行🏒對(dui)比實驗(yan)．根據實(shi)測實驗(yan)數據進(jin)行分析(xi)😍研究，證(zheng)實了對(dui)氣體流(liu)量的調(diao)節采用(yong)後調流(liu)量的🌂方(fang)法，可使(shi)檢定誤(wu)差大大(da)減小，因(yin)而進一(yi)步提高(gao)了⭕檢定(ding)結果的(de)精度．這(zhe)不僅對(dui)于實際(ji)檢定工(gong)作中提(ti)高檢定(ding)精度有(you)着重要(yao)的意義(yi)，同時提(ti)高了流(liu)量計實(shi)際使用(yong)時的正(zheng)确率．
　　在(zai)工礦企(qi)業中，需(xu)要進行(hang)氣體流(liu)量測量(liang)的場合(he)随㊙️處可(ke)見．目❤️前(qian)✔️，氣體流(liu)量的計(ji)量問題(ti)成爲我(wo)國計量(liang)儀表發(fa)展的重(zhong)點，很㊙️多(duo)問❄️題都(dou)尚未得(de)到解決(jue)．此外🧡，氣(qi)體流量(liang)計的品(pin)種也不(bu)齊全，特(te)别是大(da)口徑、大(da)流量的(de)氣體流(liu)量計存(cun)🔞在很多(duo)的問題(ti)．因此😍對(dui)于氣體(ti)流量計(ji)的正确(que)率及其(qi)傳遞有(you)着更爲(wei)嚴格的(de)要求．在(zai)流量計(ji)的🤞實際(ji)使用過(guo)程中，一(yi)般都從(cong)儀器的(de)選🈲擇方(fang)面提🏃🏻高(gao)測量結(jie)果的精(jing)度，但卻(que)常常忽(hu)略了從(cong)最初的(de)檢定來(lai)減小誤(wu)差的影(ying)響．但事(shi)實上，隻(zhi)有确保(bao)了檢定(ding)的正确(que)率，才👨‍❤️‍👨能(neng)減小氣(qi)體流量(liang)計使用(yong)誤差，從(cong)而進一(yi)步提高(gao)測量的(de)精度．
　　在(zai)實際工(gong)作中，多(duo)數檢定(ding)人員沒(mei)有意識(shi)到前調(diao)和後🛀🏻調(diao)的區别(bie)，但是2種(zhong)看似差(cha)别不大(da)的調節(jie)方式對(dui)檢定結(jie)果影響(xiang)✨很大🌐。目(mu)前針對(dui)這個問(wen)題多是(shi)理論🔱分(fen)析，缺乏(fa)實驗數(shu)據驗證(zheng)，本課題(ti)針對上(shang)述情況(kuang)在前期(qi)進行了(le)實驗設(she)計并獲(huo)得了大(da)量的實(shi)驗數據(ju)．根據實(shi)測數據(ju)結合建(jian)立的數(shu)學模型(xing)，來對前(qian)調與後(hou)調流量(liang)2種方法(fa)進行對(dui)比分👌析(xi)．同時對(dui)于如何(he)在檢定(ding)玻璃轉(zhuan)子流量(liang)計時提(ti)高檢定(ding)精度方(fang)面做了(le)研究，并(bing)提出了(le)有效的(de)解決方(fang)法，從而(er)大📧大減(jian)小了玻(bo)璃轉子(zi)㊙️流量計(ji)檢定誤(wu)差．
1轉子(zi)流量計(ji)的檢定(ding)原理與(yu)數學模(mo)型
　　轉子(zi)流量計(ji)的檢定(ding)标準是(shi)根據JJG257-2007轉(zhuan)子流量(liang)計檢定(ding)規程而(er)進行的(de)LI,檢定時(shi)采用鍾(zhong)罩式氣(qi)體流量(liang)标準裝(zhuang)置.鍾罩(zhao)🏃‍♂️式氣體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)如圖1所(suo)示8-41.圖中(zhong)的鍾罩(zhao)是🈲一個(ge)上部有(you)頂蓋，下(xia)部開口(kou)的🌍容器(qi)，筒體内(nei)盛滿水(shui)或者不(bu)易揮發(fa)的油.由(you)于液封(feng)的作用(yong),使得鍾(zhong)罩成爲(wei)一🧑🏾‍🤝‍🧑🏼個密(mi)封的容(rong)器.進氣(qi)閥上的(de)導管插(cha)入鍾罩(zhao)内,頂端(duan)露出液(ye)面,其高(gao)度以鍾(zhong)罩下降(jiang)到最低(di)點時不(bu)碰到鍾(zhong)罩頂蓋(gai)爲宜.爲(wei)了避免(mian)鍾罩下(xia)降時🚶‍♀️晃(huang)動,通過(guo)導輪、定(ding)滑輪及(ji)配重錘(chui)來調節(jie)☁️鍾罩内(nei)的壓力(li).檢定玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)的工作(zuo)原理是(shi)首先打(da)☂️開進氣(qi)閥門,關(guan)閉出氣(qi)閥,開動(dong)氣泵使(shi)氣🛀🏻體通(tong)過導管(guan)流入氣(qi)體流量(liang)标準裝(zhuang)置的工(gong)作量器(qi)内.當鍾(zhong)罩上升(sheng)到最高(gao)位置時(shi),關閉氣(qi)泵,停👄一(yi)段時間(jian)後,待标(biao)準容器(qi)内🈲氣體(ti)的溫度(du)穩定時(shi),開始檢(jian)🚶定流量(liang)計.鍾💚罩(zhao)式氣體(ti)流量🔞标(biao)準裝置(zhi)本身是(shi)一個恒(heng)壓源并(bing)給出标(biao)準容積(ji)的裝置(zhi).打開出(chu)氣閥和(he)調🏃🏻節閥(fa),鍾罩以(yi)一定的(de)速度🌈下(xia)降.此時(shi)開始計(ji)時,流量(liang)計開始(shi)計數，測(ce)出鍾罩(zhao)排出的(de)氣體體(ti)🔞積、溫度(du)和時間(jian),鍾罩内(nei)的氣體(ti)通過導(dao)氣管經(jing)被檢定(ding)的流量(liang)計流入(ru)大氣,計(ji)算出流(liu)量計在(zai)刻度狀(zhuang)态下的(de)實際流(liu)量📞和示(shi)值🏃🏻誤差(cha).實際流(liu)量值可(ke)根據公(gong)式(1)計算(suan)得♈出：
 
　　式(shi)中,V,τ分别(bie)爲流量(liang)标準裝(zhuang)置内排(pai)出的氣(qi)體體積(ji),排出裝(zhuang)置的📧時(shi)間.Pv,Ps,Pm分别(bie)爲标準(zhun)狀态下(xia)、流量标(biao)準裝置(zhi)内和流(liu)量計前(qian)的氣體(ti)絕對壓(ya)力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别(bie)爲标準(zhun)狀态下(xia)、流量标(biao)準裝置(zhi)内和流(liu)量計前(qian)的氣體(ti)絕對溫(wen)度,Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實(shi)際流✌️量(liang)值Q與被(bei)檢流量(liang)計的顯(xian)示值Q'相(xiang)比較,利(li)用公式(shi)(2)可計算(suan)出被檢(jian)流量計(ji)示值相(xiang)對誤差(cha)爲：
 
式中(zhong)，δｖ———被檢流(liu)量計示(shi)值相對(dui)誤差，Ｑ′———被(bei)檢流量(liang)計的顯(xian)示值，Ｑ———實(shi)👌際流量(liang)值．鍾罩(zhao)式氣體(ti)流量标(biao)準裝置(zhi)如圖1所(suo)示．
 
2實驗(yan)數據處(chu)理
2.1氣體(ti)測量刻(ke)度換算(suan)
　　日常使(shi)用的轉(zhuan)子流量(liang)計,由于(yu)轉子流(liu)量計制(zhi)造廠✌️家(jia)标定設(she)備㊙️的限(xian)制，通常(chang)隻能用(yong)水或者(zhe)空氣來(lai)進行标(biao)定,所以(yi)實驗中(zhong)所用的(de)檢定介(jie)質爲非(fei)标定介(jie)質,應對(dui)轉子流(liu)量計讀(du)數進行(hang)修正也(ye)💚稱爲刻(ke)度換‼️算(suan).本實驗(yan)中标準(zhun)狀☎️态下(xia)檢定點(dian)爲1000L/h,氣體(ti)的密度(du)受壓力(li)、溫度變(bian)化的影(ying)響較大(da).因此，測(ce)量不同(tong)氣體時(shi)要進行(hang)刻度換(huan)算.流量(liang)計的換(huan)算問題(ti)，實際上(shang)就是對(dui)于不同(tong)💋的流體(ti)浮子處(chu)于同一(yi)高度時(shi),所反映(ying)出的流(liu)量值不(bu)同.這裏(li)使用了(le)簡化後(hou)的刻♉度(du)氣體換(huan)算公式(shi),忽略黏(nian)度對流(liu)體氣體(ti)的影響(xiang).在實驗(yan)時的🏃檢(jian)定溫度(du)設定爲(wei)常溫.介(jie)😄質不是(shi)幹空氣(qi),所以要(yao)對流量(liang)示值進(jin)行修正(zheng),可用公(gong)式(3),求出(chu)檢定介(jie)質的修(xiu)正值.
 
　　式(shi)中,qv0爲流(liu)量計的(de)氣體示(shi)值流量(liang)或輸出(chu)信号所(suo)對應的(de)流🆚量.ρ01爲(wei)🌈使用氣(qi)體在刻(ke)度狀态(tai)下的密(mi)度.qv,p,T分别(bie)爲工作(zuo)狀态下(xia)的氣🔴體(ti)流量換(huan)算到标(biao)準狀态(tai)下的流(liu)量,被❄️測(ce)氣體的(de)壓力(即(ji)表壓力(li)與大氣(qi)壓力之(zhi)和)及溫(wen).度.ρ0，p0,T0分别(bie)爲标準(zhun)狀态下(xia)被測幹(gan)氣體的(de)密度、壓(ya)🚩力及開(kai)爾文溫(wen)度,p0=101325Pa.
　　标準(zhun)狀态下(xia)氧氣的(de)密度是(shi)1.331kg/m3,二氧化(hua)碳的密(mi)度爲1.829kg/m3,空(kong)🌐氣的密(mi)度爲1.205kg/m3.根(gen)據修正(zheng)公式(3),可(ke)以得到(dao)氧氣修(xiu)正後檢(jian)定點爲(wei)945.44L/h,二氧🏃‍♀️化(hua)碳修正(zheng)後檢定(ding)點爲806.53L/h.
2.2氧(yang)氣和二(er)氧化碳(tan)實驗結(jie)果的分(fen)析與計(ji)算
　　玻璃(li)轉子流(liu)量計檢(jian)定介質(zhi)爲氧氣(qi)前調流(liu)量和後(hou)調流量(liang)實🌏驗數(shu)據如表(biao)1和表2所(suo)示.
 
　　在檢(jian)定玻璃(li)轉子流(liu)量計時(shi),以上一(yi)組數據(ju)是以氧(yang)氣爲🛀介(jie)質進行(hang)實驗,壓(ya)力下所(suo)對應的(de)2個值分(fen)别爲ps，pm,即(ji)流量标(biao)💜準裝置(zhi)内和流(liu)量計前(qian)氣體的(de)絕對壓(ya)力.實驗(yan)中标準(zhun)狀态下(xia)檢定點(dian)爲1000L/h,根據(ju)公❤️式(3)，對(dui)氧氣修(xiu)正後的(de)檢定點(dian)爲945.44L/h.根據(ju)公式(1)、表(biao)1以及表(biao)2中氧氣(qi)的實💃🏻驗(yan)數據可(ke)得前調(diao)和後調(diao)流量值(zhi)如圖2所(suo)示.
 
　　實驗(yan)中,對于(yu)檢定時(shi)氣體流(liu)量的前(qian)調和後(hou)調都分(fen)😍别采🐆集(ji)了✊3組數(shu)據,對于(yu)3組數據(ju)求得的(de)平均值(zhi)作爲最(zui)後的實(shi)際流量(liang)值❄️,使檢(jian)定結果(guo)更加正(zheng)确.從以(yi)上🐉的實(shi)驗結果(guo)來看,對(dui)氧氣的(de)數據分(fen)析🐆知前(qian)調流量(liang)平均值(zhi)爲659.73L/h,後調(diao)流量平(ping)均值爲(wei)987.64L/h,相比刻(ke)度🚩修正(zheng)後氧🌏氣(qi)的檢定(ding)點🥰,後調(diao)流量與(yu)密度修(xiu)正後檢(jian)定點945.44L/h的(de)值更爲(wei)接近.由(you)前調和(he)後調流(liu)量氧氣(qi)的示值(zhi)誤差計(ji)算知,前(qian)調🌐流量(liang)相對誤(wu)差爲43.3%,後(hou)調流量(liang)相對誤(wu)差爲4.3%.從(cong)而可以(yi)看出,檢(jian)定時使(shi)用後調(diao)流量,其(qi)實際流(liu)量值與(yu)檢定點(dian)更爲接(jie)近且相(xiang)對誤差(cha)遠遠小(xiao)于前調(diao)流量.2種(zhong)看似差(cha)别不大(da)的調節(jie)流量的(de)方法,對(dui)于檢⭐定(ding)結果卻(que)有很大(da)的差異(yi)，後調流(liu)量可使(shi)檢定結(jie)果更爲(wei)正确.對(dui)于一種(zhong)介質,由(you)于其每(mei)種氣體(ti)都有各(ge)自的特(te)殊性,從(cong)而不能(neng)充分地(di)說明哪(na)種調節(jie)精度🌏更(geng)高,相對(dui)誤差更(geng)小.爲了(le)使結果(guo)具♉有普(pu)遍性,任(ren)意選用(yong)另外一(yi)種氣體(ti)進行實(shi)驗❗,以便(bian)更加清(qing)楚地說(shuo)明結果(guo)的普🔞遍(bian)性.玻璃(li)轉子流(liu)量計檢(jian)定介質(zhi)爲二氧(yang)化碳前(qian)調🌂流量(liang)和後調(diao)流量實(shi)驗數據(ju)如表3和(he)表4所示(shi).
 
　　對于以(yi)二氧化(hua)碳爲介(jie)質檢定(ding)轉子流(liu)量計時(shi),其檢定(ding)點同樣(yang)選擇1000L/h,同(tong)理根據(ju)公式(1)、表(biao)3和表4中(zhong)二氧化(hua)碳的實(shi)驗數據(ju)可得二(er)氧化碳(tan)前調和(he)後調流(liu)量值如(ru)圖3所示(shi).
 
　　對于前(qian)調和後(hou)調流量(liang),以每組(zu)中4次實(shi)際流量(liang)值的平(ping)均值爲(wei)前調和(he)後調最(zui)後的實(shi)際流量(liang)值,避免(mian)粗大誤(wu)💔差對實(shi)驗結果(guo)的影響(xiang).同理根(gen)據公式(shi)(2),二氧化(hua)碳修正(zheng)後檢定(ding)點的值(zhi)爲806.53L/h,由圖(tu)3中前調(diao)的平均(jun)值與🌍後(hou)調平均(jun)值可得(de)二氧化(hua)碳的❗示(shi)值誤差(cha):前調爲(wei)14.3%,後🐪調爲(wei)7.0%,其計算(suan)✊過程與(yu)氧氣的(de)示值誤(wu)差計算(suan)過程相(xiang)同.
　　對二(er)氧化碳(tan)的數據(ju)分析知(zhi)前調流(liu)量平均(jun)值爲705.81L/h,後(hou)調流📞量(liang)平均值(zhi)爲867.41L/h,相比(bi)對二氧(yang)化碳刻(ke)度修正(zheng)後的😘檢(jian)定🈲點,後(hou)調流量(liang)與密度(du)修正後(hou)檢定點(dian)806.53L/h的值更(geng)爲接近(jin).前調流(liu)量相對(dui)誤差爲(wei)14.3%,後調流(liu)量相對(dui)誤差爲(wei)7.0%.二氧化(hua)碳的實(shi)驗結果(guo)更加充(chong)分地證(zheng)明了在(zai)對玻璃(li)轉子流(liu)量計檢(jian)定時，使(shi)用後調(diao)流量可(ke)使相對(dui)誤🏒差大(da)大減小(xiao)，檢定結(jie)果更加(jia)正确.
3結(jie)論
　　從氧(yang)氣的實(shi)驗數據(ju)分析可(ke)知:前調(diao)流量平(ping)均值爲(wei)659.73L/h,後調流(liu)🌈量平均(jun)值爲987.64L/h,後(hou)調流量(liang)均值與(yu)氧氣密(mi)度修🚩正(zheng)後檢定(ding)點945.44L/h的值(zhi)更爲接(jie)近.對于(yu)示值誤(wu)差,前調(diao)流🐕量相(xiang)對誤差(cha)爲㊙️43.3%,後調(diao):流🌈量相(xiang)對誤差(cha)爲㊙️4.3%,後調(diao)流量的(de)誤差遠(yuan)遠小于(yu)前調流(liu)量的誤(wu)差值.從(cong)二氧化(hua)碳的實(shi)驗結果(guo)分析得(de)到前調(diao)流量平(ping)均值爲(wei)705.81L/h,後調流(liu)量🏃🏻‍♂️平均(jun)值爲867.41L/h,與(yu)密度修(xiu)正後檢(jian)定點806.53L/h相(xiang)比較,可(ke)以清楚(chu)🔞看到後(hou)調流量(liang)均值更(geng)爲接近(jin)修正後(hou)的檢定(ding)點.二氧(yang)化碳前(qian)調流量(liang)相對誤(wu)差爲14.3%,後(hou)調流🌈量(liang)相對誤(wu)差爲7.0%,進(jin)一步證(zheng)實了在(zai)檢定玻(bo)璃轉子(zi)流量計(ji)時使用(yong)後調流(liu)量可使(shi)檢定結(jie)果更加(jia)正确，減(jian)小誤差(cha)對檢定(ding)結果的(de)影💯響.

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