摘要(yao)：玻璃轉子流量(liang)計 在檢定過程(chéng)中，因調節氣體(ti)流量的方法不(bu)同會直♻️接影㊙️響(xiang)檢🙇🏻定結果的精(jīng)度．針對這一問(wen)題，采用氧氣、二(er)氧化碳2種氣體(ti)分别作爲檢定(dìng)介質，利用容積(ji)法對玻璃👈轉子(zǐ)流量計分别采(cǎi)用前調與後調(diao)流量的方法進(jìn)行對比實驗．根(gen)據實測實驗數(shu)據進行分析研(yán)究，證實了對氣(qi)體流量的調節(jie)采用後調流量(liàng)的❌方法，可使檢(jiǎn)定🈲誤差大大減(jiǎn)小，因而進一步(bu)提高了檢定結(jie)果的精度．這不(bu)僅對于實際檢(jian)定工作中提高(gāo)檢定精度有着(zhe)重📱要的意義，同(tong)時提高📱了流量(liàng)計實際使用時(shí)的正确率．
　　在工(gōng)礦企業中，需要(yao)進行氣體流量(liàng)測量的場合随(sui)處可見．目前，氣(qi)體流量的計量(liàng)問題成爲我國(guó)計量儀表🐪發展(zhan)的重😘點，很多問(wèn)題都尚未得到(dao)解決．此外🔆，氣體(tǐ)流量計的品種(zhong)也不齊全，特别(bie)是大口徑、大流(liu)量的氣體流量(liàng)計存⭕在很多的(de)🛀🏻問題．因此對于(yú)氣體🐉流量計的(de)正确率及其傳(chuan)遞有着更爲嚴(yan)格的要求🆚．在流(liú)量計的實際使(shǐ)用過程中，一般(ban)都從儀器💔的選(xuan)擇方面提高測(ce)量結果的精度(dù)，但卻常常忽略(lue)了從最初的檢(jian)定來減小誤差(cha)的影響．但事實(shí)上，隻有确⁉️保了(le)檢定🚩的正确率(lǜ)，才能減小氣體(ti)流量計使用誤(wu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼差，從而進一步(bù)提高測量的精(jīng)度．
　　在實際工作(zuò)中，多數檢定人(ren)員沒有意識到(dao)前調和後🐅調的(de)區⭕别，但是2種看(kan)似差别不大的(de)調節方式對檢(jian)定結果影響很(hěn)大。目前針對這(zhè)個問題多是理(li)論♊分析，缺乏實(shi)驗☔數據驗證，本(běn)課題針對上述(shu)情況在前期進(jin)行了實驗設計(ji)并獲得了大量(liang)的實驗數據．根(gēn)據實測數據結(jié)合建立的數學(xue)模型，來對前調(diào)與📱後調流量2種(zhong)方法進行對比(bǐ)分析．同時對于(yu)如何在檢定玻(bō)璃轉子流量計(ji)時提高檢定精(jīng)度方面做了研(yan)究，并提出了有(you)效的解決方法(fǎ)，從而大大減小(xiǎo)了玻璃轉子流(liu)量計檢定誤差(cha)．
1轉子流量計的(de)檢定原理與數(shu)學模型
　　轉子流(liu)量計的檢定标(biāo)準是根據JJG257-2007轉子(zǐ)流量計檢定規(guī)程而進行的LI,檢(jiǎn)定時采用鍾罩(zhao)式氣體流量标(biāo)準裝置.鍾罩式(shi)氣✏️體流量标準(zhǔn)裝置如圖1所示(shì)8-41.圖中的鍾罩是(shì)一個上部有頂(dǐng)蓋，下部開口的(de)容器，筒體内盛(shèng)滿水或者不易(yì)揮🌈發的油.由于(yú)液封的作用,使(shi)得🔅鍾罩成爲一(yi)個密封的容器(qì).進氣閥上的導(dǎo)管插入鍾罩内(nei),頂端露出液面(mian),其高度以鍾罩(zhào)下降到最低點(diǎn)時不碰到鍾罩(zhào)頂蓋爲宜.爲了(le)避免鍾罩下降(jiang)時🌈晃動,通過導(dǎo)輪、定滑🌍輪及配(pei)重錘來調節鍾(zhong)罩内的壓力.檢(jian)定玻璃轉子流(liú)量計的工作原(yuan)理是首先打開(kāi)進氣閥門,關閉(bì)出氣閥,開動氣(qi)泵使氣🏃‍♂️體通過(guò)導管流入氣體(tǐ)流量标準裝🌏置(zhì)的工作量器内(nei).當鍾罩上升到(dao)最高位置時,關(guan)閉氣泵,停㊙️一段(duan)時間後,待标準(zhun)容器内氣體的(de)溫度穩定時,開(kāi)始檢定流量計(jì).鍾罩式氣體流(liu)量㊙️标準裝置本(ben)身是一🥵個恒壓(ya)源并給出标準(zhǔn)容積的裝置.打(dǎ)開出氣閥和調(diao)節閥,鍾罩以一(yi)定的速度下降(jiang).此時開始計時(shí),流量計🙇‍♀️開始計(ji)數，測出鍾罩排(pai)出的氣體體🔱積(jī)、溫度和時間,鍾(zhong)罩内的✍️氣體通(tōng)過導氣管經🔴被(bèi)檢定的流量🔅計(jì)💞流入大♊氣,計🌐算(suan)出流量計在刻(ke)度狀态下的實(shi)際流量🐪和示值(zhí)誤差.實際流量(liang)值可根據公式(shì)(1)計算得出：
 
　　式中(zhong),V,τ分别爲流量标(biāo)準裝置内排出(chu)的氣體體積,排(pái)出裝置的😄時⛹🏻‍♀️間(jiān).Pv,Ps,Pm分别爲标準狀(zhuàng)态下、流量标準(zhun)裝置内和流量(liàng)計前的氣體絕(jue)⭐對壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别爲(wei)标準狀态下、流(liu)量标準裝置内(nèi)和流量計前的(de)氣體絕對溫度(du),Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實際流量值(zhí)Q與被❓檢流量計(jì)🏒的顯示值Q'相比(bi)較,利🤩用公式(2)可(kě)計⁉️算出被檢流(liu)量計示值相對(dui)誤差爲：
 
式中，δｖ———被(bèi)檢流量計示值(zhí)相對誤差，Ｑ′———被檢(jiǎn)流量計的顯示(shì)值，Ｑ———實際流量值(zhí)．鍾罩式氣體流(liú)量标準裝置如(rú)圖💋1所示．
 
2實驗數(shu)據處理
2.1氣體測(cè)量刻度換算
　　日(ri)常使用的轉子(zǐ)流量計,由于轉(zhuǎn)子流量計制造(zao)廠家标🏃‍♀️定設👨‍❤️‍👨備(bei)😄的限制，通常隻(zhi)能用水或者空(kong)氣來進行标定(dìng),所以實驗中所(suǒ)用的檢定介質(zhì)爲非标定介質(zhi),應對轉子流量(liang)計讀數進行💁修(xiu)正也稱爲刻度(du)換🈲算.本實驗中(zhong)标準狀态下檢(jian)定點爲1000L/h,氣體的(de)密度受🙇‍♀️壓力、溫(wēn)度變化的影響(xiǎng)較大.因此，測量(liang)不同氣體時要(yao)進行刻度換算(suàn).流量計的換算(suàn)問題，實際上就(jiù)是對于不同的(de)流體浮子處于(yu)同一高度時,所(suo)反映出的流量(liàng)值不同.這裏使(shǐ)用了簡化後的(de)刻度氣體換算(suàn)公式,忽略黏度(du)對流體氣體👉的(de)影響.在實驗時(shi)的🛀檢定溫度設(shè)定爲常溫.介質(zhì)不是幹空氣,所(suo)以要對流量示(shi)值進行修正,可(ke)用公式(3),求出檢(jian)定介質的修正(zhèng)值.
 
　　式中,qv0爲流量(liàng)計的氣體示值(zhi)流量或輸出信(xin)号所對應的流(liú)👈量.ρ01爲使用氣體(ti)在刻度狀态下(xià)的密度.qv,p,T分别爲(wei)工作狀态下的(de)氣體流量換算(suan)到标準狀态下(xia)的流量,被測氣(qi)體的壓力(即表(biǎo)壓力與大✨氣壓(yā)力之和)及溫.度(dù).ρ0，p0,T0分别爲标準狀(zhuang)态下被測幹氣(qi)體的密度、壓🐇力(lì)及開爾文溫度(dù),p0=101325Pa.
　　标準狀态下氧(yǎng)氣的密度是1.331kg/m3,二(èr)氧化碳的密度(dù)爲1.829kg/m3,空氣的密度(dù)爲💯1.205kg/m3.根據修正公(gong)式(3),可以得到氧(yang)氣修正後檢定(dìng)🌈點爲945.44L/h,二氧化碳(tàn)修正⛱️後檢定點(dian)爲806.53L/h.
2.2氧氣和二氧(yǎng)化碳實驗結果(guǒ)的分析與計算(suàn)
　　玻璃轉子流量(liang)計檢定介質爲(wei)氧氣前調流量(liàng)和後調流量實(shi)驗數據如表1和(hé)表2所示.
 
　　在檢定(dìng)玻璃轉子流量(liàng)計時,以上一組(zu)數據是以氧氣(qì)爲介質進行實(shí)驗,壓力下所對(duì)應的2個值分别(bié)爲ps，pm,即流量标準(zhun)裝置内和流量(liang)計前氣體的絕(jue)對壓力🔅.實驗中(zhōng)标準狀❓态下檢(jian)定點爲1000L/h,根據公(gōng)♌式(3)，對氧氣修✍️正(zhèng)後的檢定點爲(wei)945.44L/h.根據公式(1)、表1以(yi)及表2中氧氣的(de)實驗數據可得(dé)前調和後調流(liu)量值如圖2所示(shi).
 
　　實驗中,對于檢(jiǎn)定時氣體流量(liàng)的前調和後調(diao)都分别采集了(le)😄3組數據,對于3組(zu)數據求得的平(ping)均值作爲最後(hòu)的實🧡際流🥵量值(zhi),使檢定結果更(gèng)加正确.從以上(shàng)的實驗結果來(lái)看,對氧氣的數(shù)據分析知前調(diào)流量平均值爲(wei)659.73L/h,後調流量平均(jun1)值爲987.64L/h,相比刻度(dù)修正後氧氣的(de)檢定點,後調流(liú)量與密度修正(zhèng)後💛檢定點945.44L/h的值(zhí)⛷️更爲接近.由前(qián)調和後調流量(liang)氧氣的示值誤(wù)🈲差計🔞算知,前調(diào)流量相對誤差(chà)爲43.3%,後調流量相(xiàng)對誤差爲4.3%.從而(ér)可以看出,檢定(dìng)時使用後調流(liu)量,其實際流量(liang)🈲值與檢定點更(geng)爲接近且相對(dui)誤差遠遠小于(yú)前調流量.2種看(kan)似差别不大的(de)調節流量的方(fang)🛀🏻法,對于檢定結(jié)果卻有很大的(de)差異，後調流量(liang)可使檢定結果(guǒ)😄更爲正确.對于(yu)一種介質,由于(yú)其每種氣體都(dōu)有各自的特殊(shū)🔴性,從而不能充(chōng)分地說明哪🈲種(zhǒng)調節精度更高(gāo),相對誤差更小(xiǎo)✍️.爲了使結果具(jù)有普遍性,任意(yì)選用另外一種(zhong)氣體進行實驗(yàn),以便更加清楚(chu)地說明結果的(de)普遍性.玻璃轉(zhuǎn)子流量計檢定(ding)💘介質爲二⁉️氧化(huà)碳前調流量和(he)後調💛流量實驗(yan)數據如表3和表(biǎo)💯4所示.
 
　　對于以二(er)氧化碳爲介質(zhi)檢定轉子流量(liàng)計時,其檢定點(diǎn)同樣選⛷️擇1000L/h,同理(li)根據公式(1)、表3和(hé)表4中二氧化碳(tan)的實驗數據可(ke)⁉️得二💞氧化碳前(qián)調和後調流量(liàng)值如圖3所示.
 
　　對(duì)于前調和後調(diào)流量,以每組中(zhong)4次實際流量值(zhí)的平均值爲前(qian)調和後調最後(hòu)的實際流量值(zhí),避免粗大誤差(cha)對實驗結果的(de)影響.同理根據(ju)公式(2),二氧化碳(tàn)修正後檢定點(diǎn)的值爲806.53L/h,由圖3中(zhōng)前調的平均值(zhí)與後調平均😍值(zhí)可得二氧化碳(tàn)的示值誤差:前(qian)調爲14.3%,後調爲7.0%,其(qí)計算過程與氧(yǎng)氣的示值誤差(chà)㊙️計算過程相💞同(tong).
　　對二氧化碳的(de)數據分析知前(qián)調流量平均值(zhí)爲705.81L/h,後🌐調流量平(ping)均值爲867.41L/h,相比對(dui)二氧化碳刻度(dù)修正後的檢定(ding)💃點,後調流量與(yǔ)密度修正後檢(jian)定點806.53L/h的值更爲(wei)接近.前調流量(liang)相對誤差爲14.3%,後(hòu)調流量🚶相對誤(wu)差爲7.0%.二氧化碳(tàn)的實驗結果更(gèng)加充🤞分地證明(ming)了在對玻璃轉(zhuan)子流量計檢定(ding)時，使用後調流(liú)量可使相對誤(wù)差大大減小，檢(jian)定結果更加正(zheng)㊙️确.
3結論
　　從氧氣(qì)的實驗數據分(fen)析可知:前調流(liu)量平均值爲659.73L/h,後(hòu)調流量平均值(zhi)爲987.64L/h,後調流量均(jun1)值與氧氣密度(dù)修正後檢定點(diǎn)945.44L/h的值更爲接近(jìn).對于示值誤差(cha),前調流量相對(dui)🛀🏻誤差爲☎️43.3%,後調:流(liu)量相對誤差爲(wèi)4.3%,後調流量的誤(wù)差遠遠小于前(qián)調流量的誤差(cha)值.從二氧化碳(tàn)的🏃‍♀️實驗結果分(fèn)析得到前調💛流(liú)量平均值爲705.81L/h,後(hou)調流量平均值(zhi)爲867.41L/h,與密度修正(zheng)後檢定點806.53L/h相比(bǐ)較,可以清楚看(kan)到後調流量均(jun1)值更爲接近修(xiu)正後的檢定點(diǎn).二氧化碳前調(diào)流量相對誤差(cha)爲14.3%,後調流💘量相(xiang)對誤差爲7.0%,進一(yi)步🎯證實了在檢(jian)定玻璃轉子流(liú)量計時使用後(hou)調流量可使檢(jiǎn)定結果更加正(zheng)确，減小誤差對(dui)檢定結果的影(yǐng)響.

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