摘要:該(gai)實驗基于流(liu)量标準裝置(zhi)計算機控制(zhi)系統，開發渦(wo)輪流量傳感(gan)器 的檢定實(shí)驗。學生運用(yong)所學流體力(lì)學、檢測技術(shù)、誤㊙️差理論✉️、數(shù)據處理等多(duō)方面知識，實(shí)現對渦輪流(liú)量傳感器性(xìng)能測試、檢定(dìng)和誤差分析(xi)。
　　渦輪流量傳(chuán)感器是一種(zhǒng)速度式流量(liang)儀表,它利用(yòng)置于流🔞體中(zhong)🈲的葉輪旋轉(zhuǎn)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(tǐ)積流量大小(xiao),是🌍目前流⁉️量(liang)儀表中比較(jiao)成熟的儀表(biao)。傳感器輸出(chū)的脈沖📐信号(hào)可以單獨與(yu)計算機連接(jiē),由計算機代(dai)替流量顯示(shi)儀表，實現密(mì)度溫度或壓(ya)力補償以及(jí)♊瞬時流量和(he)累計流量計(jì)算。本研究開(kāi)發的渦輪流(liú)量傳感器的(de)測試和檢定(ding)實驗就是在(zài)流量标準裝(zhuāng)置計算機控(kòng)制系統中實(shi)現的,從而确(que)定其儀表系(xi)數大小,檢驗(yan)重複性、線性(xing)度是否😄達到(dao)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(biao)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(zhi)少保證一次(cì)檢定中脈沖(chong)計數🌏器相對(duì)誤差絕對值(zhí)不超過被檢(jian)傳感器重複(fu)性的1/5.
1.實驗裝(zhuāng)置結構及原(yuán)理
　　如圖1所示(shì),高位水塔起(qǐ)穩定水頭作(zuo)用,使整個實(shí)驗🛀🏻過程中流(liu)量穩定。标準(zhǔn)表和被檢表(biǎo)串聯在實驗(yan)管路中,根據(jù)流體流動連(lián)續性原理,在(zai)定常流動下(xià),流過的流量(liàng)是相等的,用(yòng)标準砝碼調(diao)校電子稱至(zhì)三千分之一(yī)精度,用稱☁️重(zhong)法檢定标準(zhun)表,然後,再用(yong)标準表檢定(ding)被♉校表,用稱(cheng)重⛹🏻‍♀️法檢定儀(yí)表朔源信号(hao),但工作效率(lü)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(ju)處理和分析(xi)。
 
2檢定項目和(hé)檢定方法
(1)将(jiang)傳感器安裝(zhuang)在滿足其上(shàng)下遊直管段(duàn)的被檢台位(wèi)上💔,在🌈流🙇🏻量70%~100%之(zhī)間至少運行(hang)5min.後,方可進行(hang)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(zhí);
qmin一傳感器的(de)流量下限值(zhí)。
當α≤5時,檢定點(diǎn)應包括qmax;和qmin在(zài)内的至少5個(gè)檢定點且均(jun1)勻分布。
當5<α≤10時(shí),檢定點應包(bao)括qmin,0.25qmax,0.40qmax，0.70qmax和qmax。
當α>10時,除(chu)上述檢定點(diǎn)外,如果Q07qmax和0.10qmax在(zai)流量範圍内(nei),也應增爲檢(jiǎn)定點。
(3)每個檢(jiǎn)定點至少檢(jian)定三次;每次(cì)檢定過程中(zhong),檢定流量與(yu)兩條🏃🏻‍♂️規定的(de)該檢定點流(liú)量相比,其變(biàn)化不應超過(guò)±4%;每次檢定中(zhōng),除讀取并記(ji)錄傳感器脈(mo)沖數😍和标準(zhun)器的示值外(wài)，還應根據需(xū)要,測量并記(jì)錄流🙇🏻體溫度(du)表壓力大氣(qì)🔞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(biāo)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(shí)秤指示的液(yè)體質量(kg);
ρ一第(di)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(yī)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(ci)檢定時标準(zhun)器讀出體積(ji);
C一第i檢定點(dian)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(shù)K。
②計算每個檢(jian)定點每次檢(jian)定的系數K。
 
Nij一(yi)第i檢定點第(dì)j次檢定時測(ce)得傳感器的(de)脈沖數;
Kij一第(di)i檢定點第j次(ci)檢定時所得(de)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(xiàn)性度;
Δ0一裝置(zhì)的誤差,該誤(wù)差若不超出(chū)被檢傳感器(qì)基本誤差限(xian)的三分之一(yī),可忽略不計(jì)
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(jiàn)設計
(1)程序主(zhu)界面
　　程序主(zhǔ)界面包含四(sì)個下拉菜單(dān),點擊即可進(jìn)入相應的實(shi)驗界面,各實(shi)驗界面運行(háng)時,作爲子窗(chuang)體均包含在(zài)主窗體中。主(zhu)界面如圖2所(suǒ)示。
(2)參數設置(zhi)窗體
①儀表編(biān)号:每塊表的(de)儀表編号應(ying)該是唯一的(de),在數據⛷️庫中(zhong)作爲彼此區(qu)分的關鍵字(zì)存在，數據查(chá)詢窗👌體中輸(shū)入所需🤞查詢(xún)的儀🚩表編号(hào),即可得到曾(ceng)經的曆史實(shi)驗記錄。
②儀表(biǎo)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(suǒ)☎️示。
 
③最大最小(xiǎo)流量:通過它(ta)來規定渦輪(lun)的流量範圍(wéi),在檢定過程(chéng)中⚽通過流量(liang)範圍來确定(ding)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(liàng)程比大于10的(de)則🐅選7點。
⑤每點(dian)檢測次數:每(měi)點一般檢定(ding)3次
⑥标準裝置(zhì)精度:按照微(wei)小誤差原理(li)，當标準裝置(zhi)精度δ和被檢(jian)表精度δ1有:标(biao)準裝置誤差(cha)可忽略不計(jì),否則不可進(jin)行檢定。
⑦“确定(ding)按鈕:按下它(tā)進入流量點(diǎn)選擇界面。
⑧"退(tuì)出”按鈕:按下(xia)它退出當前(qian)界面,回到主(zhu)界面
(3)流量點(dian)選擇窗體
　　前(qian)面提到流量(liàng)點有可能是(shi)5點,也有可能(néng)是7點。所以幹(gan)脆采🍉用列表(biǎo)框列出所有(yǒu)7點,根據實際(ji)流量範圍🔆需(xu)要來進行選(xuǎn)💛擇。單擊取消(xiao)按鈕返回上(shang)一頁,單擊确(què)定按鈕進入(rù)🙇‍♀️檢定界面。
(4)檢(jiǎn)定界面
　　此窗(chuang)體主要作用(yong)及實現方法(fa)有:
①調節調節(jiē)閥到所需流(liú)量點。軟件調(diao)用動态鏈.接(jiē)庫中tineGetTime函數定(ding)時一秒鍾,采(cǎi)入其間标準(zhǔn)表脈沖數,計(ji)算标準表在(zai)一秒内的累(lei)積❓流量作爲(wèi)裝置的瞬時(shí)流量。
②待流量(liàng)穩定後,計算(suan)被校表的流(liu)量。軟件同樣(yàng)是采用💁軟件(jian)調用動态鏈(liàn)接庫中timeGetTime函數(shu)定時,采入其(qí)間被🌂校表脈(mò)沖數,計算被(bei)校表此間的(de)累積流量。定(ding)時時間爲裝(zhuāng)置的最❓小測(cè)量時間。檢定(ding)過程中用進(jìn)度條顯示進(jìn)度。每次檢定(ding)結束用彈💛出(chū)消息框顯示(shì)标準表脈沖(chòng)數,被校表脈(mo)沖數㊙️及儀表(biǎo)系數。
③做完所(suo)有流量點的(de)測量後,計算(suan)被校表的儀(yi).表系📧數線💋性(xìng)度♍及重複性(xìng)。其計算方法(fa)在“檢定項目(mù)和檢👣定方法(fǎ)沖有詳細介(jie)紹。
④将實驗數(shù)據存入數據(ju)庫,留待以後(hou)查詢和打印(yìn)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(shù)語
　　本套流量(liàng)标準裝置計(jì)算機控制系(xi)統,除以上渦(wo)輪流量傳🤞感(gǎn)器标定實驗(yàn)外，還可開發(fā)出多種流量(liàng)傳感器檢定(dìng)實驗,使同學(xue)們在檢測技(jì)術領域接觸(chù)更新的知識(shi)。随着教學改(gǎi)革的不斷發(fa)展,我們将繼(jì)續努力,更新(xin)✔️更多的實驗(yan)。

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