液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置一般以實(shí)現(xiàn)液體流量計(jì)量為目的, 而活塞式體積管法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的一種。根據(jù)體積管活塞的驅(qū)動方法不同, 分為主動活塞式和被動活塞式。主動式是指裝置自身帶有驅(qū)動裝置驅(qū)動活塞; 被動式是指裝置本身不帶驅(qū)動裝置, 活塞靠現(xiàn)場流量提供的動力來驅(qū)動。該裝置以航空燃油為介質(zhì), 主標(biāo)準(zhǔn)器為被動活塞式體積管。它是整個(gè)裝置的核心, 用小的有效容積實(shí)現(xiàn)了大流量測量。裝置的***大流量為3 000 L/min, 測量不確定度為Urel= 0. 05% ( k = 2 ) 。 對口徑DN80、 DN100、 DN150流量計(jì)計(jì)量中, 取得很好的計(jì)量效果, 提升了國內(nèi)大口徑油品流量計(jì)的計(jì)量能力。

裝置原理圖如圖1所示。

裝置主要由儲油箱、流量產(chǎn)生裝置 ( 變頻器、 離心泵、穩(wěn)壓容器、過濾器、調(diào)節(jié)閥) 、參考標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)、被校流量計(jì)、被動式活塞式體積管及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。流量產(chǎn)生裝置使用變頻器驅(qū)動油泵產(chǎn)生流量, 經(jīng)過穩(wěn)壓容器, 消氣過濾器進(jìn)入管路, 根據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)示值, 通過變頻器調(diào)速和流量調(diào)節(jié)閥配合使用, 調(diào)節(jié)管路流量為流量計(jì)檢定點(diǎn)流量值, 待流量穩(wěn)定后計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制活塞式主標(biāo)準(zhǔn)器開始流量測量, 同時(shí)采集活塞式主標(biāo)準(zhǔn)器相關(guān)信號、被檢流量計(jì)信號、溫度壓力信號等, 從而得到標(biāo)準(zhǔn)流量值和被檢流量計(jì)的相關(guān)參數(shù) ( 頻率、電流/電壓等) , 實(shí)現(xiàn)對流量計(jì)的計(jì)量。

被動式活塞體積管作為主標(biāo)準(zhǔn)器, 其原理圖如圖2所示。主要由體積管、開關(guān)、回程機(jī)構(gòu)等組成, 分為測量過程和回程兩種動作。在測量過程中, 活塞上的提升閥關(guān)閉, 活塞和流體一起運(yùn)動; 當(dāng)活塞隨著流體移動至下游限位時(shí), 提升閥打開, 通過回程機(jī)構(gòu), 將活塞拖回上游, 拖回過程中, 提升閥保持打開狀態(tài), 到達(dá)下游后回程機(jī)構(gòu)松開活塞, 提升閥關(guān)閉, 開始下一次測量。體積管兩個(gè)開關(guān)之間的有效容積是依據(jù)JJG209— 2010體積管檢定規(guī)程進(jìn)行檢定得到。開關(guān)在測量中起觸發(fā)開始、觸發(fā)停止的功能。

( 1) 密閉性。從上述的被動式活塞體積管原理中可以看出, 在整個(gè)計(jì)量過程中, 體積管內(nèi)流體處于密閉運(yùn)行, 非常適合于航空燃油這種易揮發(fā)油品流量計(jì)量。

( 2) 流體的連續(xù)性流動。在流量計(jì)量過程中, 體積管內(nèi)液體持續(xù)流過, 適合校準(zhǔn)質(zhì)量流量計(jì)、 超聲波流量計(jì)等響應(yīng)時(shí)間長的流量計(jì); 裝置流量的連續(xù)可調(diào), 適合校準(zhǔn)浮子流量計(jì)。

( 3) 提高電信號輸出液體流量計(jì)校準(zhǔn)效率。 當(dāng)流量計(jì)輸出為電信號時(shí), 尤其流量比較大時(shí), 體積管一次測量的***短時(shí)間是1 s, 可以提高計(jì)量效率。

( 4) 與參考標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)配合, 實(shí)現(xiàn)累積流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量。當(dāng)被校流量計(jì)為測量累積讀值的容積流量計(jì)時(shí), 如果***小分辨率為1 L, 流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級為0. 5級, 那么一次累積流量不少于1 000 L, 相對于有效容積為50 L的體積管顯然不能滿足測量要求。這時(shí)可以配合使用體積管和參考標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì), 在給定的流量下, 先用體積管定點(diǎn)檢定參考標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì), 然后用參考流量計(jì)來計(jì)量測量累積讀值的容積流量計(jì), 從而實(shí)現(xiàn)累積流量值的準(zhǔn)確計(jì)量。

  本裝置和已建標(biāo)的主動式燃油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量測量不確定度相同, 而流量計(jì)量范圍不同, 所以, 在兩臺裝置的計(jì)量范圍重疊處對同一臺流量計(jì)計(jì)量相同流量點(diǎn)的儀表系數(shù)K, 從而分析該裝置的測量準(zhǔn)確性。此比對結(jié)果相對差值應(yīng)滿足:

式中: urc——裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

選擇型號為FT—20AENSULEA—3, 編號為2003548的渦輪流量計(jì), 先在該裝置上用被動式活塞體積管校準(zhǔn), 然后在已建標(biāo)的主動式燃油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上校準(zhǔn), 結(jié)果如表1所示。

表中: Ka為裝置校準(zhǔn)結(jié)果; Kb為燃油動態(tài)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)結(jié)果。

從上述數(shù)據(jù)可以看出, 該裝置校準(zhǔn)流量計(jì)的數(shù)據(jù)是可靠、準(zhǔn)確的。

  本裝置***高可以實(shí)現(xiàn)0. 2級流量計(jì)的檢定, 被動式活塞體積管體積小、密閉運(yùn)行、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn), 被廣泛用于油品計(jì)量, 提高了我國大流量油品流量計(jì)量能力。