摘 要: 介紹了一種型號為 LB311非水液體浮子流量計檢定裝置 ,該裝置基于標準表法 ,采用一大一小離心泵來提供穩(wěn)流源 ,用渦輪流量計作為標準表來檢定浮子流量計 ,測試流量范圍寬; 采用三閥調(diào)節(jié)系統(tǒng) ,調(diào)節(jié)精度高。
在計量檢定部門或者企業(yè)內(nèi)部 ,需要檢定浮子流量計。 目前浮子流量計檢定裝置大多設(shè)計精度不高 ,這樣就不能滿足需要檢定浮子流量計的場合 ,基于此 ,我們設(shè)計了基于標準表法的流量檢定裝置。

1、系統(tǒng)的原理和構(gòu)成：
 浮子流量計的測量原理是: 在一根垂直的錐形管內(nèi)裝有可上下浮動的轉(zhuǎn)子 ,當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐形管時 ,被轉(zhuǎn)子節(jié)流 ,在轉(zhuǎn)子的上下游之間產(chǎn)生壓差 ,轉(zhuǎn)子在此壓差下上升 ,當(dāng)壓差和轉(zhuǎn)子所受的重力、浮力以及粘性力三者的合力相等時 ,轉(zhuǎn)子處于平衡位置 ,讀取轉(zhuǎn)子的高度刻度就可以知道對應(yīng)的流量。 其測量原理示意圖如圖 1所示。
 浮子流量計校準系統(tǒng)由控制柜、標準流量源系統(tǒng)和車體三大部分組成。 系統(tǒng)的原理圖如圖 2所示。
 控制柜部分用來控制泵 1和泵 2的啟動和停止 ,可以根據(jù)被檢浮子流量計的流量范圍選擇開啟泵 1、泵 2 或者同時開啟 ,以適應(yīng)不同的流量檢定范圍。
 控制柜有總電源開關(guān)、上下游壓力超限報警器、溫度超限報警器。系統(tǒng)上游壓力超過 0. 36 M Pa 時壓力超限報警器報警 ,當(dāng)系統(tǒng)上游壓力超過 0. 40 M Pa 時壓力顯示儀表控制繼電器切斷泵的供電 ,防止系統(tǒng)產(chǎn)生過壓 ,而且系統(tǒng)溫度達到 50℃時溫度顯示儀表控制繼電器輸出切斷電源以保證系統(tǒng)的安全。

 流量源系統(tǒng)為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量源 ,包括泵 1、泵 2、油箱和穩(wěn)壓容器。泵 1的功率為 3 kW,泵 2的功率為 2. 5 kW ,油箱的容積為 2 m3 ,穩(wěn)壓容器的容積為 1m3 ,油箱和穩(wěn)壓容器除了具有儲蓄和穩(wěn)壓的功能之外 ,還具有散熱的作用 ,從而使系統(tǒng)能持續(xù)處在熱平衡狀態(tài) ,尤其是在檢定介質(zhì)是可燃易爆液體時 ,更加要注意系統(tǒng)的溫度不能過高。
 在被檢浮子流量計的上下游 ,分別安裝有溫度和壓力傳感器 ,可以隨時顯示溫度和壓力值 ,并在控制柜面板的壓力溫度顯示儀表上讀數(shù)記錄 ,以便為后續(xù)的散熱面積的計算公式如下:

 

 
式中: A 為容器表面積 , m²; H 為系統(tǒng)需要散掉的熱量 , 本文中 H= 5. 5 kW; t 為油溫***高以 55℃計算時 ,和常溫 25℃的差 , 即 t = 30℃; K 為散熱系數(shù) , W /( m²· ℃ )。 散熱系數(shù)因容器周圍通風(fēng)條件的好壞而不同 ,本系統(tǒng) K 取 15 W /( m²· ℃ )。
 考慮到管路的散熱,我們設(shè)計油箱體積為 2 m³ ,穩(wěn)壓容器容積為 1 m³ ,可以滿足散熱表面積 12 m² 的要求。
 車體部分內(nèi)部有三支標準渦輪流量計 ,渦輪流量計具有重復(fù)性好、準確度高的特點 ,根據(jù)被檢浮子流量計的不同流量范圍選擇不同口徑的渦輪流量計和顯示儀表。
 
1～ 10 L /min←→H6 mm
 
8～ 80 L /min←→H15 mm
 
40～ 500 L /min←→H40 m m
 采用主調(diào)節(jié)、微調(diào)節(jié)以及旁路調(diào)節(jié)相結(jié)合的調(diào)節(jié)系統(tǒng) ,流量調(diào)節(jié)范圍為 1～ 500 L / min,流量測量準確度為 0. 25% 。
檢定數(shù)據(jù)的換算和補償做準備。
 
2、試驗結(jié)論和不確定度分析：
 
表 1
 

 
表 2
 

 
  合成標準不確定度為 0. 0991% ; 擴展不確定度為 0. 198% , k= 2經(jīng)過試驗可知 , 系統(tǒng)能達到技術(shù)協(xié)議要求的檢定流量范圍在 1～ 500 L /min ; 溫度壓力的測量值穩(wěn)定 ,系統(tǒng)的熱平衡條件容易滿足; 流量的穩(wěn)定性比較好 ,各點的穩(wěn)定度和不確定度分別如表 1、表 2所示。