摘要:近年來，氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要是對(duì)音速噴嘴法和鐘罩式這兩種檢測(cè)方式進(jìn)行分析，并比較分析這兩種方法栓測(cè)同一渦輪流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度的評(píng)定，希望能為后續(xù)研究工作提供一些建設(shè)性意見。
引言
音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測(cè)的是氣路循環(huán)經(jīng)過渦輪流量計(jì)到噴嘴，再到氣泵抽氣的整個(gè)過程。采用的是負(fù)壓進(jìn)氣法來對(duì)渦輪流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，這是現(xiàn)階段檢定流量計(jì)的=使用最多的一種方法，也是應(yīng)用最為廣泛的一種方法。鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置則是采取正壓法，是指用一定體積量的標(biāo)準(zhǔn)氣體流經(jīng)渦輪流量計(jì)來對(duì)流量計(jì)進(jìn)行檢定，其本身流量范圍比較小，比較適合檢測(cè)口徑較小的流量計(jì)，這與流量計(jì)的實(shí)際工作狀態(tài)相符合。本文主要是對(duì)音速噴嘴法和鐘罩式這兩種檢測(cè)方式進(jìn)行分析，并比較分析這兩種方法檢測(cè)同一渦輪流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果,并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度的評(píng)定，希望能夠有效提高氣體渦輪流量計(jì)的檢測(cè)精度。
1概述
1.1相關(guān)概念
音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)計(jì)過程中主要原理是把潔凈的空氣作為介質(zhì)，然后利用真空泵吸入，吸入的空氣經(jīng)過各個(gè)相關(guān)的直管段，在這個(gè)過程中還有一組音速噴嘴，這個(gè)作用主要是調(diào)節(jié)音速噴嘴下游的相關(guān)的閥門，達(dá)到改變流量的目的，最后代入相關(guān)的計(jì)算公式就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢表的檢定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其主要的功能。另一種氣體流量的裝置為鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，這種裝置也主要是把氣體作為流通主要介質(zhì)，然后達(dá)到對(duì)氣體流量計(jì)檢定的目的。這種氣體流量裝置主要結(jié)構(gòu)包括鐘罩、液槽、發(fā)訊機(jī)構(gòu)、壓.力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、氣源以及試驗(yàn)管路等相關(guān)的部分。
1.2相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
氣體流量裝置在進(jìn)行檢測(cè)的過程中需要嚴(yán)格的按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能保證檢測(cè)結(jié)果的正確率、科學(xué)性以及合理性，相關(guān)的檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)是國(guó)家的JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)》，
還有一個(gè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)就是檢測(cè)過程中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)環(huán)境條件，相關(guān)的規(guī)定中具體要求為:檢測(cè)的大氣溫度為23.5℃左右，誤差在1℃左右:要求的相對(duì)濕度為38±1%RH，大氣壓力為93.2±0.5kPa,檢定用介質(zhì)溫度18.5±0.2℃;同時(shí)還包括對(duì)電源壓力以及相關(guān)的電壓的頻率的相關(guān)的技術(shù)要求，其中規(guī)定電源電壓應(yīng)為220±22V，電源頻率應(yīng)為(50±2.5)Hz，在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)檢測(cè)過程中外界磁場(chǎng)以及由于機(jī)械振動(dòng)等方面的影響因素的影響由于比較小可以對(duì)其忽略。
第三個(gè)方面就是實(shí)際進(jìn)行測(cè)量過程中的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)方面的規(guī)定。例如對(duì)0.25級(jí)音速噴嘴法的氣體流量的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行的相關(guān)規(guī)定中氣測(cè)量的范圍在0.1~15000m3/h.DN15~400mm之間，0.1級(jí)鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，測(cè)量范圍是(0.5~120)m3/h.DN(25~80)mm,同樣檢測(cè)的主要介質(zhì)是潔凈空氣。
最后一項(xiàng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要針對(duì)檢測(cè)對(duì)象，主要是根據(jù)JJG1037-2008渦輪流量計(jì)方面的檢測(cè)中的相關(guān)的規(guī)定，在整個(gè)檢測(cè)的過程中需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方面的要求,認(rèn)真執(zhí)行。
1.3氣體渦輪流量計(jì)的工作原理和特征
氣體渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的一種，當(dāng)被測(cè)流體流過渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，受流體作用，葉輪會(huì)受力的作用旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比:葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線,.對(duì)線圈磁通量進(jìn)行改變，按照電磁感應(yīng)原理，將在線圈內(nèi)感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。渦輪流量計(jì)具有精度高、重復(fù)性好、無零點(diǎn)漂移、高量程比等優(yōu)點(diǎn)。渦輪流量計(jì)擁有質(zhì)量好軸承、特別設(shè)計(jì)的導(dǎo)流片，進(jìn)而減少磨損，不受峰值影響，在惡劣的環(huán)境下也能保障變量測(cè)量的可靠性。
1.4檢測(cè)過程
利用相關(guān)的裝置對(duì)氣體的流量進(jìn)行實(shí)際的檢測(cè)過程中需要在一定的環(huán)境下，按相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，在整個(gè)檢測(cè)過程中所需的檢測(cè)介質(zhì)均為空氣。在進(jìn)行檢測(cè)的過程中需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)的規(guī)定，在檢測(cè)的每個(gè)流量點(diǎn)都要進(jìn)行重復(fù)性的檢定，一般需要檢測(cè)3次，然后把三次檢測(cè)的平均值作為該流量點(diǎn)的儀表系數(shù),通過這種方式就可以達(dá)到對(duì)相關(guān)儀器的儀表系數(shù)的確定。
2建立數(shù)學(xué)模型
在進(jìn)行檢測(cè)的過程中需要各種相關(guān)的參數(shù)的判定，其中建立的數(shù)學(xué)模型:公式為:
其中，K為第i次儀表系數(shù):N.為第i次脈沖數(shù):V,為第i次累積流量值，通過對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)控以及計(jì)算，就可以得出儀表的相關(guān)的參數(shù)，然后通過與相關(guān)的準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，就可以比較明確得出相關(guān)的結(jié)論。
3音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置輸入量的相對(duì)不確定度評(píng)定
3.1輸入量N,的相對(duì)不確定度U'.a1(N)評(píng)定
在音速噴嘴法氣體流量裝置進(jìn)行檢測(cè)過程中有一個(gè)非常重要的參數(shù)就是相對(duì)不確定度，這種輸入量的相對(duì)不確定度主要來源主要檢測(cè)過程中的不重復(fù)性，在對(duì)其進(jìn)行判定的過程中主要采用A類評(píng)定對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。通過相關(guān)的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的過程中測(cè)得的主要數(shù)據(jù)如表1所示。
3.2輸入量V.相對(duì)不確定度Ucrel(V1)的評(píng)定
輸入量V,相對(duì)不確定度Ucrel(V1)不確定度主要來源于氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量誤差，在進(jìn)行評(píng)定得過程中采用得主要方式是B類方法評(píng)定。通過相關(guān)的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行測(cè)量所得主要結(jié)果如表2所示。
3.5擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
通過以上各個(gè)方面的分析以及計(jì)算，得到音速噴嘴法氣體流量的相關(guān)裝置在進(jìn)行擴(kuò)展不確定度的評(píng)定的過程中主要利用測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性當(dāng)作最大值,最后的公式為:U(K)=0.257%X2=0.54%;k=2。
4鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置輸入量的相對(duì)不確定度的評(píng)定
4.1輸入量N的相對(duì)不確定度U".(N)評(píng)定
在鐘罩式氣體流量裝置進(jìn)行檢測(cè)的過程中，輸入量相對(duì)不確定度的評(píng)定也需要進(jìn)行嚴(yán)格的操作以及設(shè)計(jì)過程，其中輸入量N的不確定度的判定主要是利用裝置中流量計(jì)測(cè)量的不重復(fù)性進(jìn)行評(píng)定的。利用相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量結(jié)果如下圖所示。
4.2輸入量V,相對(duì)不確定度Urel(V1)的評(píng)定
輸入量V1相對(duì)不確定度Urel(V1)的產(chǎn)生，主要來源于氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量誤差,其不確定度的判定主要采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。
4.5擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
在進(jìn)行擴(kuò)展不確定度的相關(guān)的評(píng)定的過程中需要對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的重復(fù)，然后利用其重復(fù)性當(dāng)作最大值，相關(guān)的公式為:U(K)=0.21%X2=0.42%;k=2.
5結(jié)束語
綜上所述，對(duì)上述檢測(cè)方式的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析后，主要可以得出下列結(jié)論，首先是利用音速噴嘴法氣裝置對(duì)氣體的流量進(jìn)行檢測(cè)的過程中，測(cè)得的氣體渦輪流量計(jì)的擴(kuò)展不確定度為0.54%(k=2);而另-種氣體流量的檢測(cè)裝置--鐘罩式裝置，測(cè)得氣體渦輪流量計(jì)的擴(kuò)展不確定度為0.42%(k=2);兩種測(cè)量結(jié)果均符合檢測(cè)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，表明其檢測(cè)結(jié)果的可信度較高。第二，在鐘罩式標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢測(cè)過程中，需要進(jìn)行多次的來回升降，耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，因而降低了檢測(cè)效率:但前者裝置在檢測(cè)的過程中所具有的優(yōu)勢(shì)就是耗費(fèi)短，這樣就在很大程度上降低了相關(guān)的工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而大大的提升了氣體流量的檢測(cè)效率。但是通過對(duì)上述兩種不同裝置的檢測(cè)方法，以及對(duì)氣體流量的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析可知,不管是使用哪種檢測(cè)方式，都可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果。
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