基于質量流量計的檢定裝置設計與研制

4.1檢定方法

該裝置以二套電子秤為主要標準設備，采用靜態(tài)稱量法，稱測量時間內經換向器流入稱量容器內的液體量，檢定流量計。

4.2工作原理

　　(1)檢定前準備：將被檢流量計安裝在相應的臺位上，用工業(yè)風做氣密實驗。在無滲漏的情況下，打開入口閥、出口閥，然后開泵。使液流經除氣過濾器，被檢流量計，參照流量計，換向器流入旁路，流回水池，使標準裝置處于循環(huán)狀態(tài)。流量的大小用遙控板控制變頻調速器，達到控制標準裝置的循環(huán)流量。一般使流量在檢定上限運行10min，以排除系統中的氣體，使流量、溫度、壓力穩(wěn)定。

　　(2)開始檢定：在上述循環(huán)過程中，使用變頻調速器調節(jié)流量使其穩(wěn)定在檢定點上進行循環(huán)。在稱量顯示器上設置予稱點，計數器清零。啟動定時器，通過電磁閥，使換向器將流入旁路的流體迅速切向稱量罐。同步行程開關控制計數器和稱量顯示器開始記錄被檢流量計經過的流量(脈沖數)。由定時器使電磁閥控制換向器換向，將流體迅速切向旁路。同步行程開關控制稱量顯示器和計數器停止計數。稱量顯示器的稱量值與計數器的脈沖值進行比較，就可以計算出被檢流量計的準確度。通過定時器控制電器轉換開關使底球閥動作開啟，放凈里面的液體，再關閉排液底球閥，為下次檢定作好準備。

5.1主要設備的誤差

稱量裝置由電子秤和與其配套的顯示器和稱量容器組成。電子秤按規(guī)格用標準砝碼進行檢定，其稱量誤差小于0.02%。為了減小計時誤差，稱量容器要盡可能大，對最大預期流量測量時差不小于40s，采用柔性管路連接和電氣連接，避免在容器上形成附加力。經換向器流向測量容器的流體應盡可能減少流體的沖擊力。測量裝置中空氣浮力形成的誤差用空氣浮力修正系數ξ進行修正，ξ=ρs(1/ρ-1/ρp)×100%，其中ρs為空氣密度0.00129g/cm3，ρp為標準砝碼密度(g/cm3)，ρ為介質密度(g/cm3)。

換向器裝置由換向器和行程開關組成。該裝置在換向過程中，用來啟停計數器，使信號傳遞時間盡可能小。用實測的方法確定換向裝置的性能，把流量穩(wěn)定在一固定數值上，在一定間隔時間內進行不少于10次的流量測量。然后取幾種不同的間隔時間，重復測量。根據實測所取得的數據計算出換向器誤差。本裝置換向最大系數誤差為0.025%，隨機誤差為0.035%。

質量流量計由傳感器、變送器和流量數顯/積算器組成，用于廠家進行流量和密度校準，并將校準系數輸入到變送器，使流量的精度在讀數的0.2%之內。

計時器采用上海電表廠生產的PPlla通用頻率計，準確度為4.2×10-6，隨機誤差為0.02%。

質量流量計可以直接在線測量液體的溫度和密度。溫度和密度測量的精度分別為0.5%、0.04%。

5.2裝置穩(wěn)定性

裝置穩(wěn)定性按管道臺位分別檢定。將流量穩(wěn)定性在稱量裝置最大量限循環(huán)10min。連續(xù)進行幾次(n≥10次)測量，測量后計算出上限流量的穩(wěn)定性誤差。

其中M?i為第i次測量的質量流量，M為Mi的平均值，ta為按tx分布概率為95%的置信度計算。

將流量調至稱量裝置的下限量，由標定程序計算出下限量及下限的穩(wěn)定性δm下。經實際測試三個檢定臺位的穩(wěn)定性優(yōu)于0.05%。

5.3裝置總誤差(總不確定度)

根據ISOS168，用方和根法將全部誤差合成。

其中：δ—標準裝置系統誤差，δvmax—檢定點 中最大極限相對誤差，δm—電子秤極限相對誤差，δρ—密度計極限相對誤差，δt1—定時器相對誤差，δt2—浮力形成的誤差，δt3—換向裝置隨 機相對誤差，δt4—換向器系統誤差。

經實際檢定二臺電子秤三個臺位，每臺的總誤差都優(yōu)于0.05%。