基于質(zhì)量流量計的檢定裝置設(shè)計與研制

4.1檢定方法

該裝置以二套電子秤為主要標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，采用靜態(tài)稱量法，稱測量時間內(nèi)經(jīng)換向器流入稱量容器內(nèi)的液體量，檢定流量計。

4.2工作原理

　　(1)檢定前準(zhǔn)備：將被檢流量計安裝在相應(yīng)的臺位上，用工業(yè)風(fēng)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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)裝置處于循環(huán)狀態(tài)。流量的大小用遙控板控制變頻調(diào)速器，達到控制標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)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(diào)速器調(diào)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(shè)置予稱點，計數(shù)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(guān)控制計數(shù)器和稱量顯示器開始記錄被檢流量計經(jīng)過的流量(脈沖數(shù))。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(guān)控制稱量顯示器和計數(shù)器停止計數(shù)。稱量顯示器的稱量值與計數(shù)器的脈沖值進行比較，就可以計算出被檢流量計的準(zhǔn)確度。通過定時器控制電器轉(zhuǎn)換開關(guān)使底球閥動作開啟，放凈里面的液體，再關(guān)閉排液底球閥，為下次檢定作好準(zhǔn)備。

5.1主要設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(jīng)換向器流向測量容器的流體應(yīng)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)砝碼密度(g/cm3)，ρ為介質(zhì)密度(g/cm3)。

換向器裝置由換向器和行程開關(guān)組成。該裝置在換向過程中，用來啟停計數(shù)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(shù)值上，在一定間隔時間內(nèi)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(fù)測量。根據(jù)實測所取得的數(shù)據(jù)計算出換向器誤差。本裝置換向最大系數(shù)誤差為0.025%，隨機誤差為0.035%。

質(zhì)量流量計由傳感器、變送器和流量數(shù)顯/積算器組成，用于廠家進行流量和密度校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)系數(shù)輸入到變送器，使流量的精度在讀數(shù)的0.2%之內(nèi)。

計時器采用上海電表廠生產(chǎn)的PPlla通用頻率計，準(zhǔn)確度為4.2×10-6，隨機誤差為0.02%。

質(zhì)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(zhì)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(diào)至稱量裝置的下限量，由標(biāo)定程序計算出下限量及下限的穩(wěn)定性δm下。經(jīng)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(jù)ISOS168，用方和根法將全部誤差合成。

其中：δ—標(biāo)準(zhǔn)裝置系統(tǒng)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(tǒng)誤差。

經(jīng)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%。