液体流量计检定方法
六、具有醉态称重的君且测且“流动—起 动—结束” 系统
“ 流动—起动—结束” 系统的核心是换流器, 其作用是, 在流动加速到稳定值和试验结束时减 速到停止这两个期间, 将通过流量计的流动旁路 掉, 并将测量期间的稳态流换流入称重槽。在低 流速情况下, 一个三通电磁阀就是一个有效的换 流器。在较高流速情况下, 要求特殊设计的换流 器。 在最高流速情况下, 就变成复杂的机械部件。
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十 一, 运用上的几个问题 1.热澎胀 所有的油和燃料有相当高的热膨胀系数, 且 随液体的化学成分而变, 一般约为0 .1 % / 。C。 最易挥发的燃料具有最高的膨胀率, 粘性油最低。 2. 压缩性 与通常的概念相反, 液体决不是不可压缩的,典型 燃料的容积变化大约每巴。0.01 % , 水约为其一 半。因此, 如果仪表与校验器内液体的压力差大 于1 巴(对燃料) 或2 巴(对水) , 就要对压缩性进行 修正。
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4.流动的扰动 仪表检定回路内的理想流动, 应如同无限长直 管道下游端附近的流动状态。实际上常发生各种 类型的流动扰动, 因而产生包括涡流、不对称性 或不规则的流速分布、平均流速的波动和压力波 动等非理想情况。如这些扰动严重的话, 则对大 多数类型的流量计性能起不利影响, 所以在任何 仪表检定回路内必须将各种流动扰动减至最小。
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这种系统偶然用于油和燃料。 而通常都是用于水。在N E L 的 水流量实验室中用于检定各种 类型的流量计, 其中包括大型原 油涡轮流量计。但是在实验室 里用油检定这种大型仪表代价 太高。这种系统一般将射流和 换流器板设计在垂直面内。但 是,N E L 的50 吨换流器(图7 ) 为了降低房子高度几乎与射流 排成水平, 这种换流器适应高达 1 . 5米“/ 秒的水流速。相信还 有最大的快速换流器存在。
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一、引言
液体流量计的检定要比其它测量仪表花费更 多人力和物力。世界上使用着数以千计的检定水、 油和燃料流量计的高价装置。在此，对现有液体 流量计的检定方法作一综述, 并讨论其优缺点。 有两种流量计, 一种用于测定通过仪表的流体 总量; 另一种主要在加工工业中用以指示通过仪 表的流量。本文讨论这两类流量计的检定。
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八、管道校验器
管道校验器内部有一个活塞 或起活塞作用的弹性球体, 在管 道内沿着待准确测定流速或容 积的液体流动方向移动这种通 用型高准确度装置有几个国家 设在标准研究所, 如N E L 于1 9 7 7年设置的一台改进装置。应 用一种如图13 所示的特殊活塞。 这种设计已克服了该种装置的 两个主要缺陷: 即由于活塞密封 处可能泄漏而引起的不确定度 以及机械式活塞检侧器开关较 差的重复性。
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按第二种分类法, 有三种操作方式。在第一种 “ 静止—起动—结束” 方式中, 最初液体是静 止的, 开始试验时突然起动, 并尽快达到规定流 速, 液体全部流经仪表进入标准器, 试验结束时, 使流动突然停止。 第二和第三种方式可统称“流动—起动— 结束” 试验。在试验的前后, 液体都稳定地流经仪表。 根据标谁器是静态或动态读数, 试验可弓!出两种 方式。如标淮为静态读数, 则除了在试验期间将 流动着的液体转换进入标准器外, 在试验前、后 均须将标准器旁路。
将标准仪表同高准确度的标淮系统两者连接 起来构成组合系统是可能的。N E L 将位移式仪表 与重量测量“静止—起动—结束” 系统组合起来。 其中的标准系统也可用管道校验器或容积测量 “ 静止—起动—结束” 系统。这种组合具体地作 为轻便标谁使用。组合系统的另一优点是, 能从一 般只适用于总量测量的“静止—起动—结束” 标 准系统中得到准确的流速测量。用于该系统中的 位移式流量计必须配有可靠的适当高脉冲发生率 的电脉冲发生器。商业上的位移式仪表因带有转 速表头无此要求。
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而试验期间转换入标淮器的液体量等静止后记下 读数。如标准为动态读数, 则液体从开始试验前 的某一时刻直至试验结束后都连续地进入标准器。 标准器内的液体容量或质量在试验开始和结束瞬 间应及时记下。
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三、容积测量“ 静止—起动—结束” 系统
容积测量槽用在“静止—起动—结束” 方 式是最早用来检定液体容积总量流量计的方法, 至今仍广泛应用。英国工程研究所(NE L ) 采用 此法试验汽油分配泵上的空气分离器和检定小型 燃料流量计。图1 为原理简图。液体通过被检仪 表再经切断阀, 最后进入容积测量槽, 液体可由底 部或顶部进入。为避免涡旋产生切断阀要装在仪 表下游。
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试验开始时, 将从泵、仪表、 切断阀至槽的整个管路完全充满 液体。切断阀关闭, 泵运转, 容积 测量槽下颈部的液体处于预定液 位, 该液位通常是采用溢流堰法 自动调节。进行试验时, 记下仪 的初始读数, 或将仪表的刻度 盘置于零位。然后, 尽快地打开 切断风等到容积测量槽内的液位 到达上颈部时, 再尽快地关闭切 断阀。最后将试验期间通过仪表 的容积指示值与进人容积测量槽 的容积相比较。
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3.充气 有两种原因使气饱存在于流量计检定回路的液 体中。第一、这是公认的因某种扰动由大气中带 入, 例如当液体自由喷射到槽内时。另一个充气 原因却很少被知道, 因此具有更潜在的危害性, 这 就是被溶解了的空气从溶液中放出, 只要系统任 何处的局部压力低于大气压, 这种情况就易于发 生。
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五、霍爱测量“ 静止—起 动—结束” 系统
重量测量“静止—起动—结 束” 系统示于 图3 。试验液体从储槽打出流经 试验仪表、流速控制阀、切断阀 和恒液位装置自由流进称重槽, 待称重后打开阀, 依靠重力泄放 将称重槽内的液体自由流入储槽 进行返回。
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重量测量法只适用于实验室, 不大适用于现 场。和上述的容积测量“静止—起动—结束” 系统一样。它不能用于检定流速式仪表或任何其 特性受流动开始和停止期间减流量影响而变化很 大的其它仪表。
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二、检定方法
流量计的检定, 和其它测量仪表一样, 即将被 测仪表读数和标谁测量装置的测量值相比较。现 在使用的各种检定系统有两种分类法: 第一、按照标准的本身特点; 第二、按照系统的操作方式。 按第一种分类法, 主要有四种标准类型: 重量测量 槽、容积测量槽、管道校验器和标准仪表(此外, 尚有一种混合标堆, 由标准仪表与其它三种标谁 形式之一组成)。
液体流量计检定方法 七、具有动态称重的重且测
且“ 流动—起动—结束” 系统
动态称重法的原理可由图10 说明。试验开始前, 试验液体以 一稳定流速通过流量计进入称重 槽, 再通过称重槽底部的泄流阀 流出。该系统在N E L 已正式用 于检定流速很低的油和燃料流量 计。该法在高流速下的准确度是 争论已久的一个课题。在必须用 有害的或难以对付的液体来检定 流量计的地方, 这是一种方便的 方法。这已被用于在高流速下的
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四、容积测量“流动—起动—结束” 系统
用在“ 静止—起动—结束” 方式中的容积 测量槽是检定燃料容积式仪表的一种适合装置。 因此产生了将容积测量槽用于“ 流动—起动—结 束” 方式中来检定流速式流量计的想法。但是, 大 概因实验困难和所获得的准确度受到限制, 所以很 少采用。有人介绍过应用静态读数的容积测量槽 的这样一种系统。N E L 已建立一种用在“ 流 动—起动—结束” 方式中具有动态读数的容积测 量槽。但是受准确度的限制, 目前已被其它方法代 替。
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九、标准流且计
几乎检定任何种类仪表最省时的方法是在同 一时间内将其读数与标准仪表的作比较。这种方 法可用于液体流量计, 尤其适用于检定中等准确 度的廉价仪表, 因为这种检定法本身是价廉、方 便和快速的。但要对标准仪表作定期检定。
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十、组合系统(标准仪表加检定装里)