摘要(yao)：玻璃轉子(zǐ)流量計 在(zài)檢定過程(cheng)中，因調節(jie)氣體流量(liang)的方法不(bú)同會直接(jiē)影🈲響🔞檢定(ding)結果的精(jīng)度．針對這(zhè)一問題，采(cai)用氧氣、二(er)氧化碳2種(zhǒng)氣體分别(bié)作爲檢定(ding)介質，利用(yòng)容積法對(dui)玻璃轉子(zi)流量計分(fèn)别采用前(qian)調與後調(diào)流量的方(fāng)法進行對(dui)比實驗．根(gen)據實測實(shí)驗數據進(jin)行分析研(yán)究，證實了(le)㊙️對氣體流(liu)量的調節(jiē)采用後調(diao)流量的方(fang)法，可使檢(jian)📧定誤差大(dà)大減小，因(yīn)而進一步(bu)提高了🐇檢(jian)定結果的(de)精度．這不(bu)僅對于實(shí)際檢定工(gong)作中提高(gāo)檢定精度(dù)有着重🌐要(yao)的意義，同(tóng)時提高了(le)流量計實(shí)際使用時(shi)的正确率(lü)．
　　在工礦企(qǐ)業中，需要(yào)進行氣體(tǐ)流量測量(liang)的場合随(sui)📐處可見．目(mu)前，氣體流(liu)量的計量(liang)問題成爲(wèi)我國計量(liang)儀表✨發展(zhǎn)的重點，很(hen)多問題都(dou)尚未得到(dào)解決．此外(wai)，氣體流量(liang)計的品種(zhong)也不齊全(quan)，特别是大(dà)口徑、大流(liú)量的氣體(ti)流量計存(cun)在很多的(de)問題．因此(cǐ)對于氣體(tǐ)👣流量計的(de)正确率及(jí)其傳⛷️遞有(yǒu)着更爲嚴(yán)格的要求(qiú)．在流量計(jì)的實際使(shǐ)用過程中(zhong)，一般都從(cong)儀器的選(xuǎn)🍓擇方面提(tí)📐高測量📱結(jie)果的🙇‍♀️精度(du)，但卻🔴常常(chang)忽略了從(cóng)最初的檢(jiǎn)定來減小(xiao)🐪誤差的影(ying)響．但事實(shi)💯上，隻有确(que)保了檢定(ding)的正确率(lü)，才能減小(xiao)氣體流量(liang)計使用誤(wu)差，從而進(jìn)一步提📱高(gāo)測量的精(jīng)度．
　　在實際(ji)工作中，多(duō)數檢定人(rén)員沒有意(yì)識到前調(diao)和後🏃‍♀️調🧡的(de)區别，但是(shi)2種看似差(chà)别不大的(de)調節方式(shi)對檢定結(jie)果影響很(hěn)大。目前🛀🏻針(zhēn)對這個問(wen)題多是理(lǐ)論分析，缺(que)乏實驗數(shu)據驗證，本(ben)課題針對(dui)上述情況(kuang)在前期進(jin)行了實驗(yan)設計并獲(huò)得了大量(liàng)的♍實驗數(shu)據．根據實(shi)測數😍據結(jié)合建立的(de)數學模型(xing)，來對前調(diao)與後調流(liú)量2種方🔞法(fa)進行對比(bǐ)分析．同時(shi)對于如何(hé)在❓檢定玻(bo)璃轉子流(liu)量計時提(ti)高檢定💃精(jing)度方面做(zuo)了🔞研究，并(bìng)提出了有(you)效的解決(jué)方法，從而(ér)大大減小(xiǎo)了玻璃轉(zhuan)子流量計(ji)檢定誤差(chà)．
1轉子流量(liàng)計的檢定(ding)原理與數(shù)學模型
　　轉(zhuǎn)子流量計(jì)的檢定标(biao)準是根據(jù)JJG257-2007轉子流量(liàng)計檢定規(gui)📞程而進行(hang)💋的LI,檢定時(shi)采用鍾罩(zhào)式氣體流(liú)量标準裝(zhuāng)置.鍾罩式(shì)氣體流量(liàng)标準裝置(zhi)如圖1所示(shì)8-41.圖中的鍾(zhōng)罩是一個(ge)上♻️部有頂(dǐng)蓋，下部開(kai)口的容器(qì)，筒體内☀️盛(shèng)滿水或者(zhe)不易揮發(fa)的油.由于(yu)液封的作(zuo)用,使得鍾(zhōng)罩成爲一(yi)個密封的(de)容器.進氣(qì)閥上的導(dǎo)管插入⛹🏻‍♀️鍾(zhong)罩内,頂端(duān)露出液面(mian),其高度✨以(yi)鍾罩下降(jiang)到㊙️最低🔆點(dian)時不碰到(dào)鍾罩頂蓋(gài)爲宜.爲了(le)避免鍾罩(zhào)下降時晃(huang)動,通過導(dao)輪、定滑輪(lún)及配重錘(chuí)來調節鍾(zhōng)罩内的💁壓(ya)力.檢定玻(bō)璃轉子流(liu)🐅量計的✔️工(gōng)作原理是(shì)首先打🈚開(kai)進氣閥門(mén),關閉💋出氣(qi)閥,開動氣(qì)泵使氣體(tǐ)通過導👨‍❤️‍👨管(guan)流入氣體(tǐ)流量标準(zhun)裝💜置的工(gōng)作量器内(nei).當鍾罩上(shàng)升到最高(gāo)位置時,關(guan)閉氣泵📞,停(ting)一段時間(jian)後,待标準(zhun)容器内氣(qì)體的溫度(dù)穩定時,開(kai)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼始檢定流(liu)量計.鍾罩(zhào)式氣體流(liu)量标準裝(zhuāng)置本身是(shì)一個恒壓(yā)源并給♉出(chū)标準容積(ji)的裝置.打(da)開出氣閥(fá)和調💘節閥(fa),鍾罩以一(yī)定的速度(dù)下降.此時(shí)開🤩始計時(shí),流量計開(kāi)始計數，測(ce)出鍾罩排(pái)出的氣體(tǐ)體積、溫度(dù)和時間,鍾(zhōng)🌈罩内的氣(qi)體通過導(dao)氣管經被(bèi)檢定的流(liú)量計流入(rù)大氣,計算(suan)出流量計(jì)在刻度狀(zhuàng)态下的實(shi)際流量和(hé)示值誤差(chà).實際流量(liang)值可根據(jù)公式(1)計算(suàn)得出：
 
　　式中(zhōng),V,τ分别爲流(liú)量标準裝(zhuang)置内排出(chu)的氣體體(tǐ)積,排出🐇裝(zhuang)置㊙️的時間(jian).Pv,Ps,Pm分别爲标(biāo)準狀态下(xia)、流量标準(zhǔn)裝置🐅内和(he)流量計前(qián)的氣體絕(jue)對壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分(fen)别爲标準(zhun)狀态☂️下、流(liu)量✔️标準裝(zhuang)置内和流(liú)量計前的(de)氣體絕對(dui)溫度,Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實(shi)際流量值(zhí)Q與被檢流(liú)量計的顯(xian)示值Q'相比(bi)較,利用公(gōng)式(2)可計算(suan)出被檢流(liú)量計示值(zhí)相對誤差(chà)爲：
 
式中，δｖ———被(bei)檢流量計(ji)示值相對(duì)誤差，Ｑ′———被檢(jiǎn)流量計的(de)顯示值，Ｑ———實(shi)際流量值(zhí)．鍾罩式氣(qi)體流量标(biao)準裝置如(ru)圖1所示．
 
2實(shi)驗數據處(chù)理
2.1氣體測(cè)量刻度換(huàn)算
　　日常使(shǐ)用的轉子(zi)流量計,由(you)于轉子流(liú)量計制造(zào)廠家标定(dìng)設備的限(xiàn)制，通常隻(zhi)能用水或(huo)者空氣來(lai)進🌈行标定(ding),所以實驗(yàn)中所用的(de)檢定介質(zhì)爲非标定(dìng)介質,應對(dui)轉子流量(liàng)計讀數進(jìn)行修正也(ye)稱爲刻度(dù)換算.本實(shi)驗中标準(zhun)狀态下檢(jiǎn)定點爲1000L/h,氣(qì)體的密度(dù)受壓力、溫(wēn)度變化的(de)影響較大(dà).因此，測量(liàng)不同氣體(tǐ)時🏃要進行(háng)刻度換算(suan).流量計的(de)換算問題(tí)，實際上就(jiù)是♊對于不(bu)同的流體(tǐ)浮子處于(yú)同一高度(dù)時,所反映(yìng)出的流量(liàng)值不同.這(zhe)裏使用了(le)簡化後的(de)刻度氣體(tǐ)換算公式(shi),忽略黏度(du)對流體氣(qi)體的影響(xiǎng).在實驗時(shi)的檢定溫(wen)度設定爲(wei)常溫.介👄質(zhì)不是幹空(kōng)氣,所以要(yào)對流量示(shi)值進🏃行修(xiu)正,可用公(gong)式(3),求出檢(jiǎn)定介質的(de)修正值.
 
　　式(shi)中,qv0爲流量(liàng)計的氣體(tǐ)示值流量(liàng)或輸出信(xìn)号所對🙇🏻應(ying)的🈲流量.ρ01爲(wèi)使用氣體(tǐ)在刻度狀(zhuang)态下的密(mi)度.qv,p,T分别爲(wèi)工作狀态(tài)下的氣體(ti)流量換算(suàn)到标準狀(zhuàng)态下的流(liú)量,被測氣(qì)體的壓力(lì)(即表壓力(lì)與大氣壓(yā)力之和)及(jí)溫.度.ρ0，p0,T0分别(bié)爲标準狀(zhuàng)态下被♉測(cè)幹氣體的(de)密度、壓⭐力(li)及開爾文(wén)溫度,p0=101325Pa.
　　标準(zhun)狀态下氧(yǎng)氣的密度(dù)是1.331kg/m3,二氧化(hua)碳的密度(dù)爲1.829kg/m3,空氣💔的(de)🍓密度爲1.205kg/m3.根(gen)據修正公(gōng)式(3),可以得(dé)到氧氣修(xiū)正後檢定(dìng)點爲945.44L/h,二氧(yǎng)化碳修正(zhèng)後檢定點(diǎn)爲806.53L/h.
2.2氧氣和(hé)二氧化碳(tan)實驗結果(guǒ)的分析與(yu)計算
　　玻璃(lí)轉子流量(liang)計檢定介(jie)質爲氧氣(qi)前調流量(liàng)和後調流(liu)量實驗數(shù)據如表1和(hé)表2所示.
 
　　在(zài)檢定玻璃(li)轉子流量(liang)計時,以上(shàng)一組數據(jù)是以氧氣(qi)‼️爲介質進(jin)行實驗,壓(yā)力下所對(duì)應的2個值(zhí)分别爲ps，pm,即(jí)流量标準(zhǔn)裝置内和(he)流量計前(qián)氣體的絕(jue)對壓力.實(shi)驗中👣标準(zhun)狀态下檢(jiǎn)定點爲💜1000L/h,根(gen)據公式(3)，對(duì)氧氣修正(zheng)後的檢🐕定(dìng)點爲945.44L/h.根據(ju)公式(1)、表1以(yi)及表2中氧(yǎng)氣的實📧驗(yan)數據可得(dé)前調和後(hòu)調流量值(zhí)如圖💃2所示(shi).
 
　　實驗中,對(dui)于檢定時(shi)氣體流量(liang)的前調和(he)後調都分(fen)别🐕采集了(le)3組💁數據,對(dui)于3組數據(ju)求得的平(ping)均值作爲(wèi)最後的實(shí)際流量值(zhi)🔴,使檢定結(jié)果更加正(zheng)确.從以上(shàng)的實驗結(jie)果來看,對(dui)氧氣的數(shu)據分析知(zhi)前調流量(liang)平均值爲(wèi)659.73L/h,後調流量(liàng)平均值爲(wèi)987.64L/h,相比刻度(du)修正後氧(yang)👨‍❤️‍👨氣的檢定(dìng)點,後調流(liú)量與密度(du)修正後檢(jiǎn)定點945.44L/h的值(zhí)更爲接近(jìn).由前調和(hé)後調流量(liàng)氧氣的示(shì)值誤差計(ji)💚算知,前調(diào)流量相對(duì)誤差爲43.3%,後(hou)調流量相(xiàng)對誤差爲(wèi)4.3%.從而可以(yi)看出,檢定(dìng)時使用後(hòu)調流量🔞,其(qi)實際流量(liang)值與檢定(ding)點更爲接(jie)近且相對(duì)誤差遠遠(yuǎn)小于前調(diao)流量.2種看(kan)似差别不(bu)大的調節(jie)流量的方(fāng)🐇法,對于檢(jiǎn)定結果卻(que)有💛很大的(de)差異，後調(diào)流量可使(shǐ)檢定結果(guo)✏️更爲✌️正确(què).對于一種(zhong)介質,由于(yu)其每種氣(qì)體都有各(ge)自的特殊(shu)⭕性,從而不(bú)能充分地(di)說明哪種(zhǒng)調節精度(dù)📧更高,相對(duì)誤差更小(xiǎo).爲了使結(jie)果具😄有普(pu)遍性,任意(yi)選用另外(wai)一種氣體(ti)進行實驗(yan),以便更加(jiā)清楚地說(shuō)明結果的(de)普遍性.玻(bo)璃轉子流(liu)量計檢定(ding)介質爲二(èr)☂️氧化碳前(qián)調流量和(he)後調流量(liang)實驗數據(ju)如表3和表(biǎo)✨4所示.
 
　　對于(yú)以二氧化(huà)碳爲介質(zhi)檢定轉子(zi)流量計時(shi),其檢定點(dian)同🔞樣選擇(ze)1000L/h,同理根據(ju)公式(1)、表3和(hé)表4中二氧(yang)化碳❌的實(shí)驗數據可(kě)🏃🏻‍♂️得二氧化(huà)碳前調和(hé)後調流量(liàng)值如圖3所(suǒ)示.
 
　　對于前(qian)調和後調(diào)流量,以每(mei)組中4次實(shí)際流量值(zhi)的♉平均值(zhí)爲前調和(he)後調最後(hòu)的實際流(liu)量值,避免(miǎn)粗大誤⭐差(cha)對實驗😘結(jié)果的影響(xiang).同理根據(ju)公式(2),二氧(yang)化🔞碳修正(zhèng)後檢定點(dian)的值爲806.53L/h,由(you)圖3中前調(diào)的平均值(zhi)與後調平(ping)均🐇值可得(de)二氧化碳(tàn)的示值誤(wu)差:前調爲(wèi)14.3%,後調爲7.0%,其(qi)計算過程(cheng)與氧氣的(de)示值誤差(chà)計算過程(cheng)相同.
　　對二(èr)氧化碳的(de)數據分析(xi)知前調流(liu)量平均值(zhí)爲705.81L/h,後調流(liu)量平均值(zhí)爲867.41L/h,相比對(dui)二氧化碳(tàn)刻度修正(zhèng)後的檢定(ding)點,後調流(liu)量與密度(du)修正後檢(jiǎn)定點806.53L/h的值(zhi)更爲🈲接近(jìn).前調流量(liang)相對誤🔆差(chà)爲14.3%,後🌂調流(liú)量相對誤(wù)差爲👣7.0%.二氧(yang)化碳♉的實(shi)驗結果更(gèng)加充分地(dì)證明了在(zai)對玻璃轉(zhuan)子流量計(jì)檢定時，使(shǐ)✉️用後調流(liú)量可使相(xiàng)對誤差大(dà)大減小，檢(jian)定結果更(geng)加正确.
3結(jie)論
　　從氧氣(qi)的實驗數(shù)據分析可(ke)知:前調流(liu)量平均值(zhi)爲659.73L/h,後☂️調流(liu)量平均值(zhi)爲987.64L/h,後調流(liu)量均值與(yǔ)氧氣密度(du)修正後檢(jian)定點945.44L/h的值(zhi)更♍爲接近(jìn).對于示值(zhí)誤差,前調(diào)流量相對(duì)誤差爲43.3%,後(hòu)調:流量相(xiàng)對誤差爲(wèi)4.3%,後調流量(liàng)的誤差遠(yuǎn)遠✌️小于前(qian)調流量的(de)誤㊙️差值.從(cong)二氧化碳(tan)的實驗結(jie)果分析得(de)到前調流(liú)量平均值(zhi)爲705.81L/h,後調流(liú)量平均值(zhí)爲867.41L/h,與密🏃🏻‍♂️度(dù)修正後檢(jian)定點806.53L/h相比(bǐ)較,可以清(qīng)楚看到後(hou)調流量均(jun)值更爲🔞接(jie)近修正後(hòu)的檢定點(diǎn).二氧化碳(tan)前調流量(liàng)相對誤差(cha)爲14.3%,後調流(liu)量♈相對誤(wù)差👄爲7.0%,進一(yī)步證實了(le)在檢定玻(bō)璃轉子流(liú)量計時使(shi)用後調流(liú)量可使檢(jian)👄定結果更(geng)加正确，減(jian)小誤差對(dui)檢定結果(guǒ)的影響.

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