摘要:該實驗(yan)基于流量标準裝(zhuang)置計算機控制系(xi)統，開發渦輪流量(liang)傳感器 的檢定實(shí)驗。學生運用所學(xue)流體力學、檢測技(jì)術、誤差理論、數🌈據(ju)🥵處理等多方面知(zhi)識，實現對渦輪流(liú)量🈚傳感🚶‍♀️器性能測(cè)試、檢定和誤差分(fen)析。
　　渦輪流量傳感(gǎn)器是一種速度式(shì)流量儀表,它利用(yòng)置于流體中的葉(yè)輪旋轉角速度與(yǔ)流體流速成比例(lì)的關系,測量葉輪(lun)的速度來反映通(tōng)過管道的體積流(liú)量大小,是目前流(liu)量儀表中比較成(cheng)熟的儀表🔴。傳感器(qi)輸出的脈沖信号(hao)可以❓單獨與計算(suàn)機連接⁉️,由計算機(jī)代替流量顯示儀(yi)表，實現密度溫度(du)或壓力補償以及(jí)瞬時流量和累計(jì)流量計算。本研究(jiū)開發的渦輪♊流量(liàng)傳感器的測試和(hé)檢定實驗就是在(zai)流量标準裝置計(ji)算機控制系統中(zhong)實現的,從而确定(ding)其儀表⭐系數大小(xiao),檢驗重複🔆性、線性(xing)度是否達到要求(qiú),誤差是否在要求(qiú)的範圍内等.
　　對控(kong)制系統設計來講(jiang),渦輪流量計的檢(jian)定應注意如下兩(liǎng)點技⚽術要求:
(1)流量(liàng)标準裝置的誤差(cha)應不超過被檢傳(chuan)感器基本誤❄️差限(xian)🎯的1/2;
(2)裝置的容量足(zu)夠大,至少保證一(yī)次檢定中脈沖計(ji)✨數器🔅相對👨‍❤️‍👨誤差絕(jue)對值不超過被檢(jiǎn)傳感器重複性的(de)1/5.
1.實驗裝置結構及(jí)原理
　　如圖1所示,高(gāo)位水塔起穩定水(shuǐ)頭作用,使整個實(shí)驗過程🌂中流量穩(wen)定。标準表和被檢(jiǎn)表串聯在實驗管(guǎn)路中☁️,根據流體流(liú)動連續性原理,在(zài)定常流動下,流💚過(guò)的流量是相等的(de),用标準砝碼調校(xiào)電子稱至三🌂千分(fen)之一⛹🏻‍♀️精度,用稱重(zhong)法檢定标準表,然(ran)後,再用标🏃‍♀️準表檢(jiǎn)定被校表,用稱重(zhòng)法檢定儀表朔源(yuán)信号,但工作效率(lü)低,故平時實驗一(yi)般用标準表進行(hang),并定🛀🏻期對标準🛀🏻表(biao)進行檢定。計🈲算機(jī)完成🥰整個系統的(de)數據采集系統控(kong)制數據處理和分(fen)析。
 
2檢定項目和檢(jian)定方法
(1)将傳感器(qì)安裝在滿足其上(shàng)下遊直管段的被(bèi)檢台位上,在🈲流量(liang)70%~100%之間至少運行5min.後(hòu),方可進行檢定。
 
α一(yi)傳感器的範圍度(dù);
qmax一傳感器的流量(liang)上限值;
qmin一傳感器(qi)的流量下限值。
當(dang)α≤5時,檢定點應包括(kuo)qmax;和qmin在内的至少5個(ge)檢定點且均勻分(fèn)布。
當5<α≤10時,檢定點應(yīng)包括qmin,0.25qmax,0.40qmax，0.70qmax和qmax。
當α>10時,除上(shang)述檢定點外,如果(guǒ)Q07qmax和0.10qmax在流量範圍内(nèi),也應增🧑🏾‍🤝‍🧑🏼爲檢定點(diǎn)。
(3)每個檢定點至少(shǎo)檢定三次;每次檢(jiǎn)定過程中,檢定流(liú)量🥵與🤩兩條規定的(de)該檢定點流量相(xiang)比,其變化不🏒應超(chao)過±4%;每次檢定中,除(chú)讀取并記錄傳感(gan)器脈沖數和标準(zhǔn)器的示值外，還應(ying)根據需要,測量并(bing)記錄流體溫度表(biao)壓力大氣✏️壓力和(hé)檢定時間等。
(4)計算(suan)檢定時測得的标(biao)準器測得的實際(ji)體積:
①質量法:
 
Vij一第(dì)i檢定點第j次檢定(dìng)時标準器處的液(yè)體實際體積(m3);
M一第(di)i檢定點第j次檢定(ding)時秤指示的液體(tǐ)質量(kg);
ρ一第i檢定點(dian)第j次檢定時測得(dé)标準器處的液體(ti)密度;
Cf一浮力修正(zheng)系數
②标準流量計(ji)法:
 
Vif一第i檢定點第(di)j次檢定時标準器(qì)處的液體.實際體(tǐ)積(m3);
Vi一第i檢定點第(dì)j次檢定時标準器(qì)讀出體積;
C一第i檢(jian)定點第j次檢定時(shí)标準流量計的修(xiū)正系數。
(5)傳感器的(de)系數K
①計算傳感器(qì)在檢定溫度和壓(ya)力條件下的系數(shu)K。
②計算每個檢定點(dian)每次檢定的系數(shu)K。
 
Nij一第i檢定點第j次(cì)檢定時測得傳感(gǎn)器的脈沖數;
Kij一第(dì)i檢定點第j次檢定(ding)時所得的系數K(m³)-1;
③計(ji)算每個檢定點的(de)系數K
 
式中:δ一傳感(gan)器的基本誤差;
δ2一(yī)傳感器的線性度(du);
Δ0一裝置的誤差,該(gāi)誤差若不超出被(bèi)檢傳感器基本誤(wu)差限的三分之一(yi),可忽略不計
⑦傳感(gǎn)器的重複性
計算(suàn)每個檢定點的重(zhong)複性:
 
3軟件設計
(1)程(chéng)序主界面
　　程序主(zhu)界面包含四個下(xià)拉菜單,點擊即可(ke)進入相應的實驗(yan)界面,各實驗界面(miàn)運行時,作爲子窗(chuang)體均包含在主窗(chuāng)體中。主界面如圖(tu)2所示。
(2)參數設置窗(chuang)體
①儀表編号:每塊(kuai)表的儀表編号應(ying)該是唯一的,在數(shu)據庫中作爲⭐彼此(cǐ)區分的關鍵字存(cún)在，數據查詢窗👉體(ti)中⛷️輸入所需查詢(xún)🐪的儀表編号,即可(kě)得到曾經的曆史(shi)實驗記錄。
②儀表口(kou)徑:在本套小流量(liang)标準裝置中,可以(yi)檢定的标🌐準渦㊙️輪(lun)口徑有4mm、6mm.10mm三種,通過(guò)下拉列表框(CamboBox)來實(shi)現。如圖3所示。
 
③最大(da)最小流量:通過它(ta)來規定渦輪的流(liu)量範圍,在檢定過(guo)🔆程中通過流量範(fan)圍來确定被檢流(liú)量點
④被檢流量點(diǎn)數:一般選5點,流量(liàng)範圍量程比大于(yú)10的則選7點。
⑤每點檢(jiǎn)測次數:每點一般(bān)檢定3次
⑥标準裝置(zhì)精度:按照微小誤(wù)差原理，當标準裝(zhuāng)置精度δ和被檢表(biao)🌈精度δ1有:标準裝置(zhì)誤差可忽略不計(ji),否則不可進行檢(jiǎn)定。
⑦“确定按鈕:按下(xia)它進入流量點選(xuan)擇界面。
⑧"退出”按鈕(niǔ):按下它退出當前(qián)界面,回到主界面(mian)
(3)流量點選擇窗體(ti)
　　前面提到流量點(diǎn)有可能是5點,也有(yǒu)可能是7點。所以幹(gàn)脆采用列表框列(lie)出所有7點,根據實(shí)際流量範圍需要(yào)來進行選擇。單🈲擊(jī)取消按鈕返回上(shàng)一頁,單擊确定按(àn)鈕進入檢定界面(miàn)。
(4)檢定界面
　　此窗體(ti)主要作用及實現(xiàn)方法有:
①調節調節(jiē)閥到所需流量點(dian)。軟件調用動态鏈(lian).接庫中tineGetTime函數定時(shí)🌂一秒鍾,采入其間(jian)标準表脈沖數,計(ji)算标準🎯表在一秒(miao)内的累積流量作(zuo)爲裝置的瞬時流(liú)量。
②待流量穩定後(hòu),計算被校表的流(liu)量。軟件同樣是采(cai)用❓軟件調用動态(tai)鏈接庫中timeGetTime函數定(dìng)時,采入其間被校(xiao)表脈沖數,計✔️算被(bei)校表此間的累積(jī)流量。定時時間爲(wèi)裝🐆置的最小測量(liang)時間。檢定過程🥰中(zhōng)用進度條顯示進(jìn)度。每次檢定結束(shu)用彈出消息框顯(xian)示标準👌表脈沖數(shu),被校表脈沖數及(jí)儀表系數。
③做完所(suo)有流量點的測量(liàng)後,計算被校表的(de)儀.表系數線性度(dù)及重複性。其計算(suàn)方法在“檢定項目(mu)和檢定方法沖有(you)詳細介紹。
④将實驗(yàn)數據存入數據庫(ku),留待以後查詢和(hé)打印所需。此步驟(zhou)通過調用模塊中(zhong)标準表法标定數(shù)據寫入子程序來(lái)完成。
5結束語
　　本套(tao)流量标準裝置計(ji)算機控制系統,除(chú)以上渦輪流量傳(chuán)感器标定實驗外(wai)，還可開發出多種(zhong)流量傳感器檢定(ding)實驗🏒,使同學們在(zài)檢測技術領域接(jiē)觸更新的知識。随(sui)着教學改革的不(bu)斷發展,我們将繼(ji)續努力,更新更多(duo)的實⚽驗。

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