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气体涡轮流量计音速喷嘴检定方法探讨
发布日期:2017-10-5 8:54:23
 气体涡轮流量计属于叶轮式速度流量计的一种。其工作原理是:置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成正比,通过测量叶轮的旋转角速度就可以得到流体流速,从而得到管道内的流量值。传统的气体涡轮流量计,准确度可达0.5%。随着近年流量行业的发展和机械加工工艺的提高,涡轮流量计准确度得到显著提高,欧美一些厂家生产的气体涡轮流量计准确度接近0.25%。然而,目前计量部门标定气体涡轮流量计,一般都使用气体流量标准表法装置。其方法是使用临界流文丘利喷嘴作标准表,对涡轮流量计进行检定,而临界流文丘利喷嘴标准装置的准确度一般是0.5%,因此,无法对0.25级表进行检定。本文旨在探讨一种气体涡轮流量计的检定方法。
中国计量科学研究院的pVTt法气体流量基准装置不确定度达到0.05%。临界流文丘利喷嘴的准确度一般可以达到0.2%,而以临界流文丘利喷嘴为标准表的标准表法气体流量标准装置的准确度一般为0.5%,也无法对0.25级表进行检定,是否可以采用pVTt装置,直接对涡轮流量计进行检定?我们可以简单改变一下pVTt法气体流量装置的外部结构。
                               气体涡轮流量计检定方法探讨
   在涡轮流量计下游有一个换向器。此时气体流向调节罐管路。我们可以通过临界流文丘利喷嘴确定流量大小。具体检定过程如下:活塞在缸体内作直线运动,运动到调节罐侧,打开通往标准罐的气体管路,关闭通往调节罐的管路,气体流向标准罐,此时光电脉冲发出信号,计数器开始计时;在一段时间内,标准罐得到足够的累积流量,活塞运动到另一侧,使得气体流向调节罐管路,此时光电脉冲再发出信号,计数器停止计时。这样,我们可以得到气体通过标准罐的时间。通过测量标准罐内起止时的温度、压力,以及标准状态下罐的容积,可以换算出工况下的累积体积流量;在这段时间内,获取气体涡轮流量传感器发出的脉冲数,从而得到流量计仪表系数。
    这种方法往往要求罐的体积比较大。这是因为在大流量下,要满足临界流文丘利喷嘴临界条件,就必须使下游压力保持在一定范围内,这样标准罐就需要较大的体积。然而,由于空间的限制与成本的要求,往往无法满足这个要求,因此对一定体积的标准罐,只能检定一定范围内的流量。相比之下,标准表法气体流量标准装置就不存在这种问题。使用时,装置检定的流量范围,如20m3的标准罐检定的流量范围,还应有初步的定量分析。
    采用pVTt装置直接对涡轮流量计进行检定的优点是:第一,流量计下游压力低于大气压,对标准罐耐压强度要求不高,对相关设备也没有特殊要求。这种方法与动态质量法测量气体质量流量计同属于原始法,而后者,往往涉及到近25MPa的高压气体,有防爆等级要求。与之相比,采用pVTt装置直接对涡轮流量计检定的方法未涉及到高压气体,因而要安全得多。第二,动态质量法测量气体流量计,由于下游压力变化,流量计上下游差压不恒定,因此流量并不稳定。而采用pVTt装置直接对涡轮流量计检定的方法,只要满足临界流文丘利喷嘴临界条件,就可以保持流量的稳定性。相比之下,这种检定方法具有一定的优越性。