摘要：玻(bo)璃轉子流(liu)量計 在檢(jian)定過程中(zhong)，因調節氣(qi)體流量的(de)方法不同(tong)會直🔅接影(ying)響檢定🔞結(jie)果的精度(du)．針對這一(yi)問題，采用(yong)氧氣🤟、二氧(yang)化碳2種氣(qi)體分别作(zuo)爲檢定介(jie)質，利用容(rong)積法對玻(bo)璃轉子流(liu)量計分别(bie)采用前調(diao)與後調流(liu)量的方法(fa)進行對比(bi)實驗．根據(ju)實測實驗(yan)數據進行(hang)分析研究(jiu)，證實了對(dui)氣體流量(liang)的調節采(cai)用後調流(liu)量的方法(fa)，可使檢定(ding)誤差大大(da)減小，因而(er)進一步提(ti)高了檢定(ding)結果的精(jing)度☔．這不僅(jin)對于實際(ji)檢定工作(zuo)中提高💋檢(jian)定精度有(you)着重要的(de)意義，同時(shi)提高了流(liu)量計♊實際(ji)使用時的(de)正确率．
　　在(zai)工礦企業(ye)中，需要進(jin)行氣體流(liu)量測量的(de)場合随處(chu)可見．目前(qian)，氣體流量(liang)的計量問(wen)題成爲我(wo)國計量🐆儀(yi)表發展的(de)重點，很多(duo)問題都尚(shang)未得到解(jie)決．此外，氣(qi)體流量計(ji)的品種也(ye)🔴不齊全，特(te)别是大口(kou)徑、大流量(liang)的氣體流(liu)量計存在(zai)很多的問(wen)題．因此對(dui)于氣體🌈流(liu)量計的正(zheng)✔️确率及其(qi)傳遞有着(zhe)更爲嚴格(ge)的要求．在(zai)流量計的(de)實☂️際使用(yong)過程中，一(yi)般都從儀(yi)器的選擇(ze)方面提高(gao)測量結果(guo)的精度，但(dan)卻常常忽(hu)略了從最(zui)初的檢定(ding)來減小🤞誤(wu)差的影響(xiang)．但事實🔴上(shang)，隻有确保(bao)了檢定的(de)正确率，才(cai)能減小氣(qi)體流量計(ji)使用誤差(cha)，從而進一(yi)步提高測(ce)量的精度(du)．
　　在實際工(gong)作中，多數(shu)檢定人員(yuan)沒有意識(shi)到前調和(he)後調的區(qu)别⚽，但是2種(zhong)看似差别(bie)不大的調(diao)節方式對(dui)檢定結果(guo)影響❄️很大(da)🚩。目前針對(dui)這個問題(ti)多是理論(lun)分析，缺乏(fa)實驗🏃數據(ju)驗🚶證，本課(ke)題針對上(shang)述情況在(zai)前期進行(hang)了實驗設(she)計并獲得(de)了大量的(de)實驗數據(ju)．根據實測(ce)數據結合(he)建立的數(shu)學模型，來(lai)對前調與(yu)⚽後調流量(liang)2種方法進(jin)行對比分(fen)🚶‍♀️析．同時對(dui)于如何在(zai)檢定玻璃(li)轉子流量(liang)計時提高(gao)檢定精度(du)方面做了(le)研究，并提(ti)出了有效(xiao)🔞的解決方(fang)法，從而大(da)大減小了(le)㊙️玻璃轉子(zi)😄流量計檢(jian)定✍️誤差．
1轉(zhuan)子流量計(ji)的檢定原(yuan)理與數學(xue)模型
　　轉子(zi)流量計的(de)檢定标準(zhun)是根據JJG257-2007轉(zhuan)子流量計(ji)檢定👉規程(cheng)而進行的(de)LI,檢定時采(cai)用鍾罩式(shi)氣體流量(liang)标準裝置(zhi).鍾罩式氣(qi)體流量标(biao)準裝置如(ru)圖1所示8-41.圖(tu)中的鍾罩(zhao)是🏃‍♂️一個上(shang)✍️部有頂蓋(gai)，下部開口(kou)的容器，筒(tong)體内盛滿(man)水或者不(bu)易揮🈲發的(de)油.由于液(ye)封的作用(yong),使得鍾罩(zhao)成爲一🔅個(ge)密封的容(rong)器.進氣閥(fa)上🌈的導管(guan)插入鍾罩(zhao)内,頂端露(lu)出液面,其(qi)高度以鍾(zhong)罩下降到(dao)💋最低點時(shi)不碰到鍾(zhong)罩頂蓋爲(wei)宜.爲了避(bi)免鍾罩下(xia)降時💘晃動(dong),通過導輪(lun)、定滑⚽輪及(ji)配重錘來(lai)調節鍾罩(zhao)内的壓力(li).檢定玻璃(li)轉子流量(liang)計的工作(zuo)原理是首(shou)先打☂️開進(jin)氣閥門,關(guan)閉出氣閥(fa),開動氣泵(beng)使氣體通(tong)過導🈲管流(liu)入氣體流(liu)量标準裝(zhuang)置的工作(zuo)量器内.當(dang)鍾罩上升(sheng)到最高位(wei)置時,關閉(bi)氣泵,停一(yi)段時間後(hou),待标準容(rong)器内氣體(ti)的溫度穩(wen)定時,開始(shi)檢定流量(liang)計.鍾💰罩式(shi)氣體流量(liang)标準⚽裝置(zhi)本身是一(yi)⁉️個恒壓源(yuan)并給出标(biao)準容積的(de)裝置.打開(kai)出氣閥和(he)調節閥,鍾(zhong)罩以💁一定(ding)的速度下(xia)降.此時開(kai)始計時,流(liu)量計開始(shi)計數，測出(chu)鍾罩排出(chu)的氣體體(ti)積、溫度和(he)時間,鍾罩(zhao)内的♌氣體(ti)通過導氣(qi)管經🤩被檢(jian)定的流量(liang)計流入大(da)氣,計算出(chu)流量計在(zai)刻度狀态(tai)下的實際(ji)流量和示(shi)值誤差.實(shi)際流量值(zhi)可根👅據公(gong)式(1)計算得(de)❓出：
 
　　式中,V,τ分(fen)别爲流量(liang)标準裝置(zhi)内排出的(de)氣體體積(ji),排出裝置(zhi)的時間.Pv,Ps,Pm分(fen)别爲标準(zhun)狀态下、流(liu)量标準裝(zhuang)置内和流(liu)量計前👨‍❤️‍👨的(de)氣體絕對(dui)壓力,PN=101325Pa.Tw,Ts,Tm分别(bie)爲标準狀(zhuang)态下、流量(liang)标準裝置(zhi)内和流量(liang)計前的氣(qi)體絕對溫(wen)度,Tn=(273.15+20)K=293.15K.将實際(ji)流量值Q與(yu)被檢流量(liang)計的顯示(shi)值Q'相比較(jiao),利用公式(shi)(2)可計算出(chu)被檢流㊙️量(liang)計示值相(xiang)對誤差爲(wei)：
 
式中，δｖ———被檢(jian)流量計示(shi)值相對誤(wu)差，Ｑ′———被檢流(liu)量計的顯(xian)示值，Ｑ———實際(ji)🔆流量值．鍾(zhong)罩式氣體(ti)流量标準(zhun)裝置如圖(tu)1所示👅．
 
2實驗(yan)數據處理(li)
2.1氣體測量(liang)刻度換算(suan)
　　日常使用(yong)的轉子流(liu)量計,由于(yu)轉子流量(liang)計制造廠(chang)家标定😍設(she)備的限制(zhi)，通常隻能(neng)用水或者(zhe)空氣來進(jin)行标定,所(suo)以實驗中(zhong)💋所用的檢(jian)定介質爲(wei)非标定介(jie)質,應對🔆轉(zhuan)子流量計(ji)讀數進行(hang)修正也稱(cheng)爲刻度換(huan)✌️算.本實驗(yan)中标準狀(zhuang)🏒态下檢定(ding)點爲1000L/h,氣體(ti)的密度受(shou)壓力、溫度(du)變化的影(ying)響較大.因(yin)此，測量不(bu)同氣體時(shi)👅要進行刻(ke)度換👅算.流(liu)量計的換(huan)算問題，實(shi)際上♉就是(shi)對于不同(tong)的流體浮(fu)子處于同(tong)一高度時(shi),所反映出(chu)的📞流量值(zhi)不同.這裏(li)使用了簡(jian)化後的刻(ke)☂️度氣體換(huan)算公式,忽(hu)略黏度對(dui)流體氣體(ti)的影響.在(zai)實驗時的(de)👉檢定溫度(du)設定爲常(chang)溫.介質不(bu)是幹空氣(qi),所以要對(dui)流量示值(zhi)進🌈行修正(zheng),可用♊公🔆式(shi)(3),求出檢定(ding)介質的修(xiu)正值.
 
　　式中(zhong),qv0爲流量計(ji)的氣體示(shi)值流量或(huo)輸出信号(hao)所對💘應🏃‍♀️的(de)流量.ρ01爲使(shi)用氣體在(zai)刻度狀态(tai)下的密度(du).qv,p,T分别爲工(gong)作狀态下(xia)❤️的氣體流(liu)量換算到(dao)标準狀态(tai)下的流量(liang),被🐕測氣體(ti)㊙️的壓力(即(ji)表壓力與(yu)大🔞氣壓力(li)之和)及溫(wen).度.ρ0，p0,T0分别爲(wei)标準狀态(tai)下被💋測幹(gan)氣體的密(mi)度、壓力及(ji)開爾文溫(wen)度,p0=101325Pa.
　　标準狀(zhuang)态下氧氣(qi)的密度是(shi)1.331kg/m3,二氧化碳(tan)的密度爲(wei)1.829kg/m3,空氣的密(mi)🔞度爲1.205kg/m3.根據(ju)修正公式(shi)(3),可以得到(dao)氧氣修正(zheng)後檢定點(dian)爲945.44L/h,二氧👈化(hua)碳🙇‍♀️修正後(hou)檢定點爲(wei)806.53L/h.
2.2氧氣和二(er)氧化碳實(shi)驗結果的(de)分析與計(ji)算
　　玻璃轉(zhuan)子流量計(ji)檢定介質(zhi)爲氧氣前(qian)調流量和(he)後調流🌈量(liang)實驗❄️數據(ju)如表1和表(biao)2所示.
 
　　在檢(jian)定玻璃轉(zhuan)子流量計(ji)時,以上一(yi)組數據是(shi)以氧氣爲(wei)介質進行(hang)實驗,壓力(li)下所對應(ying)的2個值分(fen)别爲ps，pm,即流(liu)量标準裝(zhuang)置内♈和流(liu)量計前氣(qi)體的絕對(dui)壓力🍉.實驗(yan)中标準狀(zhuang)态下檢定(ding)點爲1000L/h,根據(ju)公式(3)，對氧(yang)氣修㊙️正後(hou)的檢定點(dian)爲945.44L/h.根據公(gong)式(1)、表♍1以及(ji)表2中氧氣(qi)的實驗數(shu)據可得前(qian)調和後調(diao)☀️流量值如(ru)圖2所示.
 
　　實(shi)驗中,對于(yu)檢定時氣(qi)體流量的(de)前調和後(hou)調都分别(bie)采集了🐇3組(zu)數據,對于(yu)3組數據求(qiu)得的平均(jun)值作爲最(zui)後的實際(ji)流量值,使(shi)檢定結果(guo)更加正确(que).從以上的(de)實驗結果(guo)來看,對氧(yang)氣的數據(ju)分析知前(qian)調流量平(ping)均值爲659.73L/h,後(hou)調流量平(ping)均值爲987.64L/h,相(xiang)比刻度修(xiu)正後氧氣(qi)的檢定點(dian),後調流量(liang)與密度修(xiu)正後檢定(ding)點945.44L/h的值⛹🏻‍♀️更(geng)爲接近.由(you)前調和後(hou)調流量㊙️氧(yang)氣的示值(zhi)誤差計📧算(suan)知,前調流(liu)量相對誤(wu)差爲43.3%,後調(diao)流量相對(dui)誤差爲4.3%.從(cong)而可以看(kan)出,檢定時(shi)使用後調(diao)流量,其🆚實(shi)際流量值(zhi)與檢定點(dian)更爲接近(jin)且相對誤(wu)差遠遠小(xiao)于前調流(liu)量.2種看似(si)差别✨不大(da)的調節流(liu)量的方🌐法(fa),對于檢♋定(ding)結果卻有(you)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼很大的差(cha)異，後調流(liu)量可使檢(jian)定結果更(geng)爲正确.對(dui)于一種介(jie)質,由于其(qi)每種氣體(ti)都有各自(zi)的特殊性(xing),從而不能(neng)充分地說(shuo)明哪種調(diao)節精度更(geng)高,相對誤(wu)差更小.爲(wei)了使結果(guo)具有普遍(bian)性,任意🎯選(xuan)用另外一(yi)種氣體✨進(jin)行實驗,以(yi)便更加清(qing)楚地說明(ming)結果的普(pu)遍性.玻璃(li)轉子流量(liang)計檢定👄介(jie)質爲二氧(yang)化碳前調(diao)流量和後(hou)調流量🍓實(shi)驗數據如(ru)表3和表4所(suo)示.
 
　　對于以(yi)二氧化碳(tan)爲介質檢(jian)定轉子流(liu)量計時,其(qi)檢定點同(tong)樣選擇1000L/h,同(tong)理根據公(gong)式(1)、表3和表(biao)4中二氧化(hua)碳的實驗(yan)數據可得(de)二氧化✨碳(tan)前調和後(hou)調流量值(zhi)如🌈圖3所示(shi).
 
　　對于前調(diao)和後調流(liu)量,以每組(zu)中4次實際(ji)流量值的(de)平均值爲(wei)前調和後(hou)調最後的(de)實際流量(liang)值,避免粗(cu)㊙️大誤差對(dui)實驗結果(guo)的影響.同(tong)理根據公(gong)式(2),二氧化(hua)碳修正後(hou)檢定點的(de)值爲806.53L/h,由圖(tu)🤟3中前調的(de)平均值與(yu)後調平均(jun)值可得二(er)氧化碳的(de)示值誤差(cha):前調爲14.3%,後(hou)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻調爲7.0%,其計(ji)算過程與(yu)氧氣的示(shi)值誤差計(ji)算過程相(xiang)♉同.
　　對二氧(yang)化碳的數(shu)據分析知(zhi)前調流量(liang)平均值爲(wei)705.81L/h,後調流量(liang)平均值爲(wei)867.41L/h,相比對二(er)氧化碳刻(ke)度修正後(hou)的🌐檢定點(dian),後調流量(liang)與密度修(xiu)正後檢定(ding)點806.53L/h的值更(geng)爲接近.前(qian)調流量相(xiang)對誤差爲(wei)14.3%,後調流量(liang)相對誤差(cha)爲🔆7.0%.二氧化(hua)碳的實驗(yan)結果更加(jia)充分地證(zheng)明了在對(dui)玻🧡璃轉子(zi)流量😘計檢(jian)定時，使用(yong)後調流量(liang)可使相對(dui)誤差大大(da)減小，檢定(ding)結果更加(jia)正确.
3結論(lun)
　　從氧氣的(de)實驗數據(ju)分析可知(zhi):前調流量(liang)平均值爲(wei)659.73L/h,後調流❗量(liang)平🈚均值爲(wei)987.64L/h,後調流量(liang)均值與氧(yang)氣密度修(xiu)正後檢定(ding)🌍點945.44L/h的♊值更(geng)爲接❄️近.對(dui)于示值誤(wu)差,前調流(liu)量相對誤(wu)差爲43.3%,後調(diao):流🌂量相對(dui)誤差爲4.3%,後(hou)調流量的(de)💁誤差遠遠(yuan)🥵小于前調(diao)流量的誤(wu)差值.從二(er)氧化碳的(de)實驗結果(guo)分析得到(dao)前調流量(liang)平均值爲(wei)705.81L/h,後調流量(liang)❤️平均值爲(wei)867.41L/h,與密度修(xiu)正後檢定(ding)點806.53L/h相比較(jiao),可以清楚(chu)看到後調(diao)流量均值(zhi)更爲♍接近(jin)修正後的(de)檢定點.二(er)氧🤞化碳前(qian)調流量相(xiang)對誤差爲(wei)14.3%,後調流💜量(liang)💋相對誤差(cha)爲7.0%,進一步(bu)證實了在(zai)檢定玻璃(li)轉子流量(liang)計時使用(yong)後調流量(liang)可使檢定(ding)結果更加(jia)正确，減小(xiao)誤差對檢(jian)定結果的(de)影響.

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