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簡易浮子(zi)氣體流量(liang)計校準裝(zhuang)置
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一、标準(zhun)流量計的(de)選擇
探索(suo)的主要出(chu)發點是低(di)成本使用(yong),滿足浮子(zi)流量計
校(xiao)準需求,考(kao)慮到流量(liang)計量程在(zai)(1~500)L/min,示值誤差(cha)多爲2.5級~4.0級(ji),依據JJG257-2007《浮子(zi)流量計檢(jian)定規程》中(zhong)“裝置的擴(kuo)展不确定(ding)度應優于(yu)被檢流量(liang)計的誤差(cha)的1/2”原則,選(xuan)用2台精度(du)型層流質(zhi)量流量計(ji);示值誤差(cha)0.4%ofreading+0.2%ofFS,量程分别(bie)爲(1~100)L/min和(5~500)L/min即可(ke)滿足常用(yong)浮子流量(liang)計的校準(zhun)。
層流流量(liang)計工作原(yuan)理基于泊(bo)肅葉公式(shi),其内部約(yue)束元件采(cai)用多層薄(bao)片,将氣流(liu)分割成多(duo)個分流體(ti),流體處于(yu)完全發展(zhan)的層流狀(zhuang)态,當流體(ti)在層流流(liu)動狀态條(tiao)件下,理論(lun).上🙇♀️其壓力(li)⭕損失與其(qi)流動速度(du)的一次方(fang)😍成正比,其(qi)數學關系(xi)式爲:
式中(zhong):Q一體積流(liu)量;P1一入口(kou)靜壓;P2一出(chu)口靜壓;r一(yi)管路半徑(jing)🏒;η一液體絕(jue)對黏度;L一(yi)阻尼段的(de)長度
層流(liu)流量計具(ju)有寬的量(liang)程(1:100),無需前(qian)後直管段(duan),精度等級(ji)💞高等🚩優點(dian),标準流量(liang)計的準确(que)度對校準(zhun)系統整體(ti)🏃♀️精度影響(xiang)非常大,這(zhe)在後續的(de)不确定度(du)評定中可(ke)明顯看出(chu),另外流🈲量(liang)計自帶串(chuan)口數據通(tong)信接口,流(liu)量顯示輸(shu)出爲🎯标準(zhun)狀态🔴(101.325kPa,25℃),不必(bi)再增⛹🏻♀️加溫(wen)度和☁️壓力(li)測量系統(tong),方便安裝(zhuang)調試及計(ji)算機,數據(ju)采集。
二、系(xi)統組成及(ji)結構
系統(tong)原理框圖(tu)如圖1所示(shi),氣源采用(yong)壓縮空氣(qi),經過一🏃個(ge)1m3的✔️儲💯氣🈲罐(guan)來獲得穩(wen)定的氣流(liu),出氣口加(jia)裝一級過(guo)濾和除濕(shi)裝置;爲适(shi)🈲應不同接(jie)口流量計(ji)校準要求(qiu),配置了4路(lu)💯輸出接口(kou),其中2路爲(wei)D25和D15法蘭盤(pan)連接,其餘(yu)兩路🏃♂️爲“塔(ta)形”接口和(he)專用減壓(ya)閥連接,這(zhe)4路氣💋路輸(shu)出接口基(ji)本可滿足(zu)常用流量(liang)計校準不(bu)同的檢測(ce)管路全💃🏻部(bu)通過在面(mian)闆、上的按(an)鈕選擇,通(tong)過控制電(dian)磁閥切換(huan),并由在面(mian)闆.上的指(zhi)示燈顯示(shi)。顯示儀表(biao)全部采用(yong)數字儀表(biao),且均帶有(you)數字通信(xin)接口,全部(bu)采集👨❤️👨數據(ju)均可通過(guo)串口輸送(song)至計算機(ji),計算機程(cheng)序完成數(shu)據采集存(cun)🌈儲、檢測結(jie)論判斷,原(yuan)始數據存(cun)檔、檢定🐉報(bao)告的自動(dong)形成和打(da)印輸出;主(zhu)設備的各(ge)管路切換(huan)和氣路的(de)開關可獨(du)立完成,流(liu)量、溫度、壓(ya)力參數均(jun)可正常顯(xian)示。因此,主(zhu)機在無計(ji)算機參與(yu)的情況下(xia),同樣可完(wan)成校準工(gong)🔴作,隻是需(xu)要手工記(ji)錄換算。
裝(zhuang)置操作也(ye)簡單,在啓(qi)動“空氣流(liu)量校準”系(xi)統軟件後(hou),計算機提(ti)示輸入被(bei)校準流量(liang)計的必要(yao)信息,并自(zi)動🚩完成标(biao)準流量計(ji)選擇,在調(diao)整到被校(xiao)準刻度後(hou),點擊采集(ji)功能鍵,由(you)計算機🌍自(zi)動完成标(biao)準流量計(ji)、被檢流量(liang)計介質的(de)溫度、壓⭕力(li)數據的采(cai)集及處⭐理(li),同時還具(ju)有原始數(shu)據存檔、證(zheng)書打印、資(zi)料的查找(zhao)篩選等功(gong)能🍓,具有一(yi)定的智能(neng)功能,方便(bian)日後的送(song)檢管理🚶♀️。
三(san)、軟件的設(she)計編制
系(xi)統采用易(yi)上手的VB6.0開(kai)發程序軟(ruan)件,該開發(fa)系統自身(shen)💞帶有豐富(fu)的窗體控(kong)件,可視化(hua)界面設計(ji)風格和32位(wei)面向對象(xiang)的☂️程序🐪設(she)計等優點(dian),适合非計(ji)算機專業(ye)人員作程(cheng)序開發應(ying)用。其自帶(dai)的串口通(tong)信控件和(he)數據連接(jie)MicrosoftADO控件,使數(shu)據采集、通(tong)信存儲、查(cha)詢的功能(neng)變得容易(yi)實現,對提(ti)高軟件開(kai)發效率,縮(suo)短程序周(zhou)期起到了(le)很好的作(zuo)用。
軟件功(gong)能參照現(xian)行浮子流(liu)量計檢定(ding)規程,并考(kao)慮到實際(ji)工作的要(yao)求編制,程(cheng)序主要有(you)檢測開始(shi)前信息錄(lu)入、檢測過(guo)程的數據(ju)采集存儲(chu)、結束後的(de)檢測數據(ju)存儲及日(ri)後數據查(cha)詢、證書的(de)打印程序(xu)模塊組成(cheng),如圖2所示(shi)。
四、系統測(ce)量不确定(ding)度評定
在(zai)這裏标準(zhun)表測量的(de)氣體流量(liang)是在101.325kPa和298.15K(25℃)狀(zhuang)态下的體(ti)積流量,換(huan)算到浮子(zi)流量計刻(ke)度狀況下(xia)的流量💁導(dao)出公式爲(wei)
準流量計(ji)讀數(101.325kPa,25C狀态(tai)下);Tk一标準(zhun)流量計氣(qi)體體積流(liu)量的溫度(du)(298.15K);PmTm一被檢前(qian)流量計的(de)壓力和溫(wen)度;Pn,Tn一浮子(zi)流量計刻(ke)💚度狀🈲态下(xia)的壓力(101.325kPa)和(he)溫度(293.15K)。
導出(chu)式(2)爲實際(ji)檢測中換(huan)算成浮子(zi)流量計狀(zhuang)态下的公(gong)式,參照JJF1059--2012《測(ce)量不确定(ding)度評定方(fang)法》,選擇一(yi)台4.0級的浮(fu)子流量計(ji)(型号規格(ge)爲LZB-25,流量範(fan)圍(2.5~25)m3/h,對15m3/h(250L/min)點重(zhong)複測量10次(ci)。利用貝塞(sai)💰爾公式求(qiu)得測🌈量重(zhong)複性引入(ru)的不确定(ding)度分量,重(zhong)複性标準(zhun)差。
各項不(bu)确定度分(fen)量評定預(yu)估如表1所(suo)示合成标(biao)準不确定(ding)度⁉️:
u(Qk)=[c21u2(Q)+c2u2(Pm)+c23u2(Tm)+c24u2(S)]1/2=1.96I/min
即uc=1.96L/min
相對(dui)不确定度(du)urel=196/250=0.78%,擴展相對(dui)不确定度(du),按推薦取(qu)k=2,
Urel=k×urel=2×0.78<1.6%
五、結論
氣(qi)體流量标(biao)準裝置的(de)不确定度(du)uc<1.6%,按JJG257-2007規定,可(ke)以滿足對(dui)不🔴确定🧑🏾🤝🧑🏼度(du)4%的玻璃浮(fu)子流量計(ji)的計量校(xiao)準檢定🌂要(yao)求,該校㊙️準(zhun)裝置在近(jin)兩年來檢(jian)定了大量(liang)浮子流量(liang)計同時該(gai)校準系統(tong)✍️具有數據(ju)采集換算(suan)功能,解🆚決(jue)了因浮子(zi)流量計檢(jian)測介質不(bu)同,溫度、壓(ya)力變化導(dao)緻的換算(suan)計算問題(ti),有效提高(gao)了工作效(xiao)率。
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