插入式流(liú)量計的校驗方法
點擊次數:2139 發布時間:2020-04-25 03:05:00
點(diǎn)流型插(chā)入式流量傳感器的測量頭(tóu)從本質上來說是(shì)**速傳感器(qì),它的輸出信號實際上與插入點(diǎn)的流速成一定比例關係。所以,點流型插入式流量計的校驗方法有流(liú)速計法和流量計(jì)法兩種。
1、流速計法
所謂流速計法,是(shì)僅僅校驗點(diǎn)流型插入式流量傳感器的測(cè)量頭,把測量頭作為一(yī)台(tái)流速計來校驗的方法(fǎ)。對於頻率輸出型測量頭(如插入式(shì)渦輪和插入式(shì)渦街流量計(jì)),*先在校驗裝置上測得測量頭的儀表係數Ko(流速儀表係數,單位為(wéi)1/m),然後再根據應用現場的流體及管道條(tiáo)件確定速(sù)度分布係數,阻塞係數,幹擾係數和管道橫截(jié)麵麵積推算流量計的儀表係數(shù)K(流量儀表係數,單位為(wéi)1/m3)。
流速計法有許(xǔ)多優點,應該是點流型插入式流量計校驗的主要方法(fǎ),應普遍推廣(guǎng)使用。
1)它僅需(xū)校驗幾種有限(xiàn)規格的測量頭(一般僅(jǐn)2-3種口徑),且為中小口徑(一般小於80mm).校驗設備易解決,日常校驗費用低廉,可從根本上解決大口徑流量儀表(biǎo)在(zài)校驗設備和校驗費用上的(de)難題。
2)流速計法各修正係數有豐富的參考資料,雖然目前還存在一些難(nán)題,但國內外的流量(liàng)測量及流體力學工作者正在(zài)努力解決,而且是富有成果的。
3)在(zài)長期校驗(yàn)資料的積累(lèi)下有望實現標準化(即隻要測量頭幾何參(cān)數相同或相似,就可確定其儀表係(xì)數而無需逐台校準)。
2、流速計法校驗設備和校驗方法
(1)液體 對於液體.流速儀表係數的校驗(yàn)設備(bèi)為直線水槽,它包括(kuò)水槽和測量車,如圖11-5所示。為了能保證大(dà)流速校驗時(shí)有足夠的測量時間,水槽槽體的尺寸應滿足:

水槽測量段長度不小於60m;
水槽(cáo)測量段寬度不小於1.8m;
水槽測量段深度不小於1.5m.
測量車車速範圍(wéi)為0.035一3.5m/s連續控製可調;車速測量誤(wù)差不大於±0.01 m/s。
校(xiào)驗方法為:將流量計(jì)測量頭牢固地固定在測量車上,測量車在水槽兩側的(de)軌道上移動,測量車的移動速度就代表水流標準流速,變(biàn)化各種車速求得流速(sù)與儀表信號的關係,從而確定(dìng)測量頭的流速儀表係數。
(2)氣(qì)體 對於氣體,流速儀表係數的校驗設備為(wéi)低速風洞,它主要由收縮(suō)段、試(shì)驗段、擴散段和(hé)驅動裝置(風扇(shàn))等組成,如圖11-6所示。

將被校驗的測量(liàng)頭固定在風洞試驗段上,風扇產生一定流速(sù)的氣流吹過被檢測量頭,氣流的標準流速一般(bān)用皮托(tuō)管測量確定,改變氣流流速求得流速(sù)與儀(yí)表輸出(chū)信號之間的(de)關係,從而確定測量頭的流速儀表係數。
如果流量計生產廠家不具備直線明槽和低速風洞,也可以用圓管流量標準裝置(zhì)進行測量頭的(de)校驗,但是(shì)必須確定圓管流量標準裝置試驗段的速度分(fèn)布係數和阻塞係數。
3、流量計法
流量計(jì)法(fǎ)是對整個插入式流(liú)量傳感器,包括測量(liàng)頭、插入杆、插入(rù)機構、轉換器和測量管道進行校驗,即把插入式流量計看成一台滿管式流量計在流量標準裝置上標定求得儀表係數。所以其校驗設備和方法和校驗滿管式流*計完全一樣。這裏不再介紹。
4、流速計法和流量計法的比較
1)*先,從上麵(miàn)的分析可以看出,流量計(jì)法是一直觀、簡便的方法。而(ér)且(qiě)在現場使用條件(主要是管道內的流速分(fèn)布)與實驗室條(tiáo)件相符合時,流量計法可以獲得很高的測量精確度。如果按照我國大口徑水流量標準裝置精確度為±0.2%一±0.5%,則儀表的(de)測量精(jīng)確度可達±0.5%一±1%。而流(liú)速(sù)計法在(zài)得到測量頭的流速儀表係數(shù)後,還要進行速度分布係數(shù)、阻(zǔ)塞係數和幹擾(rǎo)係數的(de)修正.而且目前要高精度地估計這些係數是有困難的,所以使得流速(sù)計法校驗得到的儀(yí)表測量(liàng)精度要低於流量計法。一般,用流速計法校驗,測量(liàng)頭的精確度可優於±1%,而整套流量計(jì)的測量精度為±2.5%一±4%。
2)流速計法的*大優點就是僅須對測(cè)量頭的(de)儀表係數進行(háng)實(shí)流標定,而測量頭的校驗設備可(kě)以是中小型的(de),無須建(jiàn)造大型流量標準裝置,因此,無論是校驗裝置(zhì)的建造費用還(hái)是儀(yí)表的日常(cháng)標定(dìng)費用都比較低廉。采用流速計法校驗的插入式流量計是各種大口(kǒu)徑流量計中生產成本和運行費用*低廉的流(liú)量計。而用流量(liàng)計法校驗(yàn)插入式流量儀表,會(huì)使儀表的生(shēng)產成本變得很(hěn)高(gāo),對有些大口徑儀表目前甚至無法校驗。
3)盡管流量計法校驗無須了解管內流速分布,但顯然流速分布的變化會使流量計(jì)法標定的(de)儀表係數偏離實際的儀表係數。造成(chéng)現場使用(yòng)時管內流速分布變化的(de)因素是很多的(de),如現場直管段長度(dù)不足而造成(chéng)阻流件後流場畸變;由於現場流體介質的積垢、腐蝕等原因(yīn)引起的管(guǎn)壁粗(cū)糙度(dù)變化造成的(de)流場變化;管道尺寸(cùn)及形狀的偏差(chà)等等,使得實驗(yàn)室(shì)標定得到的儀表係數與現(xiàn)場實際儀(yí)表係數發生偏離是難以避免(miǎn)的。所以,要保持(chí)實驗室標定的儀表(biǎo)精度,在現場使用時還應嚴格(gé)控製現場使用條件。
4)流速計法校驗的儀表精度主要取決(jué)於幾個修正係數(shù),其中*主要(yào)的是(shì)流速分布係(xì)數a。管內流速分布是流體力學學科的一個專題,目(mù)前已積累很豐富的資料,但由於(yú)現場(chǎng)使用條件*為複雜,要定量確定(dìng)流速分布係數的誤差(chà)還比較困難。所以(yǐ),在流速分布係數上,流量測量和流體(tǐ)力學工作者仍有大量工作要做。阻塞係(xì)數與傳感器的具體結(jié)構有關,應該是儀表生產廠家的任務。要得到高精度的阻(zǔ)塞係數(shù)數據,應建立在大*實驗(yàn)的基礎上。
幹擾係數是流速計法和(hé)流量計法所(suǒ)共有的修正係數,它是全部修正係數中變化*複雜,也是現場應用中*迫切需(xū)要解決(jué)的一個係(xì)數。國內學者已做了部分試(shì)驗,得到幾種(zhǒng)典型阻流件的幹擾係數如表11-3所示,使(shǐ)用時可參考,更詳細的數據有待進一步試驗研究(jiū)。

