文摘：討論了液體渦輪流量計的幾種標定系統，包括穩態(tài)標定、動(dòng)態(tài)標定、在線(xiàn)標定和實(shí)時(shí)標定。其中在線(xiàn)標定和實(shí)時(shí)標定是提高渦輪流量計測量精度的重要措施，計算機輔助測試系統的建立已不難實(shí)現這2種標定。

前言

由于制造過(guò)程中的公差，每臺渦輪流量計的儀表常數都不相同，出廠(chǎng)前必須逐臺標定并把標定出的儀表常數標在標簽中，使用時(shí)若與標定狀態(tài)相差校大時(shí)需重新標定。另外，考慮到使用過(guò)程中轉動(dòng)件的磨損等因素引起流量系數的變化，也應定期標定。因此除生產(chǎn)廠(chǎng)具有標定設備外，使用部門(mén)也逐漸建立了標定系統。以下討論幾種液體渦輪流量計的標定方法。

1、靜態(tài)質(zhì)量法

靜態(tài)標定設備一般由液體恒壓源、計量器、計時(shí)器和同步機構組成。其中計量器用標準容積時(shí)稱(chēng)為容積法；使用地上衡或地中衡直接測出質(zhì)量流量時(shí)稱(chēng)為質(zhì)量法。由于地上（中）衡精度較高，所以質(zhì)量法標定精度較高，一般誤差為±0.05%～0.2%，而容積法為±0.2%～0.4%。圖1為靜態(tài)質(zhì)量法標定系統。圖中，1一儲液池（水或其它介質(zhì)）；2一泵；3一液塔；4一溢出管；5一整流器；6一被校渦輪流量計；7**量調節閥；8一背壓裝置；9一換向器；10一地上衡。其中被校渦輪流量計之前的直管段長(cháng)度應為管徑的30～50倍；之后的直管段應為管徑的10～15倍。整流器的作用是保證進(jìn)人渦輪流量計的流態(tài)，消除旋轉流對測量的影響，流量調節閥應裝在流量計之后，避免閥門(mén)對流量擾動(dòng)帶來(lái)誤差。標定時(shí)使用精度高德石英晶體電子秒表測量換向器2次動(dòng)作之間的時(shí)間，地上衡測出這段時(shí)間流過(guò)流量計的液體質(zhì)量，即可求出質(zhì)量流量。由于測質(zhì)量時(shí)被測液體處于靜止狀態(tài)，故稱(chēng)靜態(tài)質(zhì)量法。

2、動(dòng)態(tài)質(zhì)量法

由于靜態(tài)法必須等待容器中的液體靜止后才能測量，另外容器中不能存在殘留液體，所以效率低，動(dòng)態(tài)標定法是在液體流動(dòng)情況下進(jìn)行質(zhì)量或容積測量：一般先把容積或質(zhì)量固定，只測量時(shí)間，操作簡(jiǎn)便，效率高。圖2為1種動(dòng)態(tài)質(zhì)量法標定系統，可在連續運行狀態(tài)下對流量計進(jìn)行標定。其工作過(guò)程為：打開(kāi)主泵2.使油液在回路中循環(huán)；調節油溫控制器3.使油液達到標定溫度；調節流量調節閥4.使被校流量計5.指示標定刻度；流場(chǎng)穩定后先在祛碼盤(pán)8中加起始質(zhì)量祛碼，秤10失去平衡；按標定按鈕，計量油箱6底部放泄閥關(guān)閉、計時(shí)、計數器13回零，開(kāi)始充液；隨著(zhù)計量油箱中油液增加達到起始質(zhì)量時(shí)，秤10恢復平衡，執行元件11觸發(fā)傳感器12.使計時(shí)、計數器13開(kāi)始計時(shí)計數；再將一標準質(zhì)量砝碼加于砝碼盤(pán)8中，秤10又失去平衡；繼續充液，當*二次達到平衡時(shí)，再次觸發(fā)傳感器12.使計時(shí)、計數器停止工作。由所計時(shí)間t和質(zhì)量即可求出質(zhì)量流量。一個(gè)循環(huán)結束后，放泄閥自動(dòng)打開(kāi)，計量油箱中的油液放到主油箱1中.整個(gè)標定過(guò)程中，只需人工調節流量閥，加2次固定質(zhì)量的標準祛碼。每次循環(huán)時(shí)間1～2min，效率較高。另外計量油箱全部質(zhì)量支在秤上，不與管路系統有剛性連接，因此精度高。為了防止油液沖擊影響測量精度，計量油箱中采取了防沖擊措施。

3、在線(xiàn)標定和實(shí)時(shí)標定

在生產(chǎn)系統或實(shí)驗系統上附設流量標定裝置，在不影響生產(chǎn)或實(shí)驗工作情況下進(jìn)行標定稱(chēng)為在線(xiàn)標定。若每次對流量進(jìn)行檢測時(shí)都**進(jìn)行標定即為實(shí)時(shí)標定或稱(chēng)實(shí)時(shí)校準，實(shí)時(shí)標定可以消除各種參數的變化對測量精度的影響。圖3為質(zhì)量法在線(xiàn)標定系統，它附設在工作系統中，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)標定。處于工作情況時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)4、5、6，,油液通過(guò)渦輪流量計7去工作系統，同時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)5充往計量油箱1，計量油箱與液體管道無(wú)剛性連接，全部質(zhì)量通過(guò)杠桿2作用在力傳感器3上，計量油箱充一定的油液后在傳感器輸出信號控制下關(guān)閉開(kāi)關(guān)5，作好標定準備。標定時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)5，關(guān)閉開(kāi)關(guān)4，此時(shí)計量油箱中的油液在計量油箱上方提供的一定氣壓P1驅動(dòng)下經(jīng)過(guò)被標定流量計進(jìn)人工作系統。此時(shí)只需測出力傳感器測出的起始質(zhì)量M1到終了質(zhì)量M2之間的時(shí)間就可得到質(zhì)量流量，達到終了質(zhì)量M2后，自動(dòng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)4，恢復正常工作狀態(tài)，該系統在計算機控制下很容易實(shí)現，并立即求出實(shí)時(shí)的儀表常數，計算機每次采集流量數據之前按上述過(guò)程進(jìn)行一次實(shí)時(shí)標定。然后進(jìn)行數據采集，按實(shí)時(shí)標定的儀表常數進(jìn)行數據處理。

由于標定系統難免有殘存液體，尤其是粘性較大時(shí)附著(zhù)在壁面上的液體，須另加沖洗系統和加熱系統，使設備復雜化。另外，容積法受容積誤差影響，質(zhì)量法受管路系統支撐系統影響，測量精度受到限制，近代出現的標準體積管具有精度高、系統簡(jiǎn)單、占地面積小、便于在線(xiàn)標定、容易配合計算機進(jìn)行實(shí)時(shí)標定，尤其適于粘性液體，被公認為*佳的粘性液體流量標定裝置。其基本原理是檢測通過(guò)一定容積液體所需時(shí)間，標準體積管的容積誤差為±0.35%。圖4為標準體積管標定系統原理圖，工作順序為：拔出銷(xiāo)3，球A落入管道，再插進(jìn)銷(xiāo)3，球A被流動(dòng)的液體推動(dòng)到檢測器4時(shí)，檢測器給計時(shí)器發(fā)信號，開(kāi)始計時(shí)，球A到達檢測器5時(shí)，給計時(shí)器發(fā)出停止計時(shí)信號，計量結束。2檢測器之間的體積一定，按所計時(shí)間求出容積流量。球A繼續前進(jìn)，停在銷(xiāo)6處。推球器7退出，拔出銷(xiāo),6，球A生落下，同B、C球并列，推進(jìn)推球器7，使B球落下，用C、A2球密封，B球落在銷(xiāo)3上，同時(shí)插進(jìn)銷(xiāo)6，等待下一次標定。

以上工作順序由計算機管理很容易實(shí)現。由于標準體積管的容積誤差小，因此標定精度高。在生產(chǎn)線(xiàn)上接入必要的控制開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現在線(xiàn)標定和實(shí)時(shí)標定。