水泥計(jì)量表對(duì)于測(cè)量流體介質(zhì)溫度影響分析說(shuō)明

水泥計(jì)量表除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測(cè)量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，無(wú)可動(dòng)部件，工作壽命長(zhǎng)。無(wú)截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。測(cè)量精度不受被測(cè)介質(zhì)的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數(shù)的影響。采用聚四氟乙烯或橡膠材質(zhì)襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電*材料的不同組合可適應(yīng)不同介質(zhì)的需要。
水泥計(jì)量表由于測(cè)量精度高，壓損小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于**法定計(jì)量機(jī)構(gòu)和相關(guān)計(jì)量器具生產(chǎn)企業(yè)中。根據(jù)水泥計(jì)量表的測(cè)量原理，通常認(rèn)為水泥計(jì)量表所測(cè)流量不受溫度、流速等諸多因素的影響，但相關(guān)研究文獻(xiàn)卻幾乎沒有。而在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，溫度等因素對(duì)高精度水泥計(jì)量表測(cè)量還是有著一定的影響，因此，有必要對(duì)高精度水泥計(jì)量表的溫度等影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析。
山東省計(jì)量院的DN50-DN400熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，口徑與測(cè)量不確定度國(guó)際**。質(zhì)量法流量測(cè)量范圍為(( 0. 1-1200) m3 /h，低溫制冷裝置*低可達(dá)5℃，高溫加熱裝置*高可達(dá)85℃，滿足水泥計(jì)量表實(shí)驗(yàn)流量點(diǎn)及溫度點(diǎn)的測(cè)量要求。該標(biāo)準(zhǔn)裝置為研究高精度水泥計(jì)量表流量在不同溫度點(diǎn)下的特性提供了良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
以山東省計(jì)量院DN50一D N400熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，水泥計(jì)量表共3塊，分別為橫河DN40水泥計(jì)量表，科隆DN80水泥計(jì)量表，西門子DN100水泥計(jì)量表，精度均為0. 2級(jí)。3塊水泥計(jì)量表經(jīng)過多次校準(zhǔn)比對(duì)，性能穩(wěn)定。對(duì)水泥計(jì)量表在10, 20, 50, 80 ℃ 4個(gè)溫度點(diǎn)下進(jìn)行儀表系數(shù)及重復(fù)性測(cè)量，根據(jù)JJG 643-2003標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》的要求選取流量點(diǎn)3。
2、實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)利用熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置質(zhì)量法標(biāo)定水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)和重復(fù)性，主要測(cè)試其在不同溫度及不同流速下的儀表系數(shù)及重復(fù)性的變化規(guī)律。單塊標(biāo)準(zhǔn)表在同一溫度點(diǎn)下，每個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行l(wèi)0次儀表系數(shù)測(cè)量，計(jì)算該流量點(diǎn)下的平均儀表系數(shù)及重復(fù)性，將所有流量點(diǎn)測(cè)量完成后，得到該水泥計(jì)量表在此溫度點(diǎn)下的儀表系數(shù)及重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4。依次變換水泥計(jì)量表及溫度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得到不同水泥計(jì)量表在不同溫度下的儀表系數(shù)5及重復(fù)性數(shù)據(jù)。
2. 1儀表系數(shù)分析
將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水泥計(jì)量表在不同溫度及流速下的儀表系數(shù)數(shù)據(jù)整理，特性曲線如圖1所示，3組曲線分別對(duì)應(yīng)DN40,  DN80,  DN100的3塊水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)曲線。

由圖1可得:( 1)隨著介質(zhì)溫度的升高，水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)均呈逐漸降低的趨勢(shì)。其中20℃和50℃的儀表系數(shù)基本相同，10℃和80 0C的儀表系數(shù)與20℃時(shí)偏離較大。(2)溫度對(duì)水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)在高溫以及低溫處影響明顯，以D N40水泥計(jì)量表為例，儀表系數(shù)本次實(shí)驗(yàn)高低溫處*大變化量約為0. 7% o ( 3)在水泥計(jì)量表相應(yīng)的流量范圍內(nèi)，在同一溫度下，隨著介質(zhì)流速的變化，水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)在個(gè)別點(diǎn)出現(xiàn)略微浮動(dòng)，但整體變化不超過1 0. 2 %。
2. 2重復(fù)性分析
將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的水泥計(jì)量表在不同溫度及流速下的重復(fù)性數(shù)據(jù)整理，特性曲線如圖2所示，3組曲線分別對(duì)應(yīng)DN40,  DN80,  DN100的3塊水泥計(jì)量表的重復(fù)性曲線。

由圖2可得，隨著介質(zhì)溫度及流速的變化，水泥計(jì)量表的重復(fù)性有一定的波動(dòng)，但都在0. 07%以下，符合JJG 1033-2007《水泥計(jì)量表》的重復(fù)性要求a，說(shuō)明水泥計(jì)量表的重復(fù)性受溫度及流速影響較小，同時(shí)表明該熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在不同溫度點(diǎn)下的測(cè)量性能穩(wěn)定。
3、結(jié)束語(yǔ)
通過測(cè)試結(jié)果分析得出:(1)隨著介質(zhì)溫度的升高，水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)均呈逐漸降低的趨勢(shì)。(2)溫度對(duì)水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)在高溫以及低溫處影響明顯，DN40水泥計(jì)量表的儀表系數(shù)本次實(shí)驗(yàn)高低溫處*大變化量約為0.7%0  (3)在水泥計(jì)量表對(duì)應(yīng)的流速范圍內(nèi)，儀表系數(shù)受介質(zhì)流速變化的影響不超過10.2% o  (4)水泥計(jì)量表的重復(fù)性均在0. 07%以下，符合重復(fù)性要求，說(shuō)明水泥計(jì)量表的重復(fù)性受溫度及流速影響較小，同時(shí)表明該熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在不同溫度點(diǎn)下的測(cè)量性能穩(wěn)定。
通過實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)水泥計(jì)量表在不同溫度、流速下的實(shí)驗(yàn)特性有了深人的了解，為標(biāo)準(zhǔn)表在實(shí)際工況下的特性提供了詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。這對(duì)流量計(jì)量器具的標(biāo)定以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)表實(shí)驗(yàn)工作都有著積*的作用。