标准表法液体流量标准装置

标准表法液体流量标准装置

标准表法液体流量标准装置主要由液体源、试验管路、标准液体流量计、计时器和控制设备组成。标准表法液体流量标准装置对管路设计、控制系统和稳压措施的要求与静态容积法液体流量标准装置的相同。标准液体流量计可以按检定流量点给出标准流量，也可以按检定流量范围给出标准流量。标准液体流量计可以单台与试验管路串连，也可以多台并联后再与试验管路串连。标准液体流量计可以是各种液体流量计，本章主要介绍液体流量计是电磁流量计的标准表法水流量标准装置（本章简称标准表法水流量标准装置）。
第一节 标准表法水流量标准装置的结构
标准表法水流量标准装置的典型结构如图8-1，由水泵、稳压罐、开关阀、管路、电磁流量计、试验管路（包括开关阀、调节阀、被检流量计及其管段等）、计时器及控制系统等组成。
电磁流量计的工作原理是导电流体在磁场中流动所产生的感应电动势与流量成正比。电磁流量计无机械部件，所以，量程范围宽，无机械惯性，反应灵敏，流体通过时不产生压损，不会引起磨损、堵塞等问题。因此，电磁流量计做标准表是标准表法水流量标准装置的典型装置。
图8-1是将5台电磁流量计并联后，再与试验管路串连的标准表法水流量标准装置。工作时，电磁流量计可以全部接通，也可以部分接通，选择电磁流量计的不同组合，可以得到较宽的流量范围，提高标准表法水流量标准装置的工作能力。电磁流量计的前后直管段应满足安装要求。
图8-1中3条试验管路，工作时只能接通一条管路。流量调节阀安装在被测流量计的下游。2个压力传感器应分别安装在电磁流量计和被测流量计的上游，2个温度传感器分别安装在电磁流量计和被测流量计的下游。电磁流量计一般在同样流体条件的上一级水流量标准装置上被检定。

第二节 标准表法水流量标准装置的工作原理

标准表法水流量标准装置的工作原理，是基于流体力学的连续性方程。以h个电磁流量计为标准器，使水在某个流量连续通过电磁流量计和试验管路，此时标准表法水流量标准装置给出的瞬时体积流量按式（8-1）计算。
(8-1)

式中： qv-----瞬时体积流量，m3/s；
-----第w台电磁流量计的流量，m3/s。
标准表法水流量标准装置给出的累积体积流量按式（8-2）计算。
QV=qv·t (8-2)

式中： QV -----累积体积流量，m3 ；
qv -----

电磁流量计的测量时间，s.
标准表法水流量标准装置，通常按电磁流量计的检定范围使用，即非定点使用。对每一台电磁流量计应给出流量-流量修正值曲线及函数表达式。
如图8-1流量计试验时，首先按照被测流量计的试验流量点 ，选择电磁流量计并进行组合，将不参与试验的电磁流量计的上、下游阀门关闭,打开已选电磁流量计的上、下游阀门,使水在稳压罐、已选电磁流量计、被测流量计、水池和水泵组成的系统中循环.然后,调节流量调节阀,使流量达到检定流量点,稳定一段时间.最后开始测量,同时记录已选电磁流量计和被测流量计的输出值.经一定时间后,再同时停止记录已选电磁流量计和被测流量计的输出值.比较两者测量的流量值,从而确定被测流量计的计量性能.

第三节 标准表法水流量标准装置的检定
标准表法水流量标准装置的检定项目包括外观检查,密封性试验,电磁流量计检定,计时器检定和稳定性检定.除电磁流量计的检定外,其他各项检定与第三章静态质量法液体流量标准装置的相同,所以本节主要介绍电磁流量计的检定.

一、电磁流量计的检定

电磁流量计应在上一级水流量标准装置上按JJG 198-1994《速度式流量计》中的B类流量计检定方法进行检定.电磁流量计输出为脉冲信号时,按累积流量检定和使用;电磁流量计输出为电流信号时,按瞬时流量检定和使用.
在电磁流量计量程范围内选定m(m≥10)个流量点,每点检定一次,可以得到流量修正值或.
按瞬时流量检定的应给出 与的最小二乘拟合曲线,按累积流量检定的应给出 与的最小二乘拟合曲线.
当与直线拟合时,
=a+b (8-3)
式中: -----流量修正值;
-----检定点流量.
确定a,b值的原则是使最小,则
=a+b·q (8-4)
b= (8-5)
a= (8-6)
流量-流量修正值的函数表达式的标准偏差:
(8-7)
流量-流量修正值的函数表达式的相对标准不确定度:
×100% (8-8)
式中: -----流量-流量修正值的函数表达式的相对标准不确定度,%;
-----电磁流量计的常用流量,/h.
并联h 台电磁流量计的标准流量计的相对标准不确定度按式(8-9)计算:
(8-9)
式中: -----第w台电磁流量计对应的流量,.
当w=1时,.
检定电磁流量计的上一级水流量标准装置给出流量的相对标准不确定度为.
如电磁流量计没带配套

仪表一起检定,其引入的流量相对标准不确定度为.
如电磁流量计检定时的流体条件与使用时不一致,其影响引起流量的相对标准不确定度为.
数据采集、信号处理、数据处理及通讯的不确定度所引起的流量相对标准不确定度为.

二、 标准表法水流量标准装置给出流量的相对不确定度
从电磁流量计到试验管路处水的温度、压力变化引起的给出流量相对标准不确定度可忽略,所以电磁流量计处与试验管路处的水体积流量合成相对标准不确定度相同.
1. 瞬时体积流量合成相对标准不确定度
(8-10)
式中: ----- 电磁流量计的相对标准不确定度(按瞬时流量使用时),%;
-----检定电磁流量计的上一级流量标准装置的合成相对标准不确定度,%;
-----电磁流量计配套仪表引入的流量相对标准不确定度,%;
-----电磁流量计检定时的流体条件与使用时不一致,其影响引起的流量相对标准不确定度,%;
-----数据采集、信号处理、数据处理及通讯所引起的流量相对标准不确定度,%.
2．累积体积流量合成相对标准不确定度
(8-11)
式中: -----测量时间的相对标准不确定度A类评定,%;
-----测量时间的测量相对标准不确定度B类评定,%.
3. 给出流量的相对扩展不确定度
按式(3-48)计算U,取 k=2.

三、检定结果
(一)检定电磁流量计的上一级流量标准装置
1.;
2.流量范围(/h);
3. 给出流量的相对扩展不确定度U(%),k
(二)标准表法水流量装置
1.流量-流量修正值函数表达式
2.给出流量的相对扩展不确定度: U(%),k=2
3.给出流量的稳定性:%


四、检定周期
标准表法水流量标准装置的检定周期与电磁流量计的检定周期相同.若电磁流量计的准确度为0.1,0.2,0.5级时,其检定周期为一年,当电磁流量计的准确度低于0.2级时,检定周期为两年.

五、例题
其标准表法水流量标准装置,由一台电磁流量计、一条的试验管路和
控制设备组成.电磁流量计按检定流量范围使用.计时器的检定数据及检定结果与第三章的例题相同.确定给出流量的相对扩展不确定度.
(一) 电磁流量计的检定
电磁流量计带配套仪表一起检定.检定时水的温度、压力及电磁流量计的安装条件与使用时基本一致,即流体条件基本相同.检定数据及检定结果见表8-1.
表8-1 m3/h
流量 流量修正值 8.336 0.058 16.725 0.050 25.033 0.047 33.358 0.047 41.697 0.044 50.014 0.025 58.356 0.028 66.750 0.022 75.086 0.033 87.564 0.014
按式(8-5)计算:
b=-0.00051
按式(8-6)计算:
a=0.06031
按

式(8-4)计算:
=0.06031-0.00051q
按式(8-7)计算:
=0.0144
取=8.336,按式(8-8),(8-9)计算:
=0.17%

(二) 标准表法水流量标准装置的给出流量的相对不确定度评定
根据检定证书可知:
=0.02%, =0.025%
根据给定条件取
瞬时体积流量合成相对标准不确定度按式(8-10)计算:
=0.17%
累积体积流量合成相对标准不确定度按式(8-11)计算:
=0.17%
瞬时体积流量相对扩展不确定度按式(3-48)计算:
U=0.34%(k=2)
累积体积流量相对扩展不确定度按式(3-48)计算:
U=0.34%(k=2)

(三) 流量稳定性检定
标准表法水流量标准装置在累积时间内的流量稳定性,应在8.6L/s和86L/s流量下进行检定,作为例子仅给出86L/s流量下的数据(见表8-2)及检定结果.
表(8-2) L/s
检定点流量 86.4 86.4 86.1 86.4 86.1 86.4 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.4 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.1 86.1 86.1 86.4 86.4 86.4 86.4 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.4 86.1 86.4 86.1 86.4 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.4 86.4 86.4 86.1 86.4 86.4 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.1 86.4 86.1 86.1 86.1 86.4 86.4 86.4 86.4 86.4 86.1 86.1 86.4

按式(3-33)～(3-36)计算
=0.075%
(四) 电磁流流量计为标准表的水流量标准装置的检定结果
1.检定电磁流量计的静态容积法水流量标准装置
=50㎜
流量范围(8.3～90) L/s
给出瞬时体积流量的相对扩展不确定度:U=0.05%, k=2
2.电磁流流量计为标准表的水流量标准装置
流量-流量修正值的函数表达式=0.06031-0.00051q
给出瞬时体积流量相对扩展不确定度:U=0.34%, k=2
给出累积体积流量相对扩展不确定度:U=0.34%, k=2
累积时间内流量稳定性:0.08%