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提高柴油流量计使用准确度的方法
点击次数:550 发布时间:2014-11-10

0、引言
  由涡轮流量传感器和流量显示仪表组成的流量计叫柴油流量计。该流量计具有测量范围宽,重复性好,压力损失小等特点,广泛应用于液体及气体流量计量中。对于液体流量而言,它可分为精密和普通两种类型。其中精密型是以流量计的误差特性曲线,在规定的流量范围内确定的准确度,分为0.1和0.2级。普通型则是以仪表常数,在规定的流量范围内确定的准确度,分为0.5和1.0级。但上述的准确度都是在检定条件下,经检定后给出的,只能代表柴油流量计在检定的特有条件下所体现出的准确度。那么使用经过检定,确定了检定准确度的流量计进行实际流量测量时,其使用准确度该如何评价呢?依据经验我们知道,一台经过检定的性能良好的流量计若对其使用不当,自然得不到相应的准确度,即其使用准确度将低于检定准确度。反之,使用得当,就能获得等同于检定准确度的使用准确度。若在使用得当的基础上,加之采取恰当的技术措施,就可获得高于检定准确度的使用准确度。下面就以检定准确度为0.5级的普通型柴油流量计为例,就上述问题进行论证。
1、普通柴油流量计检定方法及准确度评定
  柴油流量计的检定按所采用标准器的不同可分为标准容积法、标准称重法、标准体积管法和标准流量计法,按被测流量计的状态又可分为离线检定和在线检定。但无论那一种检定方法,其实质就是在具有确定准确度要求的流量标准装置上,确定出被检柴油流量计在流量范围内,各个检定流量下的仪表系数。检定点包括上下限在内不少于5个点。每点检定不少于3次。依据上述检定数据,其评定方法如下:
1)计算每个流量点下,3次检定对应的仪表系数及其平均值;2)由各个检定点的仪表系数平均值得到适用于全量程范围的仪表常数及该常数的非线性误差△2;3)依据每个流量点下3次检定得到的仪表系数的分散性,评定其重复性△1;4)被检柴油流量计的准确度为 =(△1+△2+△3)。式中:△3为流量标准装置的准确度。
由上述的检定方法及评定方法可看出:
1)流量计的仪表系数由流量标准装置直接传递得出,因此仪表系数的准确度取决于检定标准装置的准确度及3次重复性的分散性(随机误差的大小);2)所得的仪表常数实际上指在全量程范围的通用仪表系数,其实质是对流量计误差特性曲线的简单处理。
2、提高柴油流量计使用准确度的常用方法
  针对柴油流量计的检定方法及检定流量计准确度的评定方法,可归纳出对于经过检定确定了仪表常数及检定准确度的柴油流量计提高其使用准确度的常用方法。
1)只要满足流量计的使用条件(包括流体的流动特性,介质特性,操作过程及流量范围)与检定时相一致,便会得到与流量计检定准确度等量的使用准确度。这就要求流量计的使用与检定的流体的流动特性(流量计进口的速度分布)相同;流体的物理性质(密度等)也相同;检定过程相同,并且在流量计的检定流量范围内使用仪表常数,那么在对介质密度压力修正后,其使用准确度便等同于其检定准确度。
2)若流量计的使用与检定条件满足上述相同性原则,并且流量计在检定流量范围内定点使用时(使用其检定流量下的仪表系数的平均值),则流量计的使用准确度将会大大优于其检定准确度。
柴油流量计的准确度为

当流量计在检定流量下使用该流量下的仪表系数时,式(1)中的△ 便可忽略不计。则有

由式(2)可知流量计的准确度取决于流量标准装置的准确度和仪表系数的重复性。一般情况下,流量标准装置的准确度对于0.5级的被检表也可忽略不计。则有δ=△1
3)若流量计在检定该范围内实际使用时,可用特性方程,即依据检定中得到的各个流量下的平均仪表系数与流量q的对应关系,借助zui小二乘法原理,直线拟合得到k=aq+b,用拟合后的 代替仪表常数k,也可提高流量计的使用准确度。
4)应用举例
在0.1级静态容积法水流量标准装置上对一台LW-15的柴油流量计进行检定,结果如表1所示。

非线性误差

由此可得出该柴油流量计的简单结果:
a.若流量计的使用条件与检定条件相一致,并且使用仪表常数k。=560.5时,流量计的使用准确度等同于其检定准确度(0.47%)。若使用条件与检定条件不一致,考虑该差异引入的附加误差,则流量计的使用准确度将低于其检定准确度(0.47%)。
b.在满足使用与检定条件相一致的条件下,若流量计能在检定流量下使用其仪表系数的平均值,则仪表常数的非线性误差便可忽略不计。流量计的使用准确度为c.若流量计使用中,采用特性方程k=2.1769q+556.06,替代仪表常数k0=560.5,,可得到k的非线性误差△1=0.12% ,则流量计的使用准确度为

1)柴油流量计的检定准确度是在检定条件下确定的,只有在使用条件与检定条件满足计量学相同性原则时,使用仪表常数的准确度才可以等同于其检定准确度,反之将低于检定准确度。而满足计量学相同性原则的检定方法为在线检定。
2)在满足计量学相同性原则的基础上提高流量计使用准确度的方法主要是流量计的定点使用和特性方程法,应用中应考虑流量计使用条件。
3)上述方法对精密柴油流量计和气体柴油流量计具有同样的效果。

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