Alicat標(biāo)定轉(zhuǎn)子流量計(jì)(流量標(biāo)定)

1、Alicat標(biāo)定振興轉(zhuǎn)子流量計(jì)本次實(shí)驗(yàn)使用Alicat質(zhì)量流量控制器去標(biāo)定振興玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。Alicat質(zhì)量流量計(jì)是Alicat Scientific公司生產(chǎn)的系列流量計(jì)的名稱(chēng)。Alicat Scientific 是一家質(zhì)量流量和壓力儀表制造商，成立于1991年，生產(chǎn)以壓差為基礎(chǔ)的質(zhì)量流量控制器和壓力控制器。控制器技術(shù)核心在于內(nèi)部高精度的電磁閥，通過(guò)獨(dú)有的專(zhuān)利技術(shù)精確地調(diào)控流量。振興玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要測(cè)量元件為一根垂直安裝的下小上大錐形玻璃管和在內(nèi)可上下移動(dòng)的浮子。當(dāng)流體自下而上經(jīng)錐形玻璃管時(shí)，在浮子上下之間產(chǎn)生壓差，浮子在此差壓作用下上升。當(dāng)此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力與浮子的重力

2、相等時(shí)，浮子處于平衡位置。因此，流經(jīng)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流體流量與浮子上升高度，即與玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流通面積之間存在著一定的比例關(guān)系，浮子的位置高度可作為流量量度。1 技術(shù)規(guī)格 1.1 Alicat質(zhì)量流量控制器本次實(shí)驗(yàn)采用的是Alicat公司所生產(chǎn)的“微小流量與超低流量MC質(zhì)量流量控制器”，量程為0-5 SLPM即m3min。微小和超低質(zhì)量流量的控制是相當(dāng)困難的，Alicat質(zhì)量流量計(jì)最大的特點(diǎn)在于“即開(kāi)即用”和超短的響應(yīng)時(shí)間，該型號(hào)的控制器能夠從0到63.2%的被調(diào)量控制在100毫秒以?xún)?nèi)，若是中等量程的質(zhì)量流量控制器可以將時(shí)間常數(shù)控制在50毫秒甚至更低的范圍。Alicat公司產(chǎn)品的另一個(gè)特點(diǎn)在

3、于“小巧”，該公司產(chǎn)品的體積均偏小，具有很高的便攜性，同時(shí)提供Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口可以對(duì)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控。不同的產(chǎn)品內(nèi)置25-30種氣體配置，在監(jiān)控質(zhì)量流量的同時(shí)能夠得到溫度、壓強(qiáng)等數(shù)據(jù)。相關(guān)工程規(guī)格根據(jù)由Alicat官方使用手冊(cè)得到如下：實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品實(shí)物圖如下：1.2 振興玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)本次實(shí)驗(yàn)標(biāo)定的對(duì)象是振興玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)LZB-4WB，量程為0-3 SLPM。余姚市振興流量?jī)x表廠是生產(chǎn)流量?jī)x表及工業(yè)自動(dòng)化儀表的專(zhuān)業(yè)廠家，有DK800S、VA/SA/FA10S、VA/SA/FA20S、VA30S、GA24S、GA24V、 LZB、K-100、K-200、K-300型多系列玻璃轉(zhuǎn)子流

4、量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理相當(dāng)簡(jiǎn)單，當(dāng)壓差所產(chǎn)生的力和浮子在流體中產(chǎn)生的重力相同時(shí)浮子平衡，同時(shí)兩者存在一定的線(xiàn)性關(guān)系用于標(biāo)定介質(zhì)流量。根據(jù)理想流體的伯努利方程：P+12v2+gh=constsant流體經(jīng)過(guò)節(jié)流件所產(chǎn)生的差壓與體積流量關(guān)系如下：qv=A02p當(dāng)浮子處于力平衡情況下，壓差對(duì)浮子產(chǎn)生的作用力等于浮子在流體中的重力：Afp=Vf(f-)g合并兩個(gè)關(guān)系式可以得到qv和A0之間的關(guān)系：qV=A02gVfAff-因?yàn)锳0=R2-r2=R-rR+rR+r=2r+HtanA0=2r+HtanHtan=2rHtan+H2tan2又因?yàn)閠an0所以A02rtanH=CH最終得到體積流量和浮子高度關(guān)

5、系：qVCH2gVfAff-式中：與浮子形狀、尺寸有關(guān)的流量系數(shù)：流體密度Af：浮子的有效截面積Vf：浮子體積f、：浮子材料和流體密度實(shí)驗(yàn)證明，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)與浮子形狀、流體雷諾數(shù)等有關(guān)，對(duì)于一定的浮子形狀，當(dāng)雷諾數(shù)大于某一低限雷諾數(shù)時(shí)，流量系數(shù)趨向于一個(gè)常數(shù)。需要注意的是當(dāng)被測(cè)流體密度和粘度或測(cè)量環(huán)境發(fā)生變化時(shí)需要根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)對(duì)原有的刻度進(jìn)行校正。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子大致可以分為兩類(lèi)，分別為圓柱形浮子和球形浮子。本次實(shí)驗(yàn)所采用的是LZB-4WB球形浮子流量計(jì)，實(shí)物圖如下：由振興網(wǎng)站所提供的工程參數(shù)如下：（紅色線(xiàn)框?yàn)楸玖髁坑?jì)參數(shù)）根據(jù)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)特性，在使用時(shí)需要注意一下

6、幾點(diǎn)：1. 選用流量計(jì)前應(yīng)明確工作介質(zhì)，考慮氣體和液體的修正系數(shù)，若工質(zhì)有腐蝕性則需要做相關(guān)處理。2. 當(dāng)工作溫度不是流量計(jì)出廠時(shí)的標(biāo)定溫度時(shí)需要進(jìn)行刻度修正。3. 盡量選用在其量程的50%80%區(qū)間的流量計(jì)。4. 打開(kāi)閥門(mén)前要確保流量計(jì)閥門(mén)禁閉，防止通氣瞬間使轉(zhuǎn)子沖破玻璃柱。5. 流量計(jì)需要水平安裝在工作臺(tái)上，度數(shù)時(shí)實(shí)現(xiàn)要與轉(zhuǎn)子讀數(shù)處相平。6. 在流量計(jì)入口處應(yīng)安裝除塵、除濕和除油設(shè)備防止轉(zhuǎn)子磨損或油垢阻礙其運(yùn)動(dòng)。7. 當(dāng)轉(zhuǎn)子保持平衡并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行讀數(shù)，不能在其搖擺情況下讀數(shù)。2 數(shù)據(jù)處理標(biāo)定是指使用相對(duì)高精度的儀器對(duì)相對(duì)低精度的儀器進(jìn)行檢測(cè)是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。本次實(shí)驗(yàn)使用的Alicat質(zhì)量流量

7、控制器精度為0.8%R+0.2%F.S即0.8%的讀數(shù)誤差和0.2%的滿(mǎn)量程誤差；被標(biāo)定對(duì)象振興玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)精度為4%，符合標(biāo)定的前提。將Alicat流量計(jì)入口端與空氣壓縮機(jī)連接，出口端和轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接。連接方式如下：在此使用了兩種標(biāo)定分別為正序和倒序標(biāo)定，即流量從小到大和從大到小。通過(guò)這種方式可以更好地驗(yàn)證流量計(jì)的可重復(fù)性。Alicat0.50.60.70.80.91Ascending0.460.570.640.730.880.96Reverse0.560.670.770.870.961.03Alicat1.11.21.31.41.51.6Ascending1.021.131.321.44

8、1.571.68Reverse1.151.231.341.451.571.71Alicat1.71.81.922.12.2Ascending1.81.881.982.12.222.32Reverse1.821.942.042.162.282.42Alicat2.32.42.52.62.72.8Ascending2.452.562.652.772.883Reverse2.542.652.782.8833黃色部分為Alicat流量控制器所輸出的流量大??；Ascending欄為流量正序；Reverse欄為流量倒序，繪制出轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特性曲線(xiàn)如下：放大0.8L/min和2.4L/min曲線(xiàn)如下：在1.

9、3L/min2.2L/min區(qū)間重復(fù)性很好，同時(shí)該流量計(jì)量程為0-3L/min其量程的50%80%為1.5L/min2.4L/min，重復(fù)性區(qū)間正好落在其中，直接證明了工程經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。3 誤差分析產(chǎn)生誤差的原因有以下幾點(diǎn)：1. 用于標(biāo)定的Alicat流量計(jì)本身存在0.8%R+0.2%F.S誤差。2. 由于未對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)使用水平儀，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子并未處于豎直狀態(tài)。3. 由于轉(zhuǎn)子在玻璃罩中同時(shí)外圍還有個(gè)玻璃保護(hù)套管，這會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏差。4. 由于空氣壓縮機(jī)出口端未安裝除塵等設(shè)備，可能造成轉(zhuǎn)子磨損或玻璃管壁結(jié)油。5. 實(shí)驗(yàn)與2016年6月2日星期四上午9:02開(kāi)始到9:26結(jié)束，當(dāng)?shù)貧鉁丶s為23，該轉(zhuǎn)子流量計(jì)出廠標(biāo)定溫度為20，實(shí)驗(yàn)前未對(duì)流量計(jì)刻度進(jìn)行修正。6. Alicat流量計(jì)內(nèi)部設(shè)定的氣體參數(shù)與當(dāng)?shù)貧怏w參數(shù)存在一定偏差。其中第二點(diǎn)和第三點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因。4 總結(jié)本次試驗(yàn)通過(guò)使用高精度的Alicat流量控制器來(lái)標(biāo)定轉(zhuǎn)子流量計(jì)