流量量值傳遞與流量標準裝置課件

流量量值傳遞與流量標準裝置10/1/20231流量標準裝置原理10/1/20232流量量值傳遞系統(tǒng)10/1/20233流量標準裝置的分類10/1/20234按測量介質(zhì)分，可分為水、氣、油、多組分（如水和油的混合）流體、多相流體（如氣液、氣固和液固）及蒸汽流量標準裝置按測量方法分，可分為靜態(tài)法和動態(tài)法兩類按流量標準裝置采用的計量器具分，可分為質(zhì)量法（也叫稱量法）、容積法和標準流量計法按流量標準計量器具量值傳遞方法分，可分為原始標準和傳遞標準流量標準裝置的作用10/1/20235最基本的用途是校驗或標定流量計，量值統(tǒng)一進行標準流量計的型式、性能試驗研究研究參比條件和實際工作條件之間的差異對儀表準確度的影響對于計量部門，流量標準裝置是做仲裁工作的基礎液體流量標準裝置10/1/20236液體流量計量器具傳遞系統(tǒng)常用液體流量標準裝置分類液體流量標準裝置分類10/1/20237靜態(tài)容積法液體流量標準裝置靜止啟停靜態(tài)容積法液體流量標準裝置流動啟停靜態(tài)容積法液體流量標準裝置10/1/20238河流流量測量10/1/20239靜態(tài)容積法液體流量標準裝置的特點10/1/202310本方法比較成熟，是目前國內(nèi)外用得最多的校驗方法。靜止啟停法只能用于小管徑的裝置，因為大管徑閥門啟閉不可能太快，啟閉占用時間過長。流動啟停法的裝置用于校驗總量儀表時，儀表必須要有高分辨率的電脈沖輸出。只能用于低粘度液體（如水、輕柴油等）流量計的校驗和標定。靜止啟停法的中小尺寸計量容器可車裝，作為可移動的精確體積標準。10/1/20231110/1/20231210/1/20231310/1/20231410/1/202315靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標準裝置計算裝置復現(xiàn)的實際流量(qm)S為：10/1/202316其它液體大流量測量10/1/202317靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標準裝置的特點10/1/202318這是精確度最高的流量標準裝置，裝置的精確度一般可達

0.05%～

0.1%，最高可達

0.02%。適用于低粘度液體，但也可用于粘度較高的石油類液體。最適合于校驗質(zhì)量流量儀表。標準體積管流量標準裝置10/1/202319傳統(tǒng)標準體積管活塞式校驗裝置傳統(tǒng)標準體積管10/1/20232010/1/20232110/1/202322活塞式校驗裝置10/1/202323一種結構緊湊，小型輕量，尺寸僅為傳統(tǒng)標準體積管的1/3左右的活塞式標準體積管（也可簡稱活塞校驗裝置），更適合移動到現(xiàn)場校驗應用了微機技術、脈沖內(nèi)插技術、先進的機械加工技術、幾何量檢測技術并實現(xiàn)了計算機程序控制和數(shù)據(jù)自動處理，是使流量得到精密測量的新型流量標準裝置10/1/202324脈沖內(nèi)插技術10/1/202325雙時間法：脈沖內(nèi)插數(shù)四時間法：脈沖內(nèi)插數(shù)脈沖內(nèi)插技術10/1/202326用一臺標準流量計校驗儀表用并聯(lián)標準流量計校驗儀表并聯(lián)標準流量計的未知系統(tǒng)相對誤差不大于該系

統(tǒng)中最不準確的那個標準流量計的系統(tǒng)相對誤差；用并聯(lián)方式連接起來的一組標準流量計最低限度也能和單臺標準流量計一樣可靠，并聯(lián)并不降低測量誤差；通過并聯(lián)方式，可以在不降低計量可靠性的前提下，按照需要擴大流量測量的范圍。10/1/202327標準流量計法10/1/20232810/1/202329氣體流量標準裝置分類10/1/202330鐘罩式氣體流量標準裝置10/1/202331鐘罩流量公式檢定狀態(tài)鐘罩容積流過被檢流量計的氣體體積流過被檢流量計的氣體標準體積10/1/202332鐘罩流量公式流過被檢流量計的體積流量流過被檢流量計的標準體積流量被檢流量計體積流量誤差10/1/202333鐘罩重力，向下—常數(shù)平衡錘拉力，向上—常數(shù)密封液體的浮力，向上—非常數(shù)補償機構拉力，向上—非常數(shù)鐘罩內(nèi)壓力ps

產(chǎn)生的作用力，向上—希望是常數(shù)10/1/202334鐘罩受力鏈條式補償機構：主要考慮鏈條單位長度質(zhì)量（鏈條線密度）應等于鐘罩單位長度浸入密封液中排出液體質(zhì)量的一半。10/1/202335鐘罩補償機構杠桿補償—偏心輪：偏心輪是一個等速螺線，即配重力臂的增加與滑輪轉角成正比。10/1/202336鐘罩補償機構虹吸補償：利用一個與鐘罩固定在一起容器，隨鐘罩一起升降。用一個倒U形虹吸管將容器和液槽連通，使容器中液面始終與液槽液面保持同水平。鐘罩下降排出的液體通過虹吸管進入容器，變成鐘罩質(zhì)量的一部分，正好克服浮力的上升。10/1/202337鐘罩補償機構10/1/202338鐘罩補償機構象限式補償機構：利用象限桿上的可移動配重mG對鐘罩拉力的變化來補償浮力造成的影響。10/1/202339希望上式為0如果發(fā)現(xiàn)鐘罩下降過程中，余壓增加，說明應該減小lG

或mG10/1/202340鐘罩流量范圍10/1/2023412000升鐘罩：流量一般小于300m3/h10000升鐘罩：流量一般小于1500m3/h只能用于中小管徑計量院鐘罩容積：

2000L，500L，50L鐘罩內(nèi)壓：

463mmH2O,

195mmH2O,

160mmH2O流量范圍：

(0.3～120)m3／h檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.2％

(k=2)在某一時間間隔t內(nèi)，氣體進入或排出容積為V的容器，根據(jù)容器內(nèi)氣體的絕對壓力p和熱力學溫度T的變化，求得氣體質(zhì)量流量。容器的容積V用氮氣精確標定。得到一V2010/1/202342PVTt法氣體流量標準裝置PVTt法氣體流量標準裝置10/1/202343在t時間間隔內(nèi)進入標準容器V的實際氣體質(zhì)量流量qm為：10/1/202344PVTt法流量范圍10/1/202345定容罐的容積一般在20m3左右（Φ1.6m×10m），溫度場問題空氣R=287J/kg.K，極限情況下：真空能抽到0，音速文丘里噴嘴無壓降，時間30s負壓法可做到2400m3/h正壓法可提高流量，但壓力控制困難很難做到大口徑管道計量院PVTt法流量裝置10/1/202346PVTt法氣體流量國家基準裝置采用負壓法，始建于八一年,八六年完成，達到國際先進水平。用于對音速噴嘴進行量值傳遞。其主要技術指標如下：標準容器容積：

2m3，20m3，0.2m3流量范圍：

(0.1～1300)m3／h檢定范圍： 音速噴嘴喉徑d≤60

mm檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.05%

(k=2)Mt法氣體流量標準裝置10/1/202347陀螺電子秤快速閥噴嘴檢定臺位球罐mt法原級標準裝置簡圖10/1/202348音速噴嘴原理10/1/202349音速噴嘴流量公式10/1/202350臨界流函數(shù)10/1/20235110/1/20235210/1/20235310/1/20235410/1/202355音速噴嘴的流通能力10/1/202356音速噴嘴的流通能力在理論上講是無限的實際裝置的流量決定于真空泵的容量、噴嘴直徑（外形和喉部）以d=100mm計算（一般外形直徑為4d-5d）qv=8000m3/h左右真空泵的容量和投入，運行噪音問題目前在建的最大音速噴嘴裝置15000m3/h, 20只噴嘴并聯(lián)，最大被校表口徑500mm，3臺5000m3/h真空泵30多萬，總投資120多萬計量院音速噴嘴10/1/202357音速噴嘴氣體流量標準裝置采用負壓法,用于檢定、測試各類氣體流量儀表、儀器。其主要技術指標如下流量范圍：

(0.1～1300)m3／h檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.2％(k=2)流出系數(shù)C10/1/202358確定音速噴嘴的流出系數(shù)C一般有以下幾種方法：1、應用基本的物理定理，列出數(shù)學方程式，用理論的方法求解而得到流出系數(shù)。2、用測定內(nèi)部流場或外部流場的方法計算出通過噴嘴的實際流量，從而確定流出系數(shù)。3、總特性的測量，即在氣體流量標準裝置上進行總特性試驗，標定出流出系數(shù)。測流場法10/1/202359用于標定或測量大口徑流量儀表認為制造一個穩(wěn)流區(qū)，在該穩(wěn)流區(qū)的流速分布幾乎是均勻的，然后用標準儀器（熱線風速儀、激光多普勒、畢托管等）測量流速，計算流量只要流場穩(wěn)定，用該方法標定音速噴嘴的不確定度為0.3％左右，與PVTt法比，最大偏差為0.45％計量院風洞10/1/202360風洞裝置建于一九九一年,經(jīng)測試符合低速風洞標準要求。主要用于測試、檢定工作用皮托管及其它各類風速計，滿足目前國內(nèi)風速儀表測試工作的需要。其主要技術指標如下:流速測量范圍：0.2～30m/s風洞氣流穩(wěn)定性相對偏差：＜0.5%風洞氣流均勻性相對偏差：＜1.5%最大噪聲：82dB德國PTB的LDA裝置10/1/202361流量范圍：

(65

~

5500)

m3/h風洞口徑：

100mm、200mm最大流速：60m/s不確定度：0.1%(k=2)注：新建風洞口徑316mm，最大流速80m/s標準體積管原理10/1/202362皂膜氣體流量標準裝置用于微小流量10/1/202363計量院皂膜氣體流量標準裝置10/1/202364主要技術指標如下:玻璃管容積：

25mL～1000mL流量范圍：

(0～2000)mL／min檢定介質(zhì)：空氣不確定度：

0.5% (1000mL管，k=2),1.0% (25～500mL管，k=2)置換法氣體流量標準裝置10/1/202365氣排水法裝置10/1/202366氣囊法氣體流量標準裝置10/1/202367活塞式氣體流量標準裝置10/1/202368循環(huán)回路標準表比較法10/1/202369標準表10/1/202370渦輪流量計，600的渦輪，每米流速大約

1000m3/h左右，800的渦輪，每米流速大約1800m3/h左右；容積式流量計，適用于中小流量；文丘里流量計，流