高精度給排水流量計(jì)對(duì)于測量流體介質(zhì)溫度影響分析

眾所周知，給排水流量計(jì)是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的流量測量儀表，一般情況下，導(dǎo)體的電阻會(huì)隨溫度升高而增大，所以電流會(huì)減弱。磁場的強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)，且電流越小，磁性也就越弱。為了研究高精度給排水流量計(jì)在不同溫度下的特性變化，以DN50一DN400熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)三塊0. 2級(jí)給排水流量計(jì)進(jìn)行研究。采用熱水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置質(zhì)量法測試給排水流量計(jì)在不同溫度及流速下的儀表系數(shù)和重復(fù)性。通過實(shí)驗(yàn)分析得出:給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)隨介質(zhì)溫度的升高逐漸降低;儀表系數(shù)在高溫以及低溫處受影響明顯，DN40給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)本次實(shí)驗(yàn)高低溫處*大變化量約為0. 7 %;在給排水流量計(jì)對(duì)應(yīng)的流量范圍內(nèi)，儀表系數(shù)受介質(zhì)流速變化的影響不超過士0. 2 %等。通過實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)給排水流量計(jì)的特性有了深人的了解，對(duì)流量計(jì)量器具的標(biāo)定以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工作有著積*的作用。
給排水流量計(jì)由于測量精度高，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)給排水流量計(jì)的測量原理，通常認(rèn)為給排水流量計(jì)所測流量不受溫度、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)高精度給排水流量計(jì)測量還是有著一定的影響，因此，有必要對(duì)高精度給排水流量計(jì)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，口徑與測量不確定度國際**。質(zhì)量法流量測量范圍為(( 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℃，滿足給排水流量計(jì)實(shí)驗(yàn)流量點(diǎn)及溫度點(diǎn)的測量要求。該標(biāo)準(zhǔn)裝置為研究高精度給排水流量計(jì)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)，給排水流量計(jì)共3塊，分別為橫河DN40給排水流量計(jì)，科隆DN80給排水流量計(jì)，西門子DN100給排水流量計(jì)，精度均為0. 2級(jí)。3塊給排水流量計(jì)經(jīng)過多次校準(zhǔn)比對(duì)，性能穩(wěn)定。對(duì)給排水流量計(jì)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)定給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)和重復(fù)性，主要測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)測量完成后，得到該給排水流量計(jì)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。依次變換給排水流量計(jì)及溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，得到不同給排水流量計(jì)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)測得的給排水流量計(jì)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塊給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)曲線。

由圖1可得:( 1)隨著介質(zhì)溫度的升高，給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)均呈逐漸降低的趨勢。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)給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)在高溫以及低溫處影響明顯，以D N40給排水流量計(jì)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)在給排水流量計(jì)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，給排水流量計(jì)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)測得的給排水流量計(jì)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塊給排水流量計(jì)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，給排水流量計(jì)的重復(fù)性有一定的波動(dòng)，但都在0. 07%以下，符合JJG 1033-2007《給排水流量計(jì)》的重復(fù)性要求a，說明給排水流量計(jì)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)下的測量性能穩(wěn)定。
3、結(jié)束語
通過測試結(jié)果分析得出:(1)隨著介質(zhì)溫度的升高，給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)均呈逐漸降低的趨勢。(2)溫度對(duì)給排水流量計(jì)的儀表系數(shù)在高溫以及低溫處影響明顯，DN40給排水流量計(jì)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)在給排水流量計(jì)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)給排水流量計(jì)的重復(fù)性均在0. 07%以下，符合重復(fù)性要求，說明給排水流量計(jì)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)下的測量性能穩(wěn)定。
通過實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)給排水流量計(jì)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。

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