摘要:該實驗(yan)基于流量标準裝(zhuang)置計算機控制系(xi)統，開發渦輪流量(liang)傳感器 的檢定實(shi)驗。學生運用所學(xué)流體力學、檢測技(jì)術、誤差理論、數據(jù)處理等多方面知(zhi)識，實現對渦輪流(liú)量傳感器性能測(cè)試、檢定和誤差分(fèn)析。
　　渦輪流量傳感(gǎn)器是一種速度式(shì)流量儀表,它利用(yòng)⛹🏻‍♀️置于流體中的葉(yè)輪旋轉角速度與(yu)流體流速成比例(lì)的關系,測量葉輪(lun)的速度來反映通(tong)過管道的體積流(liu)量大小,是目前流(liú)量儀表中比較成(chéng)熟的儀表。傳感器(qi)輸出的脈沖信号(hào)可以單獨與計🥵算(suàn)機連接🔞,由計算機(ji)代替流量顯示儀(yi)表，實現密度溫度(dù)或壓👅力補償以及(ji)瞬時流量和累計(ji)流量計算。本研究(jiū)開發的渦輪流量(liang)傳感器的測試和(hé)檢定實驗就是在(zai)流量标準裝置計(jì)算機控制系統中(zhong)實現的,從而确定(dìng)其儀表✍️系數大小(xiao),檢驗重複性、線性(xìng)度是否☎️達到要求(qiu),誤差是否在🎯要求(qiu)的範圍内等.
　　對控(kòng)制系統設計來講(jiǎng),渦輪流量計的檢(jiǎn)定應注意如下兩(liang)點技術要求:
(1)流量(liàng)标準裝置的誤差(chà)應不超過被檢傳(chuan)感器基本誤👉差限(xian)的1/2;
(2)裝置的容量足(zú)夠大,至少保證一(yī)次檢定中脈沖計(jì)數器相對誤差絕(jue)對值不超過被檢(jian)傳感器重複性的(de)1/5.
1.實驗裝置結構及(ji)原理
　　如圖1所示,高(gao)位水塔起穩定水(shuǐ)頭作用,使整個實(shí)驗過程✌️中流量穩(wěn)定。标準表和被檢(jiǎn)表串聯在實驗管(guan)路中,根據流體❤️流(liú)動連續性原理,在(zai)定常流動下,流過(guo)的流量是相等的(de),用标準砝碼調校(xiao)電子稱至三🌏千分(fèn)之一精度,用稱重(zhong)法檢定标準表,然(ran)後,再用标準表檢(jiǎn)定被校表,用稱重(zhong)法檢定儀表朔源(yuán)信号,但👄工作效率(lǜ)低,故平時實驗一(yi)般用标準表進行(hang),并定期對标準表(biǎo)進行檢定。計算機(ji)完成整個系統的(de)數據♻️采集系統控(kong)制數據處理和分(fen)析。
 
2檢定項目和檢(jiǎn)定方法
(1)将傳感器(qi)安裝在滿足其上(shang)下遊直管段的被(bei)檢台位上,在流量(liàng)70%~100%之間至少運行5min.後(hòu),方可進行檢定。
 
α一(yi)傳感器的範圍度(dù);
qmax一傳感器的流量(liang)上限值;
qmin一傳感器(qi)的流量下限值。
當(dang)α≤5時,檢定點應包括(kuo)qmax;和qmin在内的至少5個(gè)檢定點且均勻分(fèn)布。
當5<α≤10時,檢定點應(ying)包括qmin,0.25qmax,0.40qmax，0.70qmax和qmax。
當α>10時,除上(shàng)述檢定點外,如果(guo)Q07qmax和0.10qmax在流量範圍内(nei),也應增爲檢定點(diǎn)。
(3)每個檢定點至少(shao)檢定三次;每次檢(jian)定過程中,檢定流(liu)量與兩✍️條🌈規定的(de)該檢定點流量相(xiàng)比,其變化不應超(chāo)過±4%;每次檢定中👌,除(chú)讀取并記錄傳感(gǎn)器脈沖數和标準(zhun)器的示值外，還應(yīng)根據需要,測❄️量并(bìng)記錄流體溫度表(biǎo)壓力大氣👉壓力和(he)檢定時間等。
(4)計算(suàn)檢定時測得的标(biāo)準器測得的實際(jì)體積:
①質量法:
 
Vij一第(dì)i檢定點第j次檢定(dìng)時标準器處的液(ye)體實際體🎯積(m3);
M一第(dì)i檢定點第j次檢定(dìng)時秤指示的液體(tǐ)質量(kg);
ρ一第i檢定點(dian)第j次檢定時測得(de)标準器處的液體(ti)密度;
Cf一浮力修正(zhèng)系數
②标準流量計(jì)法:
 
Vif一第i檢定點第(dì)j次檢定時标準器(qi)處的液體.實際體(tǐ)積(m3);
Vi一第i檢定點第(dì)j次檢定時标準器(qì)讀出體積;
C一第i檢(jiǎn)定點第j次檢定時(shí)标準流量計的修(xiū)正系數⭐。
(5)傳感器的(de)系數K
①計算傳感器(qì)在檢定溫度和壓(yā)力條件下的系數(shù)K。
②計算每個檢定點(diǎn)每次檢定的系數(shu)K。
 
Nij一第i檢定點第j次(cì)檢定時測得傳感(gǎn)器的脈沖數;
Kij一第(dì)i檢定點第j次檢定(ding)時所得的系數K(m³)-1;
③計(jì)算每個檢定點的(de)系數K
 
式中:δ一傳感(gǎn)器的基本誤差;
δ2一(yi)傳感器的線性度(du);
Δ0一裝置的誤差,該(gāi)誤差若不超出被(bèi)檢傳感器基本誤(wù)⚽差限的三分之一(yi),可忽略不計
⑦傳感(gǎn)器的重複性
計算(suàn)每個檢定點的重(zhòng)複性:
 
3軟件設計
(1)程(chéng)序主界面
　　程序主(zhu)界面包含四個下(xia)拉菜單,點擊即可(kě)進入相應的實驗(yàn)界面,各實驗界面(mian)運行時,作爲子窗(chuāng)體均包含在主窗(chuāng)體中。主界面如圖(tu)2所示。
(2)參數設置窗(chuang)體
①儀表編号:每塊(kuài)表的儀表編号應(yīng)該是唯一的,在數(shù)據庫🧡中作爲彼此(ci)區分的關鍵字存(cun)在，數據查詢窗體(ti)中輸入♉所需查詢(xun)的儀表編号,即可(kě)得到曾經的曆史(shi)實驗記錄。
②儀表口(kǒu)徑:在本套小流量(liang)标準裝置中,可以(yǐ)檢定的标準渦♉輪(lun)口徑有4mm、6mm.10mm三種,通過(guo)下拉列表框(CamboBox)來實(shí)現。如圖3所示。
 
③最大(dà)最小流量:通過它(tā)來規定渦輪的流(liú)量範圍,在檢定過(guo)程中通過流量範(fan)圍來确定被檢流(liu)量點
④被檢流量點(dian)數:一般選5點,流量(liàng)範圍量程比大于(yu)10的則選7點。
⑤每點檢(jiǎn)測次數:每點一般(bān)檢定3次
⑥标準裝置(zhi)精度:按照微小誤(wu)差原理，當标準裝(zhuang)置精🈲度δ和被檢表(biao)精度δ1有:标準裝置(zhi)誤差可忽略不計(jì),否則不可進行檢(jiǎn)定。
⑦“确定按鈕:按下(xia)它進入流量點選(xuan)擇界面。
⑧"退出”按鈕(niǔ):按下它退出當前(qián)界面,回到主界面(miàn)
(3)流量點選擇窗體(tǐ)
　　前面提到流量點(dian)有可能是5點,也有(you)可能是7點。所以幹(gan)脆🏃🏻采用列🌏表框列(lie)出所有7點,根據實(shí)際流量範圍需要(yao)來進🔞行選✔️擇。單擊(jī)取消按鈕返回上(shang)一頁,單擊确定按(àn)鈕進入🏃‍♂️檢定界面(mian)。
(4)檢定界面
　　此窗體(ti)主要作用及實現(xian)方法有:
①調節調節(jie)閥到所需流量點(dian)。軟件調用動态鏈(lian).接庫中tineGetTime函🈚數定時(shi)一秒鍾,采入其間(jiān)标準表脈沖數,計(jì)算标準表在💘一秒(miǎo)内的累積流量作(zuò)爲裝置的瞬時流(liú)量。
②待流量穩定後(hou),計算被校表的流(liu)量。軟件同樣是采(cai)🤞用軟件調用動态(tai)鏈接庫中timeGetTime函數定(dìng)時,采入其間被🎯校(xiào)表脈沖數,計算被(bèi)校表此間的累積(jī)流量。定時時間爲(wei)裝置的最小測量(liang)時間。檢定過程中(zhong)用進度條顯示進(jin)度。每次檢定💯結束(shu)用彈出消息框⁉️顯(xiǎn)示标準表脈沖數(shu),被💋校表脈沖數及(jí)儀表系數。
③做完所(suo)有流量點的測量(liang)後,計算被校表的(de)儀.表系數線性度(dù)及重複性。其計算(suan)方法在“檢定項目(mu)和檢定方法沖有(you)詳細介紹。
④将實驗(yan)數據存入數據庫(kù),留待以後查詢和(he)打印所需。此步驟(zhou)通過調用模塊中(zhōng)标準表法标定數(shù)據寫入子程序⛷️來(lai)完成。
5結束語
　　本套(tao)流量标準裝置計(jì)算機控制系統,除(chú)以上渦輪流量傳(chuan)🆚感器标定實驗外(wai)，還可開發出多種(zhǒng)流量傳感器檢定(dìng)實驗🐇,使同學們在(zai)檢測技術領域接(jiē)觸更新的知♋識。随(suí)着教學改革的不(bú)斷發展,我們将繼(ji)續努力,更新更多(duō)的實驗。

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