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簡易浮(fú)子氣體流(liu)量計校準(zhun)裝置
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一、标(biao)準流量計(ji)的選擇
探(tàn)索的主要(yào)出發點是(shì)低成本使(shǐ)用,滿足浮(fu)子流量計(ji)
校準需求(qiú),考慮到流(liu)量計量程(cheng)在(1~500)L/min,示值誤(wù)差多爲2.5級(ji)~4.0級,依據🏒JJG257-2007《浮(fú)子流量計(ji)檢定規程(chéng)》中“裝置的(de)擴展不确(que)🛀🏻定度應優(you)于被檢流(liú)量計的誤(wù)差的1/2”原則(zé),選用2台精(jīng)度型層流(liu)質量流量(liang)計;示值誤(wu)差0.4%ofreading+0.2%ofFS,量程🈲分(fen)别爲(1~100)L/min和(5~500)L/min即(jí)可滿足常(cháng)用浮子流(liú)量計的校(xiao)🛀準。
層流流(liú)量計工作(zuo)原理基于(yu)泊肅葉公(gong)式,其内部(bu)約✔️束元件(jiàn)🈚采用多層(céng)薄片,将氣(qì)流分割成(cheng)多個分流(liú)體,流體處(chù)于⚽完全發(fā)展的層流(liú)狀态,當流(liú)體在層流(liú)流動狀态(tài)💃條件下,理(lǐ)論.上🏃♂️其壓(ya)力損失與(yǔ)其流動速(sù)度的一次(cì)方🍉成正比(bǐ),其數學關(guān)系㊙️式爲:
式(shì)中:Q一體積(ji)流量;P1一入(ru)口靜壓;P2一(yi)出口靜壓(ya);r一管路☎️半(ban)🌐徑;η一液體(tǐ)絕對黏度(dù);L一阻尼段(duan)的長度
層(céng)流流量計(jì)具有寬的(de)量程(1:100),無需(xū)前後直管(guan)段,精度等(děng)級高等🚩優(you)點,标準流(liú)量計的準(zhǔn)确度對校(xiào)準系統🐕整(zhěng)體精度影(ying)響✌️非常大(da),這☎️在後續(xù)的不确定(dìng)度評定🔱中(zhōng)可明顯看(kàn)出,另外流(liu)量計自帶(dài)串口數據(jù)通信接🈲口(kou),流量顯示(shì)輸出爲标(biao)準狀态(101.325kPa,25℃),不(bu)必再增加(jia)溫度和壓(yā)力測量系(xi)統,方便安(an)裝調試及(ji)計算機,數(shu)據采集🈲。
二(er)、系統組成(chéng)及結構
系(xì)統原理框(kuang)圖如圖1所(suǒ)示,氣源采(cǎi)用壓縮空(kong)氣,經過⚽一(yī)個💋1m3的儲氣(qi)罐來獲得(de)穩定的氣(qì)流,出氣口(kǒu)加裝一級(ji)過濾和除(chu)濕裝置;爲(wèi)适應不同(tóng)接口流量(liàng)計校準要(yào)求,配🈲置了(le)4路輸出接(jiē)口,其中2路(lù)爲D25和D15法蘭(lán)盤連接,其(qí)餘兩路爲(wei)“塔形”接口(kou)和專用減(jiǎn)壓閥連💚接(jiē),這4路氣路(lu)輸出接口(kǒu)基本可滿(mǎn)足常用流(liú)量計❌校準(zhǔn)不同的🧑🏾🤝🧑🏼檢(jiǎn)測管路全(quán)部通過在(zài)面闆、上的(de)按鈕選擇(ze),通過控制(zhi)電磁閥切(qie)換,并由在(zài)面闆.上的(de)指示燈顯(xiǎn)示。顯示儀(yi)表全部采(cai)用數字儀(yi)表,且均帶(dài)有數字通(tong)信接口,全(quan)部采集🍉數(shu)據均可通(tōng)過串口輸(shu)送至計算(suàn)機,計算✂️機(ji)程序完成(chéng)數據采集(jí)存儲、檢測(cè)結論判斷(duàn),原始數據(jù)存檔、檢定(dìng)報告的自(zi)動形成和(hé)打印輸出(chu);主設備的(de)各管路切(qiē)換和氣路(lu)的開關可(ke)獨立完成(cheng),流量、溫度(dù)、壓力參數(shù)均可正常(cháng)顯示。因此(ci),主機在🈲無(wu)計算機🐕參(cān)與的情況(kuàng)下,同樣可(kě)完成校準(zhun)工作,隻是(shì)需要🈲手工(gong)記錄換算(suan)。
裝置操作(zuo)也簡單,在(zai)啓動“空氣(qì)流量校準(zhǔn)”系統軟件(jiàn)後♻️,計算機(jī)提示輸入(ru)被校準流(liú)量計的必(bì)要信息,并(bìng)⛹🏻♀️自動✍️完成(cheng)标準流量(liang)計選擇,在(zài)調整到被(bei)校準刻度(du)後,點擊采(cǎi)集功能鍵(jiàn),由計算機(ji)自動完❓成(chéng)标準流量(liàng)計、被檢流(liú)量計介質(zhì)的溫度、壓(yā)力數據的(de)采集及處(chù)⭕理,同時還(hái)具✉️有原始(shǐ)數據存檔(dàng)、證書打印(yìn)、資料的查(cha)💃找篩選等(deng)功能,具有(you)一定的智(zhi)能功能,方(fāng)便日後的(de)送檢管理(li)。
三、軟件的(de)設計編制(zhì)
系統采用(yòng)易上手的(de)VB6.0開發程序(xu)軟件,該開(kāi)發系統自(zi)身帶有豐(feng)富的窗體(ti)控件,可視(shì)化界面設(she)計風格和(he)32位面向對(duì)象的程序(xù)設計等優(yōu)點,适合非(fei)計算機專(zhuān)👄業人員作(zuo)程序💋開發(fa)應用。其自(zì)帶的串口(kou)通信控件(jiàn)和數據連(lián)接MicrosoftADO控件,使(shi)⁉️數據采集(ji)、通信存儲(chǔ)、查詢的功(gōng)能變得容(rong)易實現,對(duì)提高軟件(jian)開發效率(lü),縮短程序(xu)📧周期起到(dào)了很好的(de)作用。
軟件(jian)功能參照(zhào)現行浮子(zǐ)流量計檢(jiǎn)定規程,并(bìng)考慮👌到實(shi)際工作♻️的(de)要求編制(zhi),程序主要(yào)有檢測開(kāi)始前信息(xī)錄入☂️、檢測(ce)過程的數(shu)據采集存(cun)儲、結束後(hòu)的檢測數(shu)據存儲及(jí)日後數據(ju)查詢🚩、證書(shū)的打印程(chéng)序模塊組(zu)成,如圖2所(suo)示。
四、系統(tǒng)測量不确(que)定度評定(dìng)
在這裏标(biāo)準表測量(liang)的氣體流(liú)量是在101.325kPa和(hé)298.15K(25℃)狀态下的(de)♍體積流量(liàng),換算到浮(fu)子流量計(jì)刻度狀況(kuang)下的流量(liang)🔅導出☎️公式(shi)爲
準流量(liàng)計讀數(101.325kPa,25C狀(zhuang)态下);Tk一标(biāo)準流量計(ji)氣體體積(jī)流量的🛀🏻溫(wēn)度(298.15K);PmTm一🔴被檢(jian)前流量計(jì)的壓力和(he)溫度;Pn,Tn一浮(fu)子🏃流量計(ji)刻🐉度狀态(tai)下的壓力(lì)(101.325kPa)和溫度(293.15K)。
導(dao)出式(2)爲實(shi)際檢測中(zhōng)換算成浮(fu)子流量計(ji)狀态下的(de)公式,參照(zhào)🥰JJF1059--2012《測量不确(que)定度評定(dìng)方法》,選擇(zé)一台4.0級的(de)浮子流量(liang)計⚽(型号規(guī)格♻️爲LZB-25,流量(liang)範圍(2.5~25)m3/h,對15m3/h(250L/min)點(diǎn)重複測量(liang)10次。利用貝(bèi)塞💔爾公式(shì)求得測量(liàng)重複性引(yǐn)入的不确(que)定度分♍量(liàng),重複性标(biāo)準差。
各項(xiàng)不确定度(dù)分量評定(ding)預估如表(biǎo)1所示合成(cheng)标準不确(que)定🧑🏽🤝🧑🏻度:
u(Qk)=[c21u2(Q)+c2u2(Pm)+c23u2(Tm)+c24u2(S)]1/2=1.96I/min
即uc=1.96L/min
相(xiang)對不确定(ding)度urel=196/250=0.78%,擴展相(xiang)對不确定(dìng)度,按推薦(jian)取k=2,
Urel=k×urel=2×0.78<1.6%
五、結論(lun)
氣體流量(liàng)标準裝置(zhì)的不确定(ding)度uc<1.6%,按JJG257-2007規定(ding),可以滿足(zú)對不确定(dìng)度❓4%的玻璃(li)浮子流量(liàng)計的計量(liang)校準檢定(dìng)🐪要求,該校(xiao)準裝置在(zai)近兩年來(lái)檢定了大(dà)量浮子流(liú)✏️量計同時(shi)該校準系(xi)統具有數(shu)據采集換(huàn)算功能,解(jie)😍決了因浮(fú)子流量計(jì)檢測介質(zhì)不同,溫度(dù)、壓力變化(huà)💔導緻的換(huàn)算計算問(wèn)題,有效提(ti)高了工作(zuo)效率。
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