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高压孔板流量计计量的精确性愈来愈受正视

作者: 来源: 公布时候:2018-03-29 10:10:21

1、媒介:比来几年来,以自然气为代表的高压孔板流量计量的精确性日趋遭到正视,气体压力的不合会带来气体流量仪表本身机器机能的巨年夜转变,从而造成气体流量仪表计量机能的严峻转变。流量标准装配是复现流量量值的载体,也是进行流量计量研究的需求前提,世界列都城努力建立本身的高压孔板流量标准装配。德国PTB、美国NLST、韩国KRISS等采取不合原级标准建立了高压孔板流量标准装配。中国计量迷信研究院2014年建成了一套高压孔板流量标准装配,装配包含高压pVTt孔板流量原级标准装配、高压音速喷嘴法气体流量次级标准装配及高压环道孔板流量事情标准装配。高压环道孔板流量标准装配以4台涡轮番量计作为标准表,可实现zui高压力2.5MPa下1600m3/h的测量才气,扩展不肯定为0.21% (k=2),本文阐发了其构成及不肯定度。

2、高压环道气体流量标准装配的建立:
   高压环道孔板流量标准装配首要由气源部分、动力部分、换热部分、事情部分等构成,装配道理简图见图气源部分为体系供应高压气体,首要由2台氛围紧缩机、两级储气罐、两级调压装配等构成。一级储气罐zui高耐压11 MPa,二级储气罐zui高耐压5 MPa;一级减压调压体系由4个调压阀构成,二级减压体系由6个调压阀构成。
    动力部分是1台高压鼓风机,高压鼓风机为环道气体供应循环动力。装置在高压鼓风机出口的过滤器则包管管道内气体的干净,同时也起到必然的整流感化。考虑到气体在环路体系运行中的沿程及局域压力丧失,高压鼓风机具有2. 5 MPa下,200 kPa的升压才气。


高压环道气体流量标准装置原理简图

图1高压环道气体流量标准装配道理简图

3、标准装配不肯定度阐发:
   以1台孔板流量计标准表检定1台涡轮番量计被检表为例对装配的不肯定度进行阐发。
3.1、数学模型:
   按照质量守恒,经由过程涡轮番量计被检表的体积流量为:

计算公式


  式中:QV,MUT为涡轮番量计被检表的实在体积流量,m3/h;E,为孔板流量计标准表示值偏差,经由过程上一级标准装配测量获得;K,为孔板流量计标准表仪表系数,为流量计本身固有特性;N,为孔板流量计标准表脉冲数;;t为尝试时候,S9Pi"PMUT别离为孔板流量计标准表、被检表处压力,Pa; T几UT别离为孔板流量计标准表、被检表处温度,K : Z, , ZMUT别离为孔板流量计标准表、被检表处氛围的紧缩系数。为进步压力测量的精确度,装配采取“绝压+差压”的压力测量体例,即高精度绝压表串连差压变送器。进而,式(1)可改写为:

计算公式

式中:Pabs为高精度绝压表取压点处压力,Pa;△p1

计算公式

3.2、不肯定度阐发:
   按照式(3),高压环道气体流量标准装配,体系相对测量不肯定度为:

不确定度


    因为标准表和被检表处的参数近似,于1,忽视该项不肯定度影响。鲁靠近    (1)涡轮番量计标准表示值偏差,ur(E,)    4台标准表溯韵噶高压音速喷嘴气体流量次级标准装配。高压音速喷嘴气体流量次级标准装配的相对扩展不肯定度为0. 15% ( k=2 ) fz7,是以,U(E,)= 0. 20 0(k=2),u(E,)=0. 10%。
    (2)压力测量,ur(pabs) ur(△p1;),ur(△pMUT )    压力测量体系采取“绝压+差压”的测量体例,经由过程2块高精度绝对压力测量仪表(以下简称为绝压表)串连7块高精度相对压力变送器(以下简称为差压表)实现。绝压表与差压表取压点别离如图1所示。
    2块高精度绝压表由高压和高压2个测量传感器构成:高压段量程0. 2一0. 7 MPa,高压段量程0.,一3. 5 MPa。校准后测量不肯定度为示值的0.01%(k=2),是以,绝压测量带来不确度为: 2. 5 MPa下,zui年夜差压为2U0 kPa,是以,活络度系数为:

计算公式



    差压变送度量程0一0. 1 MPa,校准后测量不肯定度为0.025% (k=2),差压测量带来的不肯定度为:

计算公式


3. 3、装配不肯定度实现的关头办法:
   (1)孔板流量计标准表的原位校准
   装置环境的转变对涡轮番量计测量精确度存在较年夜影响,为实现校准精确度,需特别重视装置对涡轮番量计的影响闭。为避免标准表因装配、装置带来的不肯定度,高压环道装配的涡轮番量计标准表设想为原位校准体例。
   校准过程中,封闭事情部分外部球阀,翻开消音器处球阀,包管调压系同一标准表涡轮番量计一16支音速喷嘴组一被检管路一消音器一年夜气做为气体畅通途径,实现标准表的原位校准。有效晋升涡轮番量计标准表溯源的可靠性,包管装配的不肯定度。
    (2)“绝压+差压”的压力测量体例
   高压环道气体流量标准装配采取2块高精度绝压表串连7块高精度差压变送器的压力测量体例,这在以往海内同类装配中未见利用。纯真利用绝压表测量压力(以下简称为“绝压”测量)与“绝压十差压”2种测量体例的不肯定度对比成果如表3所示。

表2高压环道气体流量标准装置的不确定度分析一览表  表3  2种压力测量方式的不确定度对比分析表
表2高压环道孔板流量标准装配的不肯定度阐发一览表  表3  2种压力测量体例的不肯定度对比阐发表

    成果表白:利用“绝压”测量体例时,各部分活络度系数均为1,压力测量惹人的标准不肯定度为0. 0071 %;利用“绝压+差压”的压力测量体例时,部分活络度系数降落至0. 08,压力测量惹人的标准不肯定度降为0. 0015 %。是以,“绝压+差压”的测量体例因为各部分活络度系数的降落,有效降落了压力测量带来的总的不肯定度,进步了装配的不肯定度。

4、结论:
   中国计量迷信研究院建成一套高压气体流量标准装配,该装配包含高压pVTt气体流量原级标准装配、高压音速喷嘴法气体流量次级标准装配及高压环道气体流量事情标准装配。该高压环道装配以4台涡轮番量计作为标准表,具有2. 5 MPa,1600 m3/h的测量才气。高压环道装配的扩展不肯定度为0.21% (k二2)。孔板流量计标准表的原位校准与“绝压+差压”的压力测量体例的实施包管了装配测量不肯定度的实现。

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