一種活塞位移型液體流量校準裝置

圖3 系統(tǒng)軟件結構圖2．5溫度系統(tǒng)設計

按照裝置總不確定度和溫度范圍的要求，估算確定對溫度控制和溫度測量準確度的要求以及整個系統(tǒng)各部分溫度梯度的要求。

3 研制達到的水平

裝置研制成功后，經(jīng)過一年左右的運轉、測試、實驗和修改，并經(jīng)以中國計量科學研究院為首的測試組的測試，在總不確定度和流量穩(wěn)定性兩項主要技術指標上達到了原設計指標，即九十年代美國的世界領先水平的指標；在溫度范圍方面(最高150℃)超過了美國的水平(最高66℃)；并通過了總公司級鑒定，評價為：國內領先，國際先進。

4 裝置的創(chuàng)新與特點

4．1 由前述原理部分可知，裝置標準流量的獲得關鍵取決于動態(tài)位移了l的測量。位移測量通常的方法是用光柵，我們沒有采用光柵，而采用了有一定風險的英國專利技術球柵尺。它與光柵相比，具有抗振動干擾性強，抗污染性強，長期可靠性好，便于維護等優(yōu)點。我們克服了硬件和軟件方面的雙重困難，使球柵尺這項新技術在我國流量校難裝置上首次應用成功。

4．2 該裝置在校準具有脈沖輸出的流量計方面(如最常用的渦輪流量計)，首次成功地應用了ISO7278／3脈沖插入技術(通常稱為雙時間測量法)。該方法采用了兩個計時器，可以測出流量計脈沖的小數(shù)值，從而大大提高了校準分辨率和校準的準確度。采用國際標準的成功，一方面便于和國際接軌，另一方面也便于與國際上進行標準比對。

4．3 該裝置可在室溫一150℃的大溫度范圍內的任一溫度下，對流量計進行校準，這一點在流量校準領域具有極大的理論和實踐意義，具體詮釋如下：

我們知道，流量測量的液體介質(如油類、化工類)有上千種之多，常用的也不下一百種，所以不可能每種液體介質都建一套流量校準裝置，只能建立部分必需的液體流量校準裝置，而且由于裝置復雜，清洗困難，液體介質問互不相容，經(jīng)濟代價太大等原因，國內外皆不主張也沒采用更換介質的辦法對使用于不同介質的流量計進行校準，因此對多數(shù)液體介質所使用的流量計，只能用與其使用介質不同的介質進行校準，這樣就產(chǎn)生了流量計在校準介質與使用介質不同時其儀表系數(shù)K的修正問題。對同一支渦輪流量計來說，介質不同影響其儀表系數(shù)K的主要因素是介質的粘度(v)和密度(ρ)，而更主要的是粘度。校準介質與使用介質不同對渦輪流量計的儀表系數(shù)K的修正問題，是一個復雜的實驗和理論問題，是目前國內外流量測量領域的不少專家學者正在致力研究的問題，問題的圓滿解決還相差很遠。

我們研制的裝置以它具有大范圍變溫校準的特點，為上述修正問題的解決提供了一個非常重要的實驗條件。

該裝置的重要用途舉例如下：

(1)用該裝置和《變溫模擬校準法》研究粘度(v)對渦輪流量計儀表系數(shù)K的影響。

如上述，v和ρ對K造成主要影響，應使ρ相對固定，即要求?；唇橘|和使用介質偽ρ比較接近。我們裝置用的介質4050號滑油，密度近于1(與水接近) 粘度很大(20℃時為58cst)，這樣就可以選一支性能穩(wěn)定的渦輪流量計，先用水在室溫下校出K值(．水v：1cst) 然后在我們的裝置上，用通過改變溫度從而改變4050號滑油粘度(v)的方法在不同的粘度下校出K值，即可得出v對K的具體影響。

(2)用該裝置和《變溫模擬校準法》研究密度(ρ)對渦輪流量計儀表系數(shù)K的影響。

研究ρ對K的影響，要相對固定v值。選一支性能穩(wěn)定的渦輪流量計，用中國計量科學研究院的變壓器油流量校難裝置在室溫(自然溫度，不能變溫)下校出K值，如在室溫26℃下(這時變壓器油的v＝21cst，ρ≈0．86)校出K值，然后在我們的滑油裝置上；在滑油粘度為21cst下進行校準（這時滑油的溫度應升到45℃，因滑油的粘度——溫度曲線已知，滑油ρ≈0.97），得出K值。這樣既可對得到粘度相同、密度不同對流量計儀表系數(shù)K的影響。

（3）該裝置的進一步應用，還可用來研究并更令人滿意地解決粘度對渦輪流量計性能的影響，即瓊斯（Jones）近年來提出的《通用粘度曲線法》，該方法優(yōu)于傳統(tǒng)的K系數(shù)試驗和理論分析方法。

4．4該裝置準確度高，結構緊湊，體積?。ㄕ嫉孛娣e小，相當于傳統(tǒng)裝置的1/5），技術含量高，而且是封閉運行，安全可靠。

5 裝置的推廣應用價值

由于下述兩方面的分析，該裝置在我國極具推廣價值：

（1）該裝置的全部關鍵技術，包括活塞油缸系統(tǒng)的加工研制、電機穩(wěn)速系統(tǒng)、動態(tài)位移測量系統(tǒng)、ISO7278/3的實施技術、溫度控制系統(tǒng)等，全部由國內我們自行突破，不會在關鍵技術上依賴或受控于國外。

（2）該裝置的原理原則上適用于所有液體流量校準裝置，特別適用于各種油和高粘度液體的流量校準裝置；裝置主體系統(tǒng)加工安裝好后，裝什么介質，就是什么介質的流量校準裝置，不會因為介質的不同而影響裝置的總不確定度。

參考文獻
1《滑油渦輪流量計校準裝置》技術研究報告。張寶珠，1997
2 Determination of Turbine Meter Usable Turndown, Paul D. Olivier, Flow Dynamics, Ins (P739~745,1995)
3 Effect of Kinematic Viscosity on Performance of Turbine Flowmeters—Solution to the Problem, Frank E. Jones, Independent Consultant (P379~389,1995)(end)