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利用钟罩流量计的探讨


文章日期:2017-06-17|阅读数:


根据气体气体浮子流量计的工作原理,利用钟罩 - 标准表法装置实现浮子流量计的检定过程; 阐述了装置及方法的优越性; 给出了气体浮子流量计常用的检定计算公式,并对使用、检定过程中影响计量准确性的三种问题进行了剖析,为高效、可靠地开展气体浮子流量计检定工作打下良好基础。

0.引言

浮子流量计,也称转子流量计,具有结构简单、刻度值直观、使用维护方便、压损小而恒定等优点,被广泛应用于工业流量测量领域。气体浮子流量计专用于测量各种工业气体的流量,只有定期对其进行计量溯源( 检定或校准) 才能保障其示值的准确可靠。然而,溯源过程中气体介质受压力、温度等条件影响很大,想要测准并不容易,工作效率也不高; 此外还涉及到小流量检定不准确的问题。本文利用钟罩 - 标准表法装置实现浮子流量计的检定过程,能够体现出钟罩法、标准表法两种装置的优点,使气体浮子流量计的检定工作准确而高效。典型气体浮子流量计如图 1 所示。

 重点1.jpg

1.钟罩 - 标准表法装置原理

 

钟罩 - 标准表法装置( 以下简称“装置”,示意图如图 2 所示) ,主要由钟罩、气源( 风机) 、开关阀、流量调节阀、气体管道、标准流量计、夹表器、压力传感器、温度传感器、计算机控制及数据采集系统等构成。

 

装置是基于流体力学的连续性方程设计的,以钟罩、标准流量计( 一般为气体质量流量计) 为标准器,在传统的钟罩式气体流量标准装置基础上,增加标准流量计配置。当使用钟罩法时,标准流量计可以用于指示瞬时流量值; 当使用标准表法时,标准表成为计量标准器,其值经温、压修正后可以直接与被检流量计进行比较,从而得出示值误差。

 

2.检定实现过程

 

检定主要按照浮子流量计检定规程的要求来开展主要分为以下几个过程:

 

( 1) 连接。将被检浮子流量计与装置相关部件进行可靠连接。

( 2) 气密性试验。可以使用“皂泡验漏法”,也可参考相关标准要求进行。

( 3) 试运行。也称热机,以钟罩或标准表的***大流量进行试运行,使钟罩、标准表内部空气温度与实验室内环境温度进行充分平衡。

 

( 4) 调流量。将钟罩升起后打开钟罩阀门,观察被检浮子流量计,操作流量调节阀使浮子流量达到相应 整刻度检定点,关闭钟罩气源阀门。

 

( 5) 检定。将钟罩升起,打开钟罩阀门开始正式检定,同时启动计时器,持续不少于 1min 时间。过程中系统自动采集标准器与被检器的温度、压力、瞬时量、累积量等数据,完成一次检定后可再增加一次。

 

其它检定点与此类似,直到完成所有检定。一般应选择包括浮子流量计上限流量和下限流量在内的 5 个均匀分布的流量点进行检定。

3.检定过程中的计算公式

 重点2.jpg

 

 

4.方法优越性

 

( 1) 装置能够提供稳定的气源。气源稳定是实施检定的前提条件,气体浮子流量计是瞬时显示型的流量计,就更要求气流要稳定。钟罩具有可靠的压力补偿机构,能够保证检定过程中的压力稳定,避免因为气源问题引起的浮子上下摆动不停的情况发生。

 

( 2) 装置可以兼顾浮子流量计的流量范围。以 100L 装置为例,流量范围一般为 ( 0 ~ 6 ) m3 /h,钟罩分度0. 13L /mm,一般要求钟罩每次检定行程至少需 200mm才准确。小流量时行程过短,则钟罩读数误差较大; 行程过大则需要的检定时间较多,检定过程量容易发生变化,检定效率低下。因此,一般气体浮子流量计在流量( 1. 5~ 6) m3 /h 时采用钟罩或标准表法; 在 1. 5m3 /h 以下时采用标准表法。

 

( 3) 装置及方法的高效准确性。根据浮子流量计类型及流量范围,灵活选择钟罩法或标准法,兼顾了检定准确度和高效率的要求。

 

5.常见问题

 

5. 1 气密性检测

 

气密性检测也称验漏,是后续检测工作的前提,没经过验漏操作的检定数据是没有意义的。验漏包括装置本身气密性及浮子气密性,建议使用肥皂泡进行装置的整体验漏,该方法简单直观,易于实施。

 

5. 2 浮子卡滞、静止、跳动现象

 

浮子是气体浮子流量计的核心部件,检定过程中如果浮子不能在流量计内腔或沿导杆自由滑动,一般有如下几个原因:

 

( 1) 浮子流量计生产质量或安装问题引起的浮子卡滞或卡死。

 

( 2) 浮子流量计内壁或导杆上有脏污介质附着,从而使得浮子不能顺畅地进行正反行程的滑动。

 

( 3) 试验时,浮子流量计进气通道与出气通道接反,从而使得浮子停在锥管底部静止不动。

 

( 4) 气源压力不足,浮子流量计停在某处不再上升。

 ( 5) 浮子前压力较大,造成浮子前后压差过大而造成弹跳现象检定前必须保证气体浮子流量计的浮子滑动自如,必要时需进行清洗或维修后才能检定。

 

5. 3 流量计的摆放位置的把握

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由于气体浮子流量计是基于浮子重力、气体浮力原理设计的,因此必须保证其安装、使用、检测过程中一直保持竖直状态,以保证计量准确性。如图 3 所示,浮子量计本身自带水平调整装置,试验前已调平摆放位置,图4 所示为未调平位置的情况。

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6.结束语

 

气体浮子流量计及钟罩的使用问题是行业内讨论较多的难点问题,本文利用钟罩 - 标准法装置能够较好地实现气体浮子流量计的检定过程,克服了传统方法在检定小流量点时检定不准确、时间长、效率低的缺点,检定过程中钟罩法和标准表法可由操作人员根据情况进行转换,丰富了气体浮子流量计的溯源手段。

 



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