涡轮流量计在润滑油中性能测试
摘 要: 流量计量在各工业系统要求越来越高,涡轮流量计在各工业现场应用较多,简要介绍了涡轮流量计的工作原理及特点。利用现有滑油流量标准,分别对两台较高精度涡轮流量计进行了性能测试,并对测试结果进行了简要分析,测试结果表明粘度对涡轮流量计性能有较大影响。
1、引言:
随着社会及科学技术的不断进步,流量计量的在各工业系统越来越受重视,相关技术也取得了很大的进步,如多种新型流量计不断投入使用,传统流量计技术得到改进,精度更高等。各种在线计量、国际比对,实流测试等已成为如今流量计量发展的主要方向。工业实际应用中流量的准确计量需要高准确度的流量计来保证,更需要对流量计量仪表的正确使用来保证。
2、涡轮流量计及测试依据:
2. 1、涡轮流量计:
图 1 涡轮流量计组成
1 壳体,2 前导流板,3 轴承,4 涡轮,5 变送器,6 前置放大器,7二次仪表
涡轮流量计是一种速度式流量仪表,利用涡轮感受流体平均流速来导出流量,其工作原理是液体通过流量计内腔,对叶片产生冲击而使涡轮旋转,涡轮旋转速度随流量大小变化而变化,通过涡轮的转速而得到液体介质的流量。因涡轮流量计具有结构简单,体积、质量小,精度高等特点,所以在工业实际中应用***为广泛。如图 1所示为涡轮流量计典型结构。
2. 2、测试依据:
涡轮流量计的测试主要依据《JJG 1037 - 2008 涡轮流量计检定规程》。主要参数包括仪表系数、***大示值误差( 仪表线性度) 及仪表重复性。计算方法如下:
Kij | = | Nij | ( 1) | ||||
Vij | |||||||
K = | ( Ki ) | max | + ( Ki ) min | ( 2) | |||
2 | |||||||
E = | ( Ki ) max - ( Ki ) min | ( 3) | |||||
( Ki ) | max | + ( Ki ) min |
式中: Kij —第 i 检定点第 j 次检定的仪表系数,L - 1 或 ( m3 ) - 1 ;
Nij —第 i 检定点第 j 次检定时流量计显示仪表测得的脉冲数;
Vij —第 i 检定点第 j 次检定时标准装置测得的实际流量,L 或 m3 ;
i—1,2,3…m,m 为检定点数,m≥3; j—1,2,3…n,n 为检定次数,n≥3。K—流量计的仪表系数,L - 1 或( m3 ) - 1 ;
E—流量计的仪表***大示值误差,L - 1 或( m3 ) - 1 ; ( Ki ) max —流量计所有检定点中所得到的 Ki 中的***
大值,L - 1 或( m3 ) - 1 ;
( Ki ) min —流量计所有检定点中所得到的 Ki 中的***小值,L - 1 或( m3 ) - 1 ;
3、试验标准及测试仪表:
3. 1、标准介绍:
此次比对试验所使用装置为我单位所拥有的滑油流量标准装置,其主要指标如下所示:
试验介质: 4050 航空润滑油。
流量范围: ( 0. 1 ~ 80) m3 /h;
不确定度: 0. 05% ( k = 2) ;
装置原理: 静态质量法;
变温范围: ( - 35 ~ 150) ℃ ;
温控精度: ± 1 。 3. 2 测试仪表
此次试验测试选用两台涡轮流量计,口径分别为
Φ40、Φ25,主要考虑 40 和 25 口径的流量计应用较多,同时流量衔接,更具有代表性。其主要参数如下:
( 1) Φ40 流量计型号规格: LWGY - 40;
流量范围: ( 2 ~ 20) m3 /h;
出厂等级: 0. 5 级。 ( 2) Φ25 流量计型号规格: LWGY - 25;
流量范围: ( 1 ~ 10) m3 /h;
出厂等级: 0. 5 级。
4、试验测试:
4. 1、测试条件环境温度:
27. 0 ;
大气压力: 99660Pa;
湿度: 44. 5% ; 介质粘度; 20. 47cst。
4. 2、测试结果:
依据以上测试方法对所选流量仪表进行了性能测试,结果测试数据分别列于表 1、表 2 中。
表 1 Φ40 流量计测试数据
检定点 | 频率 | 流量 | 系数 | 平均系数 | 重复性 |
( Hz) | ( m3 /h) | ( 1 /L) | ( 1 /L) | ( % ) | |
444. 73 | 20. 345 | 78. 697 | |||
1 | 444. 97 | 20. 360 | 78. 678 | 78. 702 | 0. 035 |
444. 22 | 20. 312 | 78. 732 | |||
311. 41 | 14. 129 | 79. 345 | |||
2 | 311. 51 | 14. 135 | 79. 339 | 79. 328 | 0. 030 |
310. 38 | 14. 090 | 79. 301 | |||
184. 23 | 8. 2737 | 80. 162 | |||
3 | 184. 62 | 8. 2879 | 80. 193 | 80. 192 | 0. 038 |
184. 47 | 8. 2781 | 80. 222 | |||
114. 57 | 5. 1651 | 79. 854 | |||
4 | 114. 60 | 5. 1683 | 79. 824 | 79. 842 | 0. 001 |
115. 00 | 5. 1872 | 79. 811 | |||
39. 054 | 1. 9642 | 71. 578 | |||
5 | 39. 959 | 2. 0104 | 71. 554 | 71. 546 | 0. 049 |
40. 029 | 2. 0152 | 71. 508 |
依据表 1 测试数据,经计算可得,Φ40 流量计测试结果如下:
仪表系数: ( 75. 869) 1 /L;
仪表重复性: 0. 049% ;
仪表线性: 5. 7% 。
表 2 Φ25 | 流量计测试数据 | ||||
检定点 | 频率 | 流量 | 系数 | 平均系数 | 重复性 |
( Hz) | ( m3 /h) | ( 1 /L) | ( 1 /L) | ( % ) | |
419. 53 | 10. 011 | 150. 86 | |||
1 | 419. 60 | 10. 030 | 150. 60 | 150. 73 | 0. 001 |
419. 35 | 10. 018 | 150. 69 | |||
299. 56 | 7. 1974 | 149. 83 | |||
2 | 299. 47 | 7. 2045 | 149. 64 | 149. 69 | 0. 087 |
299. 07 | 7. 1976 | 149. 58 | |||
172. 51 | 4. 2217 | 147. 11 | |||
3 | 172. 44 | 4. 2207 | 147. 08 | 147. 11 | 0. 021 |
172. 15 | 4. 2120 | 147. 14 | |||
109. 37 | 2. 7133 | 145. 11 | |||
4 | 110. 58 | 2. 7436 | 145. 09 | 145. 07 | 0. 035 |
110. 31 | 2. 7383 | 145. 02 | |||
37. 771 | 0. 97328 | 139. 71 | |||
5 | 28. 529 | 0. 99240 | 139. 76 | 139. 67 | 0. 085 |
38. 067 | 0. 98212 | 139. 54 |
依据表 2 测试数据,经计算可得,Φ25 流量计测试结果如下:
仪表系数: ( 145. 27) 1 /L;
仪表重复性: 0. 087% ;
仪表线性: 3. 9% 。
5、结论:
此次试验所选涡轮流量计,出厂精度均达 0. 5 级以上,而测试结果显示两台流量计的线性都较差,分别为5. 7% ,3. 9% ,重复性较好,分别达到了 0. 049% ,0. 087% 。
结果表明粘度对涡轮流量计线性影响较大,涡轮流量计在高粘度液体中使用时适合定点使用,检定时要使用实流或粘度相近液体,不宜用水和其它低粘度液体代替。为保证仪表的准确性,可采用系数分段插值法,使仪表在各个测量段线性达到一个理想值,另外可选用使用非线性拟合方法的涡轮流量计。