CN105509844A

CN105509844A - 一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法

Info

Publication number: CN105509844A
Application number: CN201510820864.2A
Authority: CN
Inventors: 刘桂雄; 罗德章
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-11-23
Filing date: 2015-11-23
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-11-23
Also published as: CN105509844B

Abstract

本发明公开了一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，包括：基于原有液体流量校准装置，以一标准表代替被检表，组成换向器检定装置；进行一次标准换向过程，系统产生一个Δt，记录标准表读数q₁、计时器读数t₁与重量秤读数m₁；流量不变，取时间间隔t_i≈t₁/n(n∈N⁺且n≥2,1≤i≤n)，在每个t_i间隔内进行一次换向过程，期间不清零计时器与重量秤，系统便会累积n个Δt，对于n次换向过程回路实际瞬时流量q_n,第i次换向过程称重容器实际液体质量m_i、第i次换向过程实际计时时间t_i，n次换向过程称重容器实际累计液体质量与实际累积计时时间分别为与引入误差修正系数k_q＝q_n/q₁、令通过换向流量误差与计时误差转化模型换算得出计时误差设置参考点，根据Δt的符号调整触发器位置使得Δt→0。

Description

一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法

技术领域

本发明涉及液体流量校准装置开式换向器检定技术领域，具体指一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法。

背景技术

流量校准装置对标准表的检定与工作起着至关重要作用。换向器作为影响装置测量精度关键部件之一，对其快速、准确检定意义重大。流体换向器换向误差尚未有统一定义，换向器检定方法也有所不同。

测量过程产生换向误差表现为换向流量误差，误差来源于换向运动重复性误差(重复换向运动规律不一致性)、对称性误差(双向换向运动规律不对称性)、匀速性误差(换向运动规律非匀速性)与计时触发误差(计时触发信号与被检表脉冲信号不同步误差)等因素。但换向流量误差通常难以通过实验直接得到，故通常还是通过计时触发误差去估计换向误差，但其忽略了回路流场对称性误差、换向运动对称性与匀速性误差等方面影响，只适用于喷嘴固定型换向器。故将换向流量误差转化为容易测得的物理量，设置特定方法对换向器性能进行评估检定，对提高液体流量校准装置测量精度有实际意义。

发明内容

为全面完善评估换向器性能与分析换向误差，为各类型换向器提供通用检定方法，提高整体装置测量精度。本发明提供一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，该方法无需重新建立换向器系统，大大减小实验成本；高精度估计换向误差，适用于所有开式换向器性能评估；可通过不断调整触发器位置从而减小Δt，有效降低换向器不确定度，提高整体液体流量校准装置的测量精度。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于对该类换向器性能提供了一种通用评价指标Δt，所述方法包括：

A基于原有液体流量校准装置，以一标准表代替被检表，组成换向器检定装置；

B进行一次标准换向过程，系统产生一个Δt，记录标准表读数q₁、计时器读数t₁与重量秤读数m₁，重置标准表与重量秤；

C流量不变，取时间间隔t_i≈t₁/n(n∈N⁺且n≥2,1≤i≤n)，在每个t_i间隔内进行一次换向过程，期间不清零计时器与重量秤，系统便会累积n个Δt，对于n次换向过程回路实际瞬时流量q_n,第i次换向过程称重容器实际液体质量m_i、第i次换向过程实际计时时间t_i，n次换向过程称重容器实际累计液体质量与实际累积计时时间分别为与

D引入误差修正系数k_q＝q_n/q₁、令通过换向流量误差与计时误差转化模型换算得出计时误差

Δ t = \frac{k_{t} \cdot t_{1}}{(n - K_{m} / k_{q})} (\frac{K_{m}}{k_{q} \cdot k_{t}} - 1);

E设置参考点(一般为换向运动过程中点)，根据Δt符号反复调整触发器使得Δt→0(若Δt＞0，证明触发器位置离换向器中轴线过远，若Δt＜0，证明触发器位置离换向器中轴线过近)。

本发明有益效果是：

无需重新建立换向器系统，大大减小实验成本；高精度估计换向误差，适用于所有开式换向器性能评估；可通过不断调整触发器位置从而减小Δt，有效降低换向器不确定度，提高整体液体流量校准装置的测量精度。

附图说明

图1通用液体流量校准装置开式换向器检定方法流程图；

图2是换向器检定系统装置结构原理图；

图3是一次标准测量过程称重容器换向流量误差与计时误差转换关系模型(横坐标为时间轴、纵坐标为瞬时流量轴)；

图4是n次换向过程换向流量误差及计时误差关系图(横坐标为时间轴、纵坐标为瞬时流量轴)；

图5是触发器调整后计时误差变化图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明专利作进一步详细的描述。

本发明是基于误差累积原理换向器检定方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤1：基于原有液体流量校准装置，以一标准表代替被检表，组成换向器检定系统(如图2所示)。

步骤2：基于换向器检定系统进行一次校准测量，可得图3所示测量过程称重容器实际瞬时流量模型(横坐标为时间轴、纵坐标为瞬时流量轴)，最优计时启停时刻分别为t_Mstart-OP、t_Mstop-OP。令t′_Mstart、t′_Mstop分别表示实际计时启停时刻，则理想计时时间t_ideal＝t_Mstop-OP-t_Mstart-OP、实际计时时间t₁＝t′_Mstop-t′_Mstart，将t₁沿x轴平移使得t_Mstart＝t′_Mstart并引入计时误差Δt＝t_ideal-t₁。若标准表读数q₁、计时器读数t₁与重量秤读数m₁，那么q₁可表示为：

q_{1} = \frac{m_{1}}{(t_{1} + Δ t)} = \frac{m_{1}}{t_{1}} \cdot \frac{1}{1 + Δ t / t_{1}}

其中q₁＝99.307kg/s、t₁＝29.418s、m₁＝2971.067kg

步骤3：流量不变，取时间间隔t_i≈t₁/n(n∈N⁺且n≥2,1≤i≤n)，在每个t_i间隔内进行一次换向过程，期间不清零计时器与重量秤，系统便会累积n个Δt，可得图4所示n次换向过程换向流量误差及计时误差关系图(横坐标为时间轴、纵坐标为瞬时流量轴)。对于n次换向过程回路实际瞬时流量q_n,第i次换向过程称重容器实际液体质量m_i、第i次换向过程实际计时时间t_i，n次换向过程称重容器实际累计液体质量与实际累积计时时间分别为与那么q_n可表示为：

q_{n} = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{(Σ_{i = 1}^{n} t_{i} + n \cdot Δ t)} = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{i = 1}^{n} t_{i}} \cdot \frac{1}{1 + n \cdot Δ t / Σ_{i = 1}^{n} t_{i}}

其中q_n＝99.472kg/s、

Σ_{i = 1}^{n} t_{i} = 29.786 s, Σ_{i = 1}^{n} m_{i} = 3211.553 k g, n = 5

步骤4：引入误差修正系数k_q＝q_n/q₁、令通过换向流量误差与计时误差转化模型换算得出计时误差

Δ t = \frac{k_{t} \cdot t_{1}}{(n - K_{m} / k_{q})} (\frac{K_{m}}{k_{q} \cdot k_{t}} - 1) .

其中k_q＝1.002、k_t＝1.013、K_m＝1.081、Δt＝0.494s

步骤5：如图5所示，可根据Δt符号反复调整触发器使得Δt→0(若Δt＞0，证明触发器位置离换向器中轴线过远，若Δt＜0，证明触发器位置离换向器中轴线过近)。

虽然本发明专利所揭露的实施方式如上。但所述的内容只是为了便于理解本发明专利而采用的实施方式，并非用以限定本发明专利。任何本发明专利所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明专利所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明专利的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，对该类换向器性能提供了一种通用评价指标Δt，所述方法包括：

C流量不变，取时间间隔t_i≈t₁/n，其中n∈N⁺且n≥2,1≤i≤n在每个t_i间隔内进行一次换向过程，期间不清零计时器与重量秤，系统便会累积n个Δt，对于n次换向过程回路实际瞬时流量q_n,第i次换向过程称重容器实际液体质量m_i、第i次换向过程实际计时时间t_i，n次换向过程称重容器实际累计液体质量与实际累积计时时间分别为与

Δ t = \frac{k_{t} \cdot t_{1}}{(n - K_{m} / k_{q})} (\frac{K_{m}}{k_{q} \cdot k_{t}} - 1);

E设置参考点，根据Δt符号反复调整触发器使得Δt→0。

2.如权利要求1所述的通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，所述步骤A中，所述换向器检定系统中检定对象由被检表变为换向器，无需另外建立换向器检定系统。

3.如权利要求1所述的通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，所述步骤B中，基于换向器检定系统进行一次校准测量，系统产生一个Δt，记录标准表读数q₁、计时器读数t₁与重量秤读数m₁，那么q₁可表示为：

q_{1} = \frac{m_{1}}{(t_{1} + Δ t)} = \frac{m_{1}}{t_{1}} \cdot \frac{1}{1 + Δ t / t_{1}} . - - - (1)

4.如权利要求1所述的通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，所述步骤C中对于n次换向过程回路实际瞬时流量q_n可表示为：

q_{n} = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{(Σ_{i = 1}^{n} t_{i} + n \cdot Δ t)} = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{i = 1}^{n} t_{i}} \cdot \frac{1}{1 + n \cdot Δ t / Σ_{i = 1}^{n} t_{i}} - - - (2)

其中，m_i为第i次换向过程称重容器实际液体质量，t_i为第i次换向过程实际计时时间。

5.如权利要求1所述的通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，所述步骤D中：引入误差修正系数k_q＝q_n/q₁、令通过换向流量误差与计时误差转化模型换算得到换向器计时误差Δt：

\begin{matrix} k_{q} = q_{n} / q_{1} = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{i = 1}^{n} t_{i}} \cdot \frac{1}{1 + \frac{n \cdot Δ t}{Σ_{i = 1}^{n} t_{i}}} / (\frac{m_{1}}{t_{1}} \cdot \frac{1}{1 + Δ t / t_{1}}) = \frac{K_{m}}{k_{t}} \cdot \frac{1 + Δ t / t_{1}}{1 + n \cdot Δ t / Σ_{i = 1}^{n} t_{i}} \\ &DoubleRightArrow; \frac{K_{m}}{k_{q} \cdot k_{t}} - 1 = \frac{1 + n \cdot Δ t / Σ_{i = 1}^{n} t_{i}}{1 + Δ t / t_{1}} - 1 = \frac{n \cdot Δ t \cdot t_{1} - Δ t \cdot Σ_{i = 1}^{n} t_{i}}{Σ_{i = 1}^{n} t_{i} (t_{i} + Δ t)} \\ &DoubleRightArrow; Δ t = \frac{k_{t} \cdot t_{1}}{(n - K_{m} / k_{q})} (\frac{K_{m}}{k_{q} \cdot k_{t}} - 1) \end{matrix} . - - - (3)

6.如权利要求1所述的通用液体流量校准装置开式换向器检定方法，其特征在于，所述步骤E中：参考点为换向运动过程中点，根据Δt符号反复调整触发器使得Δt→0，若Δt＞0，证明触发器位置离换向器中轴线过远，若Δt＜0，证明触发器位置离换向器中轴线过近。