CN110793600A - 小流量浮子流量计的精度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小流量浮子流量计的精度检测方法，将气源、调压稳压阀、第一温度测量计、第一压力检测计、被测浮子流量计、第二温度测量计、第二压力检测计和标准表依次连接；调节气体的压力，使得被测浮子流量计的检测流量为其刻度流量Q；C、读取标准表的检测流量q^SJ；将标准表的检测流量q^SJ转换为被测浮子流量计的实际流量q^NJ，计算Q与q^NJ的差值△，即为被测浮子流量计的检测精度。本发明所采用的装置简单，实施成本低，检测方便快捷，且能够保证检测的准确性。

Description

小流量浮子流量计的精度检测方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种小流量浮子流量计的精度检测方法。

背景技术

由于多方面原因，用于气体保护焊及气瓶上等的直径

流量在30升/分钟(l/min)以内的4.0级或2.5级的小流量浮子流量计的精度检测比较困难，一般来说，浮子流量计的精度检测采用容积法的钟罩式气体流量标准装置进行检定，标准检定设备的费用较高，且对建筑的层高也有特殊要求，且检定时要进行体积和时间测量，来换算成流量，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测方便、结果准确的小流量浮子流量计的精度检测方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：小流量浮子流量计的精度检测方法，包括以下步骤：

A、将气源、调压稳压阀、第一温度测量计、第一压力检测计、被测浮子流量计、流量调节阀、第二温度测量计、第二压力检测计和标准表依次连接，环境温度为被测浮子流量计刻度状态下的标准温度；

B、开启气源，利用调压稳压阀调节气体的压力，使气体的压力稳定在被测浮子流量计的刻度压力附近，调节流量调节阀，使得被测浮子流量计的检测流量为其刻度流量Q；

C、读取标准表的检测流量q_SJ作为标准流量，并读取第一温度测量计、第一压力检测计、第二温度测量计和第二压力检测计的读数，然后关闭气源；

D、根据公式

将标准表的检测流量q_SJ转换为被测浮子流量计的实际流量q_NJ，其中，p_sk、p_nk、T_sk、T_nk分别为标准表刻度状态的绝对压力、被测浮子流量计刻度状态的绝对压力、标准表刻度状态的热力学温度、被测浮子流量计刻度状态的热力学温度，P_sj、P_nj、T_sj、T_nj分别为标准表校准状态的绝对压力、被测浮子流量计校准状态的绝对压力、标准表校准状态的温度、被测浮子流量计校准状态的温度；

E、计算Q与q_NJ的差值△，即为被测浮子流量计的误差。

进一步地，步骤A中，将标准表、第一温度测量计、第一压力检测计、第二温度测量计和第二压力检测计均与一控制器相连；

步骤D中，控制器采集标准表、第一温度测量计、第一压力检测计、第二温度测量计和第二压力检测计的检测数据，再由人工将p_sk、p_nk、T_sk、T_nk输入控制器，控制器根据公式自动计算出被测浮子流量计的实际流量q_NJ。

进一步地，步骤E之后，重复步骤B至E，由低到高完成上行程刻度流量的误差检测，再由高到低完成下行程刻度流量的误差检测，再计算所有误差的平均值作为最终检测结果。

进一步地，气源采用气瓶，设置有一实验台面，所述实验台面上设置有一气瓶固定机构、一被测浮子流量计支架、一标准表支架以及两个固定架，所述固定架包括一对立柱和一根水平的导轨，导轨固定设置在立柱的顶部，且导轨的上表面设置有轴向贯穿导轨的定位槽，且定位槽的两侧设置有气管定位件；所述导轨上设置有多个与导轨滑动配合的滑块，所述滑块上设置有测量计定位机构；被测浮子流量计支架设置在两固定架之间；

所述气源可拆卸地固定于气瓶固定机构，气管位于定位槽内并由气管定位件进行固定，所述调压稳压阀、第一温度测量计和第一压力检测计可拆卸地固定于一固定架的测量计定位机构，流量调节阀、第二温度测量计和第二压力检测计可拆卸地固定于另一固定架的测量计定位机构，被测浮子流量计可拆卸地固定于被测浮子流量计支架，标准表可拆卸地固定于标准表支架。

进一步地，所述气瓶固定机构包括立杆、固定环和弹性环，所述立杆竖直设置在实验台面上，所述固定环与立杆固定连接，弹性环通过一弹性杆与立杆相连，且固定环和弹性环围成圆形的定位腔，所述气瓶的底部位于实验台面，气瓶的瓶身设置在定位腔中并由弹性环夹紧固定。

进一步地，所述测量计定位机构包括左滑杆和右滑杆，所述左滑杆和右滑杆分别位于导轨的两侧，左滑杆和右滑杆上均固定设置有固定块，固定块内设置有与固定块螺纹配合的丝杆，左滑杆和右滑杆上设置有可滑动的夹持块，所述丝杆靠近定位槽的一端通过轴承安装于夹持块，所述夹持块的侧面设置有弹性垫。

进一步地，所述气管定位件为呈倒凹字型的塑料件，所述塑料件横跨定位槽，且塑料件的两端与导轨插接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所采用的装置简单，实施成本低，检测方便快捷，且能够保证检测的准确性。

附图说明

图1为本发明的检测示意图。

图2是本发明一体化安装的主视示意图。

图3是图2的中A-A的剖视示意图。

图4是气瓶固定机构的俯视示意图。

附图标记：1—气源；2—调压稳压阀；3—第一温度测量计；4—第一压力检测计；5—被测浮子流量计；6—标准表；7—第二温度测量计；8—第二压力检测计；9—控制器；10—流量调节阀；11—实验台面；12—立柱；13—导轨；14—定位槽；15—气管定位件；16—被测浮子流量计支架；17—标准表支架；18—固定环；19—弹性环；20—立杆；21—弹性杆；22—左滑杆；23—右滑杆；24—固定块；25—丝杆；26—滑块；27—弹性垫；28—滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的小流量浮子流量计的精度检测方法，包括以下步骤：

A、将气源1、调压稳压阀2、第一温度测量计3、第一压力检测计4、被测浮子流量计5、流量调节阀10、第二温度测量计7、第二压力检测计8和标准表6依次连接，组成检测管线，如图1所示，环境温度为被测浮子流量计5刻度状态下的标准温度。

气源1采用供气稳定、气体中不含固体杂质的气源，比如气瓶等。调压稳压阀2用于调节整个管线的气体压力以及降低气体压力的波动，以稳定地输出气流。第一温度测量计3、第一压力检测计4用于检测被测浮子流量计5进气端的气体温度和压力，第二温度测量计7、第二压力检测计8用于检测标准表6进气端的气体温度和压力，标准表6采用高精度的浮子流量计，其检测的流量值基本等于实际流量。第一温度测量计3、第一压力检测计4、被测浮子流量计5、第二温度测量计7和第二压力检测计8均采用精度较高的检测元件。浮子流量计一般会有刻度，该刻度处标识了流量以及标准温度和压力，即该刻度对应的流量是在标准温度和压力下的流量，环境温度为被测浮子流量计5刻度状态下的标准温度，在后续步骤中，更加容易将被测浮子流量计5的检测流量调整为刻度流量Q。

B、开启气源1，利用调压稳压阀2调节气体的压力，使气体的压力稳定在被测浮子流量计5的刻度压力附近，调节流量调节阀10，使得被测浮子流量计5的检测流量为其刻度流量Q。开启气源1后，被测浮子流量计5和标准表6即开始检测管线中的流量。刻度流量Q即为被测浮子流量计5刻度处的流量，刻度压力即被测浮子流量计5刻度处的压力值，调压稳压阀2能够调节气流的压力，流量调节阀10能够调整管线中的流量。将被测浮子流量计5的检测流量调节为需要校准的刻度流量后，观察被测浮子流量计5的读数，确保被测浮子流量计5的读数在一段时间内保持稳定，不会产生较大的波动，才能够停止调压稳压阀2的调节。由于小流量浮子流量计上面的温度、压力值和流量刻度为在该压力下的20℃标况流量刻度，因此校准时，将被校浮子流量计5的流量通过流量调节阀10将其调整到刻度流量，校准时尽量将第一压力检测计4的压力通过调节稳压阀2将其控制并稳定在刻度状态压力附近。将压力调整到刻度状态压力附近是为了减小气体实际流量不稳定性带来的按照按理想气体方程计算时的转换误差。

C、读取标准表6的检测流量q_SJ作为标准流量，并读取第一温度测量计3、第一压力检测计4、第二温度测量计7和第二压力检测计8的读数，然后关闭气源1。当被测浮子流量计5的检测流量稳定在其刻度流量Q时，即可读取标准表6的检测流量q_SJ，由于标准表6为高准确度流量表，可将标准表6的检测流量q_SJ，与第一温度测量计3测得温度和第一压力检测计4测得压力按理想气体方程将其换算为20℃标况下的流量作为标准流量。同时，由于气流的流量根温度和压力有很大的关系，同一管线中不同位置的温度和压力可能存在差异，导致流量也不一样，为了消除这种差异，提高检测的准确性，利用第一温度测量计3和第一压力检测计4检测被测浮子流量计5进气端的气体温度和压力，利用第二温度测量计7、第二压力检测计8检测标准表6进气端的气体温度和压力，再将它们转换为20℃标况的标准流量进行比较，计算出被校浮子流量计5的每个校准点误差。

D、标准表6的检测流量q_SJ作为实际流量，根据温度和压力对流量的影响关系，利用公式计算出被测浮子流量计5的实际流量q_NJ，具体地，根据公式

将标准表6的检测流量q_SJ转换为被测浮子流量计5的实际流量q_NJ，其中，p_sk、p_nk、T_sk、T_nk分别为标准表6刻度状态的绝对压力、被测浮子流量计5刻度状态的绝对压力、标准表6刻度状态的热力学温度、被测浮子流量计5刻度状态的热力学温度，刻度压力即在标准表6和被测浮子流量计5的刻度处标识的标准压力，刻度热力学温度即在标准表6和被测浮子流量计5的刻度处标识的标准温度，这是已知的，直接在标准表6和被测浮子流量计5上读取即可。P_sj、P_nj、T_sj、T_nj分别为标准表6校准状态的绝对压力、被测浮子流量计5校准状态的绝对压力、标准表6校准状态的温度、被测浮子流量计5校准状态的温度，标准表6校准状态的绝对压力即步骤C中第二压力检测计8的读数，被测浮子流量计5校准状态的绝对压力即步骤C中第一压力检测计4的读数，标准表6校准状态的温度即步骤C中第二温度测量计7的读数，被测浮子流量计5校准状态的温度即步骤C中第一温度测量计3的读数。

E、计算被测浮子流量计5的检测流量Q与实际流量q_NJ的差值△，即为被测浮子流量计5的检测精度。

上述各种数据的读取以及计算可以人工进行，为了提高检测效率，步骤A中，将标准表6、第一温度测量计3、第一压力检测计4、第二温度测量计7和第二压力检测计8均与一控制器9相连；控制器9采用常规的电脑即可，通过编程可以将公式

植入控制器9，控制器获取数据后可自动进行计算并输出结果。

步骤D中，控制器9采集标准表6、第一温度测量计3、第一压力检测计4、第二温度测量计7和第二压力检测计8的检测数据，再由人工将p_sk、p_nk、T_sk、T_nk输入控制器9，控制器9根据公式自动计算出被测浮子流量计5的实际流量q_NJ。

检测过程中容易产生误差，如果只检测一次可能会导致误差较大，因此，步骤E之后，重复步骤B至E，由低到高完成上行程刻度流量的误差检测，再由高到低完成下行程刻度流量的误差检测，再计算所有误差的平均值作为最终检测结果。

本发明的所采用的检测设备简单，都是常用的元件，成本低，检测方便。但目前在检测时，都是将各种设备随意摆放，难以保持固定，导致检测场地比较杂乱，容易出现故障。没有专用于小流量浮子流量计检测的实验台，可以有序地固定各种设备，提高检测效率，且能够进行批量化检测。

为了解决这一问题，本发明的气源1采用气瓶，如图2、图3和图4所示，还设置有一实验台面11，实验台面11可以是矩形的桌面。所述实验台面11上设置有一气瓶固定机构、一被测浮子流量计支架16、一标准表支架17以及两个固定架，所述固定架包括一对立柱12和一根水平的导轨13，导轨13固定设置在立柱12的顶部，且导轨13的上表面设置有轴向贯穿导轨13的定位槽14，且定位槽14的两侧设置有气管定位件15；所述导轨13上设置有多个与导轨13滑动配合的滑块28，所述滑块28上设置有测量计定位机构；被测浮子流量计支架16设置在两固定架之间。

步骤A中，将所述气源1可拆卸地固定于气瓶固定机构，将气管置于定位槽14内并由气管定位件15进行固定，气管采用柔性管，如橡胶管等。将所述调压稳压阀2、第一温度测量计3和第一压力检测计4可拆卸地固定于一固定架的测量计定位机构，将流量调节阀10、第二温度测量计7和第二压力检测计8可拆卸地固定于另一固定架的测量计定位机构，将被测浮子流量计5可拆卸地固定于被测浮子流量计支架16，将标准表6可拆卸地固定于标准表支架17。

通过上述方式，可将气源1、调压稳压阀2、第一温度测量计3、第一压力检测计4、被测浮子流量计5、流量调节阀10、第二温度测量计7和第二压力检测计8和标准表6有序地固定，可避免各部件移动，使得实验台面11整洁，避免气管弯曲、缠绕等，有利于提高检测效率。各部件固定好后即可进行检测，检测完成后，可以拆下被测浮子流量计5和标准表6，其他部件不动，再次使用时，直接装上新的被测浮子流量计5和标准表6即可，非常方便，有利于实现批量化检测。各部件均可拆卸地固定，以便于后续检修和更换气瓶的等元件。且被测浮子流量计5和标准表6分别进行固定，以便于更换被测浮子流量计5和标准表6，用于检测不同的被测浮子流量计5的精度。

所述气瓶固定机构包括立杆20、固定环18和弹性环19，所述立杆20竖直设置在实验台面11上，所述固定环18与立杆20固定连接，弹性环19通过一弹性杆21与立杆20相连，且固定环18和弹性环19围成圆形的定位腔，所述气瓶的底部位于实验台面11，气瓶的瓶身设置在定位腔中并由弹性环19夹紧固定。固定环18和弹性环19可采用不锈钢等材质，弹性杆21可采用塑料、弹簧钢等材质。固定气瓶时，拉动弹性环19移动，弹性杆21产生弯曲变形，固定环18和弹性环19之间的定位腔打开，然后将气瓶放入定位腔，气瓶的底部位于实验台面11，然后松开弹性环19，弹性杆21复位，带动弹性环19压紧气瓶。取出气瓶的操作过程也一样。

所述测量计定位机构包括左滑杆22和右滑杆23，所述左滑杆22和右滑杆23分别位于导轨13的两侧，左滑杆22和右滑杆23上均固定设置有固定块24，固定块24内设置有与固定块24螺纹配合的丝杆25，左滑杆22和右滑杆23上设置有可滑动的夹持块26，所述丝杆25靠近定位槽14的一端通过轴承安装于夹持块26，所述夹持块26的侧面设置有弹性垫27。旋转丝杆25时，丝杆25在螺纹的作用下移动，即可推动夹持块26沿着左滑杆22或右滑杆23移动，左滑杆22和右滑杆23上的夹持块26相向运动，即可将调压稳压阀2、第一温度测量计3、第一压力检测计4、流量调节阀10、第二温度测量计7或第二压力检测计8夹紧。为了防止检测元件被夹伤，夹持块26的侧面设置有弹性垫27，弹性垫27可采用海绵、硅胶等材质。

同样的，被测浮子流量计支架16和标准表支架17上也可以设置类似于测量计定位机构的夹紧机构，用于将被测浮子流量计5和标准表6夹紧，安装和拆卸时都非常方便快捷。

所述气管定位件15为呈倒凹字型的塑料件，所述塑料件横跨定位槽14，且塑料件的两端与导轨13插接，拆装方便。

Claims (7)

1.小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将气源(1)、调压稳压阀(2)、第一温度测量计(3)、第一压力检测计(4)、被测浮子流量计(5)、流量调节阀(10)、第二温度测量计(7)、第二压力检测计(8)和标准表(6)依次连接，环境温度为被测浮子流量计(5)刻度状态下的标准温度；

B、开启气源(1)，利用调压稳压阀(2)调节气体的压力，使气体的压力稳定在被测浮子流量计(5)的刻度压力附近，调节流量调节阀(10)，使得被测浮子流量计(5)的检测流量为其刻度流量Q；

C、读取标准表(6)的检测流量q_SJ作为标准流量，并读取第一温度测量计(3)、第一压力检测计(4)、第二温度测量计(7)和第二压力检测计(8)的读数，然后关闭气源(1)；

D、根据公式

将标准表(6)的检测流量q_SJ转换为被测浮子流量计(5)的实际流量q_NJ，其中，p_sk、p_nk、T_sk、T_nk分别为标准表(6)刻度状态的绝对压力、被测浮子流量计(5)刻度状态的绝对压力、标准表(6)刻度状态的热力学温度、被测浮子流量计(5)刻度状态的热力学温度，P_sj、P_nj、T_sj、T_nj分别为标准表(6)校准状态的绝对压力、被测浮子流量计(5)校准状态的绝对压力、标准表(6)校准状态的温度、被测浮子流量计(5)校准状态的温度；

E、计算Q与q_NJ的差值△，即为被测浮子流量计(5)的误差。

2.根据权利要求1所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，

步骤A中，将标准表(6)、第一温度测量计(3)、第一压力检测计(4)、第二温度测量计(7)和第二压力检测计(8)均与一控制器(9)相连；

步骤D中，控制器(9)采集标准表(6)、第一温度测量计(3)、第一压力检测计(4)、第二温度测量计(7)和第二压力检测计(8)的检测数据，再由人工将p_sk、p_nk、T_sk、T_nk输入控制器(9)，控制器(9)根据公式自动计算出被测浮子流量计(5)的实际流量q_NJ。

3.根据权利要求1所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，步骤E之后，重复步骤B至E，由低到高完成上行程刻度流量的误差检测，再由高到低完成下行程刻度流量的误差检测，再计算所有误差的平均值作为最终检测结果。

4.根据权利要求1所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，气源(1)采用气瓶，设置有一实验台面(11)，所述实验台面(11)上设置有一气瓶固定机构、一被测浮子流量计支架(16)、一标准表支架(17)以及两个固定架，所述固定架包括一对立柱(12)和一根水平的导轨(13)，导轨(13)固定设置在立柱(12)的顶部，且导轨(13)的上表面设置有轴向贯穿导轨(13)的定位槽(14)，且定位槽(14)的两侧设置有气管定位件(15)；所述导轨(13)上设置有多个与导轨(13)滑动配合的滑块(28)，所述滑块(28)上设置有测量计定位机构；被测浮子流量计支架(16)设置在两固定架之间；

步骤A中，将所述气源(1)可拆卸地固定于气瓶固定机构，将气管置于定位槽(14)内并由气管定位件(15)进行固定，将所述调压稳压阀(2)、第一温度测量计(3)和第一压力检测计(4)可拆卸地固定于一固定架的测量计定位机构，将流量调节阀(10)、第二温度测量计(7)和第二压力检测计(8)可拆卸地固定于另一固定架的测量计定位机构，将被测浮子流量计(5)可拆卸地固定于被测浮子流量计支架(16)，将标准表(6)可拆卸地固定于标准表支架(17)。

5.根据权利要求4所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，所述气瓶固定机构包括立杆(20)、固定环(18)和弹性环(19)，所述立杆(20)竖直设置在实验台面(11)上，所述固定环(18)与立杆(20)固定连接，弹性环(19)通过一弹性杆(21)与立杆(20)相连，且固定环(18)和弹性环(19)围成圆形的定位腔，所述气瓶的底部位于实验台面(11)，气瓶的瓶身设置在定位腔中并由弹性环(19)夹紧固定。

6.根据权利要求4所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，所述测量计定位机构包括左滑杆(22)和右滑杆(23)，所述左滑杆(22)和右滑杆(23)分别位于导轨(13)的两侧，左滑杆(22)和右滑杆(23)上均固定设置有固定块(24)，固定块(24)内设置有与固定块(24)螺纹配合的丝杆(25)，左滑杆(22)和右滑杆(23)上设置有可滑动的夹持块(26)，所述丝杆(25)靠近定位槽(14)的一端通过轴承安装于夹持块(26)，所述夹持块(26)的侧面设置有弹性垫(27)。

7.根据权利要求4所述的小流量浮子流量计的精度检测方法，其特征在于，所述气管定位件(15)为呈倒凹字型的塑料件，所述塑料件横跨定位槽(14)，且塑料件的两端与导轨(13)插接。

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