CN87101914A - 气体流量计仪表常数检测方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种气体流量计仪表常数的检测方法及其检测装置。与以往的方法和装置相比，省掉了空气净化装置或去湿装置，增加了湿度表。对大气湿度进行测量，用以下特定关系式：C＝K·Cd，计算气体流量计仪表常数。对音速喷嘴：K＝0.99993—0.0002585d；对其它气体流量计：K＝1(式中C：被检测气体流量计实际仪表常数；K：含湿量对干仪表常数的修正系数；Cd被检测气体流量计干仪表常数；d：大气的含湿量)。该装置结构简单，造价低廉。

Description

本发明属于气体流量精密测量技术。更具体地说，是检测气体流量计仪表常数的检测方法和检测装置。
气体流量计检测装置，一般以空气为流动介质。已有的气体流量计检测装置，为获得优于±0.2%的装置准确度，有的配有空气净化装置，以除掉空气中的水蒸气和杂质，使空气的露点达到-40℃，将含湿量忽略不计，以便用干空气参数导出的关系式，计算流量，进而计算被检测流量计的仪表常数。（“宇航测试技术”1982年第二期，杨宝贵译文“高压气体临界流文丘利管的初步校验”）;有的配恒温去湿装置，以降低用以试验空气的含湿量，使之忽略不计。用干空气导出的关系式计算音速喷咀的流出系数。（为叙述方便，把流出系数称为仪表常数）（见《仪器仪表学报》1980年第一期，方宗良著“气体流量计量新标准-音速喷咀”）因为上述的测量方法以干空气为介质，所以适用于这种方法的装置必须配空气净化装置或去湿装置。这种装置复杂，造价昂贵。
本发明的任务是，省掉空气净化装置或去湿装置，制造一种结构简单，造价低兼，动作灵敏，运行可靠的新装置;并建立一种适用于这种装置的以湿空气（即大气）为介质的气体流量计仪表常数的新的检测方法。
本发明的实质是：
1、建立以湿空气为介质的气体流量计仪表常数的新的检测方法，确立湿空气含湿量d和仪表常数C之间的关系式：
C＝K·Cd（1）
对音速喷咀，
K＝0.99993-0.0002585d    （2）
对其他气体流量计，
K＝1
式中：
C…被检测气体流量计的实际仪表常数
Cd…被检测气体流量计的干仪表常数
K…含湿量对干仪表常数的修正系数
d…大气的含湿量
2、在检测装置中，增加湿度表，用以测量大气中的含湿量d，然后用上述关系式（1）和（2）计算气体流量计仪表常数C，而不必再将空气净化或恒温去湿，因此可以省掉了空气净化装置或去湿装置，使检测装置结构简化，降低造价。
3、用带光电开关的气动计时阀，代替带机械开关的气动关闭阀，增加系统精度的稳定性。
上述干仪表常数Cd是指把湿空气看做干空气，计算得出的仪表常数。含湿量对于仪表常数的修正系数K是指按湿空气计算得出的仪表常数C与干仪表常数Cd之比。即：
K＝ (C)/(Cd) ，
C＝K·Cd即本发明关系式（1）。
关系式：K＝0.99993-0.0002585d的导出参见附件1。
本发明所述关系式（1）、（2）适用于大气含湿量小于30克/每公斤干空气。
本发明所述检测装置，用于检测音速喷咀、气体涡轮流量计、气体旋窝流量计等气体流量计。
本发明所述检测方法和以往技术（参见参考文献“气体流量计量新标准-音速喷咀”）相同。在检测音速喷咀时，先把湿空气看成干空气，检测并计算出音速喷咀的干仪表常数Cd;同时，用湿度表所测得的大气含湿量d，代入本发明关系式（2）、（1）计算含湿量d对干仪表常数Cd的修正系数K和音速喷咀的实际仪表常数C。
在检测气体涡轮流量计或气体旋窝流量计时，要正确记录流量变送器的脉冲数，把湿空气看成干空气，计算其仪表常数，不用修正计算。（详见下述例1、例2）
本发明所述气体流量计检测装置的组成如附图1。气压计1，湿度表2单独安装在实验室;管道10和气动计时阀4用法兰3连接;气动计时阀4安装在计量容器5入口，用法兰3连接;真空泵9和真空阀8、真空阀8和计量容器5都用内法兰连接;温度计6安装在计量容器5上;绝对压力计7用铜管和计量容器5连接。
图2，图3为气动计时阀的方框图和结构示意图。气动计时阀由气动开闭阀A，光电开关B，计时器22组成。气动开闭阀A控制试验管道10（图1）中气流的通断;光电开关B控制计时器22的启动和停止。
气动开闭阀主要包括：气源20、二位四通电磁阀19、气缸15、阀体11和阀芯12;光电开关包括灯泡17、遮光板18、光敏三极管21。
气缸15焊接在阀体11上;活塞14的一端通过连杆13和阀芯12相连;另一端通过连杆16和遮光板18相连;二位四通电磁阀19通过高压气管和气缸15相连;并通过高压气管和气源20相连;灯泡17和光敏三极管21安装在遮光板18两侧的支架26上;光敏三极管21通过导线和计时器22相连。
本发明的优点和效果：省掉了去湿装置，造价低，运行时节能节资。采用带有光电开关的气动计时阀，去掉有触点开关，动作灵敏，运行可靠，保证了计时精度和装置精度的稳定性。两年来的试验和湖北省计量测试技术研究所的测试结果证明：装置的    准确    度优于±0.2%。与同类检测装置相比，不要求去湿系统。可在普通实验室条件下工作，特别适合条件一般的流量仪表厂和计量测试所。
实施例：
表1中列出了本发明所述气体流量计检测装置所用仪表和设备的参考型号和技术参数，仪表、设备之间的连接关系如前所述和如图1所示。
表1
Figure 87101914_IMG2
表1中，计量容器的示值不确定度由容量标准传递给出;气动计时阀的示值不确定度，指正反向行程时间差，由六组试验数据，按误差理论给出。其它仪表示值不确定度由其型号和技术参数决定，达到上述精度的设备和仪表，组成的气体流量计检测装置的系统不确定度为±0.2%。
本发明所述气动计时阀的元器件按下述表2所列型号和技术参数选择。各元器件之间的连接关系，如前所述及图2、3所示。
表2
Figure 87101914_IMG3
图3中，灯泡17和光敏三极管21的距离D＝10mm;支架26的长度L＝250mm。
气动计时阀，由二位四通电磁阀19控制从气源流出的高压气的流动方向。当高压气进入气缸15的左腔，活塞14向右运动，连杆13带动阀芯12向右运动，阀门打开;同时，连杆16带动遮光板18右移，灯泡通过遮光板上光孔，照射光敏三极管21，光敏三极管导通，发出信号使计时器22启动，计时开始。与此相反，高压气进入气缸15的右腔，连杆13带动阀芯12向左运动，使阀门关闭，遮光板挡住灯光，光敏三极管截止，关闭计时器。若计时器初态清零，那么，它记录的时间，就是试验时间。
应用举例
例1：对音速喷咀的检测
检测试验前，按附图1所示位置，安装音速喷咀D。试验时，利用压力稳定的大气，作为气源，按下述顺序操作：把计量容器5抽成负压，当绝对压力达到1hpa左右;停止抽气;记录计量容器5内空气的压力、温度;打开气动记时阀4，大气经过音速喷咀D，向计量容器5充气，这时，自动启动计时器22，计时开始;当计量容器5内压力升到600hpa时，关闭气动计时阀，计时器22自动停止;记录计量容器5内的空气的压力和湿度，用压力计1测量大气的压力，用湿度计测量大气温度和湿度。把湿空气看做干空气，计算音速喷咀的干仪表常数（其方法参见“气体流量计量新标准-音速喷咀）用本发明关系式（1）、（2）计算音速喷咀的实际仪表常数。例如，对一组不同直径的文丘利喷咀进行检测，计算结果列入表3。
表3
喉部直径D 含湿量d 干仪表常数Cd修正系数K 实际仪表
（mm）    （g/kg）    常数C
6.992    9.68735    0.991287    0.997425    0.98874
12.964    6.15114    0.991561    0.998339    0.98992
18.950    9.02631    0.992545    0.997596    0.99016
例2：对气体涡轮流量计的检测
检测试验前，按附图1位置安装音速喷咀D，再用法兰把带有前后直管段的气体涡轮流量计安装在音速喷咀前，音速喷咀和气体涡轮流量计的轴线要求重合。
检测试验操作，按照例1检测音速喷咀的操作步骤进行。此外要正确记录气体涡轮流量变送器的脉冲数N，把湿空气看做干空气，用下述关系式计算气体涡轮流量计的仪表常数，其结果不用修正。
对1.0级精度气体涡轮流量计，下述关系式中rW值可用大气密度代入计算;对0.5级精度的气体涡轮流量计，在试验时测量前直管段内的空气密度，近似看做rW，代入下述关系式计算。
仪表常数C计算关系式：
C= (N·rw·Δt)/(Vt(rF-rE))
式中：
N…气体涡轮流量变送器的脉冲数
rw…流过气体涡轮流量变送器时空气密度
△t…试验时间
rE…充气前，计量容器内空气密度
rF…充气后，计量容器内空气密度
Vt…试验时，计量容器的容积

Claims (3)

1、一种气体流量计仪表常数的检测方法，其特征是在气体流量计仪表常数的检测过程中，对大气温度进行测量，用以下特定关系式进行计算，求得气体流量计的实际仪表常数。
C=K·Cd
对音速喷咀：
K=0.99993-0.0002585d
对其它气体流量计：
K=1
C…被检测气体流量计的实际仪表常数
Cd…被检测气体流量计的干仪表常数
K…含湿量对干仪表常数的修正系数
d…大气的含湿量
2、一种适用于权利要求（1）所述气体流量计仪表常数检测方法的装置包气压计1、气动计时阀4、计量容器5、温度计6、绝对压力计7、真空阀8、真空泵9，其特征在于，装置中增加了湿度表用于对大气湿度进行测量，用特定关系式进行计算，求得气体流量计的仪表常数。
3、按照权利要求2所述的检测装置，其特征在于所述的气动计时阀为带光电开关的计时阀。
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