液体流量标准装置启停效应的测量与分析

　　一、引言

　　启停法液体流量标准装置主要通过对阀门的启停实现流量的流动和停止，以此进行流量计的示值检定。 启停法装置主要可分为启停容积法装置和启停质量法装置，其中，容积法主要用于容积式流量计的检定，质量法主要用于质量流量计的检定。 用于启停作用的阀门起到了对流量控制的作用，但是，在检定过程中，由于启停过程是流量、压力逐渐变化的过程，对流量计的误差有一定的影响。 这个影响究竟有多大，这就是JJG164-2000《液体流量标准装置》检定规程中写到的装置的启停效应检定， 也是该试验研究的目的。 但是由于启停装置一般不配备计时器，因此采集阀门启停的时间存在一定的难度。 该试验中装置配置的是FISHER气动球阀，通过气动控制的电压信号来实现对启、停时间的精确测量，通用计数器准确度为10-8，采用的CMF科里奥利质量流量计为0.1级。 整个试验原理图如图1所示。

　　如图1所示，水流经过质量流量计、阀门流入电子秤，通用计数器设置为“高→低”T间隔测量模式。 测量开始时，操作控制柜发出开启信号(5V高电平)打开阀门，计数器触发而开始计时，水流由零至设定流量Qtest而进入电子秤， 质量流量计的脉冲数也随之被采集;一段时间后，操作控制柜发出停止信号(0V低电平)关闭阀门，此时可读取电子秤的累积质量、通用计数器的测量时间、质量流量计发出的脉冲数等参数。

　　二、试验方法与结果分析

　　依据JJG164-2000， 启停质量法装置的标准不确定度主要由电子秤、计时器、启停阀门、标准砝码的不确定度合成， 其中启停阀门的不确定度就是JJG164-2000中所描述的启停效应，主要参照换向器的流量计检定法。 此次主要的试验方法可归纳为：

　　按检定流量计的方法测量1次， 记录电子秤读数M11、测量时间t11和流量计脉冲数N11;在与t11大致相同的测量时间内，操作阀门m次启停(m≥10)，记录电子秤读数M21、测量时间t21和流量计脉冲数N21;这两次测量作为1组试验，重复进行n组(n≥10)试验，记录M1i、M2i、t1i、t2i、N1i及N2i(i=1，2……n)。

　　首先计算出阀门启停的时间差Δt，如式(1)、式(2)所示。

　　然后结合装置最短测量时间tmin计算出阀门的A类不确定度s和 B 类不确定度u，如式(3)、式(4)所示：

　　以该试验的Qmax流量试验为例， 在系统已经稳定运行一段时间后，进行一次连续流量试验后紧接着进行一次断续流量试验，为1个循环。 这样连续进行10个循环，期间相关的参数也同时记录，最终的试验汇总数据如表1所示。