质量法水流量标准装置设计及建立

　　质量流量计是用于计量流过某一横截面的流体质量流量或总量的流量计。由于其流量范围宽、测量准确度高、可测量的流体范围广、测量管路内无阻碍件和活动件、无上下游直管段要求、可作多参数测量等优点,在石油、化工、食品、制药等行业得到广泛应用。

　　1　质量法水流量标准装置的组成及工作原理

　　我们要建立的是质量法水流量标准装置(以下简称装置),如图1所示,主要用于质量流量计的检定。

　　1.1　装置的指标

　　该装置使用的检定介质为净水,被检流量计最大口径为DN150mm,最大流速为10m/s,最短测量时间30s,不确定度0.03%。

　　1.2　装置的组成

　　装置由水泵、水池、稳压罐、储气罐、消气器、阀门、试验管路、换向装置、电子秤、变频器、控制系统等组成。

　　另配一套标准表(电磁流量计),用于检定速度式流量计(涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等)及水表。

　　1)试验管路:配置DN50(40)、DN80、DN100、DN150共4条管路,平行排列。由于速度式流量计有直管段要求,因此标准表和被检表的前直管段应大于20倍DN,后直管段应大于10倍DN。

　　2)流体源:水池的容积为12m(长)×5.5m(宽)×2m(深),中间有隔墙;45kW的清水离心水泵3台,30kW的清水离心水泵l台,与变频器配合使用,通过控制气动调节阀,满足不同流量的要求。

　　3)电子秤:是装置的主标准器,共3台,最大称量分别为6000kg(e=lkg)、1500kg(e=100g)和150kg(e=10g);称重容器分别为7m3、1.5m3和150L。

　　4)稳压罐、储气罐:根据装置的设计指标,稳压罐的容积为16m3,储气罐的容积为2m3。

　　5)换向装置:换向装置由换向器、行程开关和电磁阀组成,通过与其连接的行程开关反馈一个信号,用来改变水的流动方向(流向称重容器或旁通管)。

　　6)控制系统:控制系统为上、下位机两层结构。上位机采用PC兼容机,完成运算、制表等功能;下位机为专用PLC(可编程控制器),配有控制柜,主要用于各种信号的接收,并通过接口与微机进行通讯和数据交换,完成各种控制功能。

　　1.3　装置的工作原理

　　该装置为静态质量法,即在静止状态下,称量一段时间内容器中水的质量,从而计算出流量。

　　1)按要求将被检流量计安装到装置上,启动循环系统(水泵、变频器、阀门等),使水流向旁通管,并将流量调到50%以上,运行一段时间,一般不少于10min,以排出系统中的气泡,并使测量管内充满待测流体。流量的改变通过调整变频器和安装在被检流量计出口处的气动调节阀来实现。