液体流量标准装置及自动检定系统的研制

　　近年来随着能源和水资源的全球性匮乏,全社会对流量计量测试技术的要求越来越高.国家质量监督检验检疫总局批准发布了各种流量计量设备的检定规程,将用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的流量计量设备列为国家强制检定项目.对于流量计量来说,各种流量标准装置是实施计量服务的主要手段,其自身的功能、精度与先进程度就显得至关重要.

　　在能源越来越昂贵的今天,任何微小的标准量值差异都将导致严重的经济利益矛盾[1-3].建立一套结构简单、自动化水平高、准确度高的液体流量标准装置,一方面保证了流量计量设备准确的量值传递,另一方面能有效地避免在生产和贸易结算领域应用的流量计量设备由于计量精度而引起的生产浪费和贸易纠纷[4].

　　1　工作原理

　　装置的工作原理如图1,该装置是质量法和标准表法相结合的液体流量标准装置,两种方法共用一套被检表试验管路.

　　1.1　质量法工作原理

　　系统依靠水泵产生流量,使液体流经被检流量计和换向器注入容器,在设定的时间间隔内,电子秤测得水量m,求得流量q=m/t与被检流量计示值流量相比较,从而确定被检流量计的相对示值误差和重复性.

　　1.2　标准表法工作原理

　　启动液体循环系统,使液体流经被检流量计和标准流量计,同步操作被检流量计和标准流量计,比较两者的输出流量值,从而确定被检流量计的准确度.管路上的标准表既可作为质量法装置的瞬时流量指示,又可作为标准表法装置的标准器[5].

　　2　装置组成设计

　　装置实物如图2,包括3个相对独立的子系统:(1)质量法装置检定系统;(2)标准表法装置检定系统;(3)标准表自检系统.质量法为最高标准,由质量法传递到标准表[6],采用1台DN50和1台DN15的电磁流量计并联.整套装置的最大测量流量为50 m3/h.

　　2.1　稳定水源系统

　　水池的表面积为500 m2,容积为1 000 m3,有利于水中所含气泡的析出和水源压力的稳定.进出水口严格隔离,有利于析气、散热与沉淀杂质.水池底部有1.5%的斜度,便于水池清洗.装置采用调频法和稳流容器相结合的稳压措施,适用于多类流量计的检定工作.液体流经稳流容器,经阻尼板后降低流速,泵源波动经气容吸收,达到较稳定的压力源.

　　2.2　标准器

　　质量法装置的标准器采用量程为8~600 kg、准确度为1/60 000的数字式电子秤,可在量程范围内自动转换、去皮、称重等.标准表法装置的标准器采用性能稳定、准确度为0.2级的电磁流量计,包括DN50(3.5~50 m3/h)1台、DN15(0.2~4 m3/h)1台.

　　2.3　管路系统

　　包括DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50共6条试验管路,2条标准表管路.试验管路的前管段长度为25D,后管段长度为15D,按照GB/T 778-1996规定,在前5D,后10D处设置取压孔;标准表管路的前管段长度为10D,后管段长度为5D[7].