文摘：討論了液體渦輪流量計的幾種標定系統(tǒng)，包括穩(wěn)態(tài)標定、動態(tài)標定、在線標定和實時標定。其中在線標定和實時標定是提高渦輪流量計測量精度的重要措施，計算機輔助測試系統(tǒng)的建立已不難實現(xiàn)這2種標定。

前言

由于制造過程中的公差，每臺渦輪流量計的儀表常數(shù)都不相同，出廠前必須逐臺標定并把標定出的儀表常數(shù)標在標簽中，使用時若與標定狀態(tài)相差校大時需重新標定。另外，考慮到使用過程中轉動件的磨損等因素引起流量系數(shù)的變化，也應定期標定。因此除生產(chǎn)廠具有標定設備外，使用部門也逐漸建立了標定系統(tǒng)。以下討論幾種液體渦輪流量計的標定方法。

1、靜態(tài)質量法

靜態(tài)標定設備一般由液體恒壓源、計量器、計時器和同步機構組成。其中計量器用標準容積時稱為容積法；使用地上衡或地中衡直接測出質量流量時稱為質量法。由于地上（中）衡精度較高，所以質量法標定精度較高，一般誤差為±0.05%～0.2%，而容積法為±0.2%～0.4%。圖1為靜態(tài)質量法標定系統(tǒng)。圖中，1一儲液池（水或其它介質）；2一泵；3一液塔；4一溢出管；5一整流器；6一被校渦輪流量計；7**量調節(jié)閥；8一背壓裝置；9一換向器；10一地上衡。其中被校渦輪流量計之前的直管段長度應為管徑的30～50倍；之后的直管段應為管徑的10～15倍。整流器的作用是保證進人渦輪流量計的流態(tài)，消除旋轉流對測量的影響，流量調節(jié)閥應裝在流量計之后，避免閥門對流量擾動帶來誤差。標定時使用精度高德石英晶體電子秒表測量換向器2次動作之間的時間，地上衡測出這段時間流過流量計的液體質量，即可求出質量流量。由于測質量時被測液體處于靜止狀態(tài)，故稱靜態(tài)質量法。

2、動態(tài)質量法

由于靜態(tài)法必須等待容器中的液體靜止后才能測量，另外容器中不能存在殘留液體，所以效率低，動態(tài)標定法是在液體流動情況下進行質量或容積測量：一般先把容積或質量固定，只測量時間，操作簡便，效率高。圖2為1種動態(tài)質量法標定系統(tǒng)，可在連續(xù)運行狀態(tài)下對流量計進行標定。其工作過程為：打開主泵2.使油液在回路中循環(huán)；調節(jié)油溫控制器3.使油液達到標定溫度；調節(jié)流量調節(jié)閥4.使被校流量計5.指示標定刻度；流場穩(wěn)定后先在祛碼盤8中加起始質量祛碼，秤10失去平衡；按標定按鈕，計量油箱6底部放泄閥關閉、計時、計數(shù)器13回零，開始充液；隨著計量油箱中油液增加達到起始質量時，秤10恢復平衡，執(zhí)行元件11觸發(fā)傳感器12.使計時、計數(shù)器13開始計時計數(shù)；再將一標準質量砝碼加于砝碼盤8中，秤10又失去平衡；繼續(xù)充液，當*二次達到平衡時，再次觸發(fā)傳感器12.使計時、計數(shù)器停止工作。由所計時間t和質量即可求出質量流量。一個循環(huán)結束后，放泄閥自動打開，計量油箱中的油液放到主油箱1中.整個標定過程中，只需人工調節(jié)流量閥，加2次固定質量的標準祛碼。每次循環(huán)時間1～2min，效率較高。另外計量油箱全部質量支在秤上，不與管路系統(tǒng)有剛性連接，因此精度高。為了防止油液沖擊影響測量精度，計量油箱中采取了防沖擊措施。

3、在線標定和實時標定

在生產(chǎn)系統(tǒng)或實驗系統(tǒng)上附設流量標定裝置，在不影響生產(chǎn)或實驗工作情況下進行標定稱為在線標定。若每次對流量進行檢測時都**進行標定即為實時標定或稱實時校準，實時標定可以消除各種參數(shù)的變化對測量精度的影響。圖3為質量法在線標定系統(tǒng)，它附設在工作系統(tǒng)中，可以進行實時標定。處于工作情況時，打開開關4、5、6，,油液通過渦輪流量計7去工作系統(tǒng)，同時通過開關5充往計量油箱1，計量油箱與液體管道無剛性連接，全部質量通過杠桿2作用在力傳感器3上，計量油箱充一定的油液后在傳感器輸出信號控制下關閉開關5，作好標定準備。標定時，打開開關5，關閉開關4，此時計量油箱中的油液在計量油箱上方提供的一定氣壓P1驅動下經(jīng)過被標定流量計進人工作系統(tǒng)。此時只需測出力傳感器測出的起始質量M1到終了質量M2之間的時間就可得到質量流量，達到終了質量M2后，自動打開開關4，恢復正常工作狀態(tài)，該系統(tǒng)在計算機控制下很容易實現(xiàn)，并立即求出實時的儀表常數(shù)，計算機每次采集流量數(shù)據(jù)之前按上述過程進行一次實時標定。然后進行數(shù)據(jù)采集，按實時標定的儀表常數(shù)進行數(shù)據(jù)處理。

由于標定系統(tǒng)難免有殘存液體，尤其是粘性較大時附著在壁面上的液體，須另加沖洗系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，使設備復雜化。另外，容積法受容積誤差影響，質量法受管路系統(tǒng)支撐系統(tǒng)影響，測量精度受到限制，近代出現(xiàn)的標準體積管具有精度高、系統(tǒng)簡單、占地面積小、便于在線標定、容易配合計算機進行實時標定，尤其適于粘性液體，被公認為*佳的粘性液體流量標定裝置。其基本原理是檢測通過一定容積液體所需時間，標準體積管的容積誤差為±0.35%。圖4為標準體積管標定系統(tǒng)原理圖，工作順序為：拔出銷3，球A落入管道，再插進銷3，球A被流動的液體推動到檢測器4時，檢測器給計時器發(fā)信號，開始計時，球A到達檢測器5時，給計時器發(fā)出停止計時信號，計量結束。2檢測器之間的體積一定，按所計時間求出容積流量。球A繼續(xù)前進，停在銷6處。推球器7退出，拔出銷,6，球A生落下，同B、C球并列，推進推球器7，使B球落下，用C、A2球密封，B球落在銷3上，同時插進銷6，等待下一次標定。

以上工作順序由計算機管理很容易實現(xiàn)。由于標準體積管的容積誤差小，因此標定精度高。在生產(chǎn)線上接入必要的控制開關，即可實現(xiàn)在線標定和實時標定。