目前，國內(nèi)針對不同氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的比對實(shí)驗(yàn)相對較少，主要是受測量手段的制約，以及難以找到適合的參考標(biāo)準(zhǔn)，而不同氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置之間的比較和被檢表在不同標(biāo)準(zhǔn)裝置上的特性，對于我們掌握標(biāo)準(zhǔn)裝置的性能、了解被檢表有著重要的作用。為此，借助遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院新建立的0.1級鐘罩、0.2級鐘罩和0.25級音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，我們做了這次實(shí)驗(yàn)，被測表為ACTARIS生產(chǎn)的DN50帶脈沖輸出的氣體腰輪流量計(jì)。

 

    一、標(biāo)準(zhǔn)裝置

 

    1.0.1級鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

 

    0.1級1000L鐘罩為中國計(jì)量科學(xué)研究院最新研制的氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，通過高精度激光干涉儀標(biāo)定后，鐘罩可選擇10段標(biāo)準(zhǔn)容積任意組合，裝置可自動采集脈沖信號和4～20mA電流信號，裝置最大流量為60m3/h，壓力波動可以達(dá)到4Pa以下。

 

    2.0.2級鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

 

    本次實(shí)驗(yàn)0.2級鐘罩用的是2000L，裝置具有+24V和+12V兩種供電電壓，可自動采集脈沖信號和4～20mA電流信號，裝置最大流量為120m3/h。

 

    3.0.25級音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

 

    音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用負(fù)壓法，最大流量為6000m3/h，流量穩(wěn)定性為0.1%。

 

    二、實(shí)驗(yàn)過程

 

    腰輪流量計(jì)本身帶有前后直管段，減少了安裝帶來的影響。由于流量計(jì)信號輸出方式為二線制電壓脈沖輸出，所以采用上海儀表研究院的轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成三線制電壓脈沖信號輸出，由此可以得到腰輪流量計(jì)的儀表系數(shù)。

 

    首先在鐘罩實(shí)驗(yàn)室測量，由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境條件很穩(wěn)定，在整個(gè)測量過程中，溫度基本保持在(20±1)℃。先用0.1級鐘罩進(jìn)行測量，測量時(shí)分別選擇了2種流量調(diào)節(jié)方式：表前調(diào)節(jié)和表后調(diào)節(jié)。在表前調(diào)節(jié)流量中，又用增加被檢表后管道長度的方法增加背壓進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用0.2級鐘罩進(jìn)行測量時(shí)，選擇了表后調(diào)節(jié)流量。用音速噴嘴實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然沒有將溫度控制在20℃，但在整個(gè)測量過程中，溫度變化同樣基本保持在±1℃以內(nèi)。

 

    三、腰輪流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)處理

 

    1.在0.1級鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上的測量結(jié)果由于流量范圍所限，在0.1級鐘罩上只測了三個(gè)流量點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

 

 

 

    2.在0.2級鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上的測量結(jié)果

 

    在0.2級鐘罩上，根據(jù)量程范圍取五個(gè)流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)檢定三次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

 

 

 

    3.在音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上的測量結(jié)果

 

    在音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上，根據(jù)量程范圍取五個(gè)檢定點(diǎn)，每個(gè)檢定點(diǎn)檢定三次。流量點(diǎn)的調(diào)整是根據(jù)音速噴嘴流量值的匹配決定，測量時(shí)，小流量檢定時(shí)間適當(dāng)增加，大流量檢定時(shí)間不應(yīng)小于30s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

 

 

 

    四、比對結(jié)果分析

 

    由于每個(gè)流量點(diǎn)的測量次數(shù)只有3次，流量計(jì)在該點(diǎn)的真正重復(fù)性指標(biāo)可能沒有完全反映出來。

 

 

 

    根據(jù)圖1由鐘罩檢定的結(jié)果曲線圖，可以看出流量計(jì)在小流量點(diǎn)處儀表系數(shù)偏低，當(dāng)流量增大到30m3/h以上，儀表系數(shù)基本成一直線，具有良好的工作狀態(tài)，而且0.1級和0.2級鐘罩檢定的儀表系數(shù)基本重合在一起。由此可見，流量計(jì)在全量程范圍內(nèi)，除低流速外，在其余流量下具有很好的工作狀態(tài)。

 

    根據(jù)圖2可以更明顯看出流量計(jì)儀表系數(shù)趨勢的一致性。但是由鐘罩裝置檢定的儀表系數(shù)和由音速噴嘴裝置檢定的儀表系數(shù)在數(shù)值上存在一定差異，差異范圍在0.189%-0.405%之間。分析其存在差異的原因：首先，鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是兩種不同性質(zhì)的檢定裝置，鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是以標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)量氣體體積為準(zhǔn)，而音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是以計(jì)量經(jīng)過音速噴嘴的氣體質(zhì)量為準(zhǔn)，在體積和質(zhì)量的轉(zhuǎn)換過程中存在著氣體密度的影響；其次，北方天氣四季，空氣的濕度變化很大，濕度可以影響氣體的密度，進(jìn)而影響氣體的質(zhì)量，所以對空氣的濕度修正也是很必要的；再次，鐘罩氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對環(huán)境條件要求很高，在保證氣體溫度和空氣濕度的情況下，人的活動對空氣流動的影響，進(jìn)而對檢定結(jié)果的影響有待進(jìn)一步研究。