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電子秤并聯(lián)使用的水流量標準裝置可行性試驗

時間:2017-06-09 06:55:23   點擊數(shù):

對靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置提出電子秤并聯(lián)使用的設(shè)想,通過理論分析和實驗驗證,兩臺電子秤并聯(lián) 使用時換向器的不確定度介于兩個換向器單獨使用的不確定度之間;兩臺電子秤并聯(lián)使用和一臺電子秤單獨使 用對同一流量計同一流量點的儀表系數(shù)進行測量,偏差小于相應(yīng)準確度等級的重復(fù)性。理論分析和實驗結(jié)果表 明,靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置的電子秤并聯(lián)使用可以增加裝置的檢定流量,且不改變裝置的不確定度。

電子秤和換向器是靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝 置的重要組成部分。電子秤是工作標準,根據(jù)在 實測時間間隔內(nèi)稱重容器收集到的通過換向器進 入其中的水在靜止狀態(tài)下的質(zhì)量,從而計算出流 量。換向器用來引導(dǎo)水流流向稱重容器或者流向 旁路而不改變回路中的流量。靜態(tài)質(zhì)量法水流量 標準裝置一般有多臺電子秤電子秤的最大秤量 決定裝置的最大檢定流量,若無法使用更大秤量 的電子秤時,可以考慮將兩臺電子秤并聯(lián)使用增 加裝置的檢定流量的可行性。

1.電子秤并聯(lián)使用方式

1是兩臺電子秤并聯(lián)使用示意圖,即流過 被檢流量計后的水,分成兩路分別進入兩臺電子 秤上的稱重容器,將被檢流量計的輸出與兩個稱 重容器在測量時間內(nèi)收集到的水在靜止狀態(tài)下的 質(zhì)量之和或按密度計算出的體積之和相比較,從 而確定被檢流量計的計量性能。兩臺電子秤并聯(lián)微流量計1兩臺電子秤并聯(lián)使用示意圖

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使用的關(guān)鍵是兩個換向器同時動作的不確定度能 否滿足整套裝置不確定度的要求。

2.換向器工作原理

2是換向器工作過程示意圖。首先,流過 被檢流量計的水流經(jīng)換向器的導(dǎo)流器后進入旁路, 如圖2 (a)位置,待所需流量穩(wěn)定后,操作換向 器,噴嘴開始逆時針轉(zhuǎn)動經(jīng)過圖2 (b)(c) (d)各位置后,在圖2 (e)位置時停止轉(zhuǎn)動,換 向器將水流引入稱重容器。達到預(yù)定的水量或時 間或脈沖數(shù)后再次操作換向器,噴嘴從圖2 (e) 位置開始順時針轉(zhuǎn)動經(jīng)過圖2 (d)(c)(b) 各位置后,在圖2 (a)位置時停止轉(zhuǎn)動,換向器 將水流引回旁路,完成一次檢定。

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3.換向器的換向時間和不確定度來源

理想換向過程為噴嘴的幾何中心與導(dǎo)流器的 幾何中心共線即噴嘴轉(zhuǎn)動到圖2 (c)位置時啟 動和停止計時/計數(shù)。圖3是理想換向過程稱重容 器的流量一時間曲線圖。

噴嘴從圖2 (a)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (b)位置和 從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (e)位置的過程中 水流仍然在原通道中流動,為換向器的無效行程 反之亦然。噴嘴只有從圖2 (b)位置轉(zhuǎn)動到圖 2 (d)位置和從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)回到圖2 (b) 置時才能改變水流方向,為換向器的有效行程。 噴嘴從圖2 (b)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (d)位置(對應(yīng)3理想換向過程稱重容器的 流量一時間曲線圖

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34^B)所需的時間為換向器的換入時間 t,噴嘴從圖2 (d)位置轉(zhuǎn)動到圖2 (b)位置 (對應(yīng)圖3中所需的時間為換向器的換出 時間化。

理想換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的 水的質(zhì)量m秤為圖3中梯形ABCD的面積,即 m=S梯形ABCD,因為在圖2 ( c)位置時啟動(圖3 E點)和停止(圖3F點)計時/計數(shù),而 EF和分別是梯形ABCD的中位線和高

S梯形=qm ^ t所以 m^ = qm ^ t

測量時間內(nèi)流進稱重容器內(nèi)的水的理論值m理為圖3中矩形4B1C1D1的面積m=S^A1B1C1D1,而?A1B1C1D1 = qm ?t由此可見'理想 換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的水的質(zhì)量

mm理。

換向器實際工作時,并不是在圖2 (c)位置 時開始和停止計時/計數(shù)。噴嘴由圖2 (a)向圖 2 (e)轉(zhuǎn)動時在圖2 (b)位置時開始計時/計 數(shù);噴嘴由圖2 (e)向圖2 (a)轉(zhuǎn)動時在圖2 (d)位置時停止計時/計數(shù)。實際換向過程稱重容

4實際換向過程稱重容器的流量一時間曲線圖

實際換向過程測量時間內(nèi)稱重容器收集到的 水的質(zhì)量為:

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此即JJG1642000《液體流量標準裝置》中換向 器的B類不確定度評定。

GB/T 17613. 1 1998《用稱重法測量封閉管 道中的液體流量裝置的檢驗程序第1部分:靜 態(tài)稱重系統(tǒng)》中規(guī)定:把換向器從圖2 (a)位置 轉(zhuǎn)到圖2 (e)位置的時間作為換向器的換入時間 t對應(yīng)圖5EW,換向器從圖2 (e)位置 轉(zhuǎn)到圖2 (a)位置的時作為換向器的換出時間

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兩臺電子秤并聯(lián)使用時,設(shè)進入兩臺電子秤 的流量分別為hqm,兩個換向器在相應(yīng)流量下 的換向時間分別為t1t1t2t2 ,兩個換向 器同時工作的換入時間為t入,換出時間為兩 個換向器同時動作過程稱重容器的流量一時間曲 線如圖6所示。

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4試驗數(shù)據(jù)

試驗設(shè)備:某靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置, 電子秤1的最大稱量=6 000 kg,檢定分度值為 1 kg,對應(yīng)換向器1;電子秤2的最大稱量= 1 500 kg,檢定分度值為100 g,對應(yīng)換向器2

4.1換向器的不確定度

依據(jù)JJG 1642000《液體流量標準裝置》中 的流量計檢定法對換向器進行檢定,流量計為裝 置上的標準表DN150電磁流量計),換向次數(shù) m =10,重復(fù)次數(shù)n = 10

時間差計算公式各變量含義如表1所示,計 算公式為:

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