一種循環式氣體渦輪流量計的檢測裝置及檢測方法與流程
2023-05-22 16:04:27 2
本發明涉及流量計的檢測技術，特別是一種循環式氣體渦輪流量計的檢測裝置及檢測方法。
背景技術：
渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類，當被測流體流過渦輪流量傳感器時，在流體的作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，同時，葉片周期性的切割電磁鐵產生磁力線，改變線圈的磁通量，根據電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，即電脈衝信號，此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。渦輪流量計具有精度高、重複性好、無零點漂移、高量程比的優點。渦輪流量計擁有高質量軸承、特別設計的導流片，因此極大降低了磨損，對峰值不敏感，甚至惡劣的條件下也可以給出可靠的測量變量。渦輪流量計輸出信號為脈衝，易於數位化，渦輪流量計壓力損失小，葉片能防腐，可以測量粘稠和腐蝕性的介質。
氣體渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，與相應的流量積算儀表配套可用於測量液體的流量和總量。氣體渦輪流量計廣泛用於石油、化工、冶金、科研等領域的計量、控制系統。配備有衛生接頭的氣體渦輪流量計可以應用於製藥行業。氣體渦輪流量計工作原理為：當被測流體流經傳感器時，傳感器內的葉輪藉助於流體的動能而產生旋轉，葉輪即周期性地改變磁電感應系統中的磁阻值，使通過線圈的磁通量周期性地發生變化而產生電脈衝信號，經放大器放大後進行顯示或傳送至相應的流量積算儀表、plc或上位計算機，進行流量或總量的測量。氣體渦輪流量傳感器的基本結構如圖1所示，它主要由殼體、前導向架、葉輪、後導向架、壓緊圈、加油系統(dn40以上)和放大器或顯示轉換器等組成。
一體化氣體渦輪流量計結構為防爆設計，可以顯示流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池採用長效鋰電池，單功能積算表電池使用壽命可達5年以上，多功能顯示錶電池使用壽命也可達到12個月以上。一體化表頭可以顯示的流量單位眾多，有立方米，加侖，升，標準立方米，標準升等，可以設定固定壓力、溫度參數對氣體進行補償，對壓力和溫度參數變化不大的場合，可使用該儀表進行固定補償積算。
然而，目前氣體渦輪流量計存在測量環境條件單一不標準，檢定規程遵循不同的人為規定，不夠標準化，從而無法準確判定氣體渦輪流量計的質量，也無法對其校準的技術缺陷，另外採用正壓法測量的流量範圍比較小，只適合小口徑的流量計，對大口徑流量計的檢定沒有成熟的技術。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種循環式氣體渦輪流量計的檢測裝置，採用潔淨空氣為介質，對氣體流量計進行檢定、校準和檢驗，包括真空泵、儲氣罐、匯流管容器，開關閥，文丘裡噴嘴，滯止容器溫度計，滯止容器壓力計，滯止容器，流量調節閥，被檢表後溫度計，被檢流量計，以及被檢表前壓力計，所述真空泵將空氣由被檢表的上遊直管段入口吸入，經過被檢表前直管段、被檢表和被檢表下遊直管段進入所述滯止容器，在滯止容器的下遊，設有所述文丘裡噴嘴，控制所述文丘裡噴嘴下遊的所述開關閥，從而任一選擇所要開關的所述文丘裡噴嘴，以達到改變被檢表流量的目的，所述滯止容器通過所述滯止容器溫度計測溫，通過所述滯止容器壓力表測壓，計算獲得通過所述文丘裡噴嘴的質量流量，完成對所述被檢表的檢定。
優選的，所述潔淨空氣通過循環氣路提供，通過氣泵進行抽氣。
優選的，真空泵提供負壓。
本發明的目的還通過一種循環式氣體渦輪流量計的檢測方式實現，包括如下步驟：
(1)設定測量條件，包括大氣溫度，大氣相對溼度，大氣壓力，檢定用介質溫度，電源電壓，電源頻率；
(2)在規定的測量條件下，按照jjg1037-2008渦輪流量計檢定規程，將渦輪流量計安裝在所述檢測裝置上；
(3)以潔淨空氣為檢定介質，調節流量點至最大流量的一定百分比處，運行一定時間，等待介質溫度、壓力和流量穩定後進行正式檢定；
(4)依據檢定規程，設定多個1.5級的渦輪流量計檢定流量點，將在第i點第j次測得的被檢流量計脈衝信號與標準氣體流量裝置在該點該次測得得標準體積流量之比作為第i點第j次測量的儀表係數；
(5)建立數學模型，評價所述氣體渦輪流量計的檢測裝置輸入量的相對不確定度從而確定所述氣體渦輪流量計的質量等級。
優選的，所述步驟(2)所述渦輪流量計與前後直管段需要同軸安裝。
優選的，所述步驟(3)調節流量點至最大流量的70％流量點，運行5分鐘。
優選的，所述步驟(4)設定四個流量點，分別為qmin，0.6qmin，0.4qmax，qmax。
優選的，所述步驟(4)對於量程比<20：1的流量計，分界流量0.6qmin＝0.2qmax。
優選的，所述步驟(5)的數學模型為計算第i次測量被檢流量計的儀表係數以及傳播率。
該負壓測試裝置和方法耗時短，減少勞動強度，提高了檢測效率，無需移動測試設備，重複性好。
根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。
附圖說明
後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。本發明的目標及特徵考慮到如下結合附圖的描述將更加明顯，附圖中：
圖1為根據現有技術的氣體渦輪流量計結構示意圖；
圖2為根據本發明實施例的循環式氣體渦輪流量計檢測裝置結構示意圖；
圖3為根據本發明實施例的循環式氣體渦輪流量計檢測方法流程圖。
具體實施方式
參見附圖2，提供一種循環式氣體渦輪流量計的檢測裝置，採用潔淨空氣為介質，對氣體流量計進行檢定、校準和檢驗，包括真空泵1、儲氣罐2、匯流管容器3，開關閥4，文丘裡噴嘴5，滯止容器溫度計6，滯止容器壓力計7，滯止容器8，流量調節閥9，被檢表後溫度計10，被檢流量計11以及被檢表前壓力計12，真空泵1將空氣由被檢流量計11的上遊直管段入口吸入，經過被檢流量計11前直管段、被檢流量計11和被檢流量計11下遊直管段進入所述滯止容器8，在滯止容器8的下遊，設有所述文丘裡噴嘴5，控制所述文丘裡噴嘴5下遊的所述開關閥4，從而任一選擇所要開關的所述文丘裡噴嘴5，以達到改變被檢表流量的目的，所述滯止容器8通過所述滯止容器溫度計6測溫，通過所述滯止容器壓力表7測壓，計算獲得通過所述文丘裡噴嘴5的質量流量，完成對所述被檢流量計11的檢定。潔淨空氣通過循環氣路提供，通過氣泵進行抽氣，真空泵提供負壓。
參見附圖3，一種氣體渦輪流量計的檢測方式實現，包括如下步驟：(1)設定測量條件，包括大氣溫度，大氣相對溼度，大氣壓力，檢定用介質溫度，電源電壓，電源頻率；(2)在規定的測量條件下，按照jjg1037-2008渦輪流量計檢定規程，將渦輪流量計安裝在所述檢測裝置上，渦輪流量計與前後直管段需要同軸安裝；(3)以空氣為檢定介質，調節流量點至最大流量的70％流量點，運行5分鐘，等待介質溫度、壓力和流量穩定後進行正式檢定；(4)依據檢定規程，設定多個1.5級的渦輪流量計檢定流量點，設定四個流量點，分別為qmin，0.6qmin，0.4qmax，qmax，對於量程比<20：1的流量計，分界流量0.6qmin＝0.2qmax，將在第i點第j次測得的被檢流量計脈衝信號與標準氣體流量裝置在該點該次測得得標準體積流量之比作為第i點第j次測量的儀表係數；(5)建立數學模型，評價所述氣體渦輪流量計的檢測裝置輸入量的相對不確定度從而確定所述氣體渦輪流量計的質量等級，數學模型為計算第i次測量被檢流量計的儀表係數以及傳播率。
其中k＝ni/vi，(1)
k為第i次測量被檢流量計的儀表係數，(m3)-1
ni為第i次測量被測流量計顯示儀表測得的脈衝數；
vi為第i次測量裝置的累積流量，m3
傳播率為：
在大氣溫度為(23.5±1)oc，大氣相對溼度為(38±1)％rh，大氣壓(94.5±0.5)kpa，檢定用介質溫度(18.5±0.1)oc，電源電壓為220v，電源頻率50hz的測量環境條件下，用一臺0.5-120m3/h，dn25mm的氣體渦輪流量計進行檢定，流量選擇在最大流量70％處測量60秒，累積流量250l，用工控測量設備連續測量6次得到一組測量列，獲得單次試驗標準差為13.55，取3平均值不確定度為0.20％，結合廠家給出的該氣體渦輪流量計的擴展不確定度和係數，得到合成相對標準不確定度為0.24％。然而在其他給定測量流量點進行測量分別獲得上述數值後，去測量接過重複性作為最大值，擴展不確定度為0.54％，在該擴展不確定度之下的為標準合格氣體渦輪流量計。
該負壓測試裝置和方法耗時短，減少勞動強度，提高了檢測效率，無需移動測試設備，重複性好。
雖然本發明已經參考特定的說明性實施例進行了描述，但是不會受到這些實施例的限定而僅僅受到附加權利要求的限定。本領域技術人員應當理解可以在不偏離本發明的保護範圍和精神的情況下對本發明的實施例能夠進行改動和修改。