一種大口徑流量計在線校準的方法
2023-04-23 04:59:21
專利名稱：一種大口徑流量計在線校準的方法
技術領域：
本發明涉及一種大口徑流量計在線校準的方法，屬於流量計檢測技術領域。
技術背景
隨著城市化的發展，用水量和排放量的增加，大口徑流量計的需求量不斷增加，且在水庫引水、源水進水廠、自來水出廠、汙水處理和汙水排放等領域得到廣泛應用，但相應地，流量計在長期使用後所面臨的精度問題也日益突出。
目前國內外使用的大口徑流量計包括電磁流量計、超聲流量計、孔板流量計等。其中電磁流量計是一種根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表，其精度可達(0. 2 0. 5) %，超聲波流量計是以「速度差法」為原理，測量圓管內液體流量的儀表，其精度為0. 5%，而孔板流量計是由節流件和差壓計組成，當充滿管道的流體流經管道內的節流裝置時，在節流件附近造成局部收縮，流速增加，通過其上、下遊兩側產生靜壓力差，根據流體力學中的伯努利方程可推導出差壓與流量之間的關係，從而可求得流體的流量值，其精度為 2%。對於孔板流量計尤其是大口徑的孔板流量計，由於其精度相對較低，且受安裝條件和使用條件的影響較大，因此在大口徑管道流量測量中使用較少。對於電磁流量計，由於其測量精度相對較高，而超聲流量計具有安裝方便的特點，因此這兩種流量計在大口徑管道流量測試中得到了廣泛的應用。這些大口徑流量計在長期使用後會面臨精度校準的問題，對於電磁流量計，是目前大口徑管道中測試精度最高的一種流量計，採用其它的流量計無法達到精度校準的要求。而對超聲流量計進行校準時，採用電磁流量計作為標準表對其進行校準，雖然滿足了精度校準要求，但大口徑電磁流量計的費用要遠遠高於超聲流量計本身。
綜上所述，現有的校準大口徑流量計的方法存在如下問題
(1)對電磁流量計，採用超聲流量計對其進行比對校準，由於超聲流量計的精度低於電磁流量計的精度，因此通常是將電磁流量計的精度自動降至可使超聲波流量計校準的級別，但這種校準方式由於降低了流量計整體的精度，因此校準結果不能精確的修正電磁流量計的測試結果。
(2)對超聲流量計，採用精度高的電磁流量計對其進行比對校準，增加了大量的費用支出，且費用遠遠超出超聲流量計本身。發明內容
本發明的目的是為解決現有技術中存在的上述問題，提供一種大口徑流量計在線校準的方法，該方法構思新穎，校準精確。
本發明的設計思想由於現有的流量計中渦輪流量計的精度最高，可達0.2%，因此為提高校準精度，採用渦輪流量計作為標準表，但該流量計的量程有所限制，所測流量最大為1000m3/h，而大口徑管道的流量一般為(2000 6000)m3/h，因此引入旁路分流的思想， 使旁路管道中的流量值在渦輪流量計所測範圍之內。通過旁路管道流量的測量結果與總管道流量計間的函數關係，可實現對大口徑流量計的在線校準。
本發明的技術解決方案基於標準表法的校準原理，採用精度較高的渦輪流量計作為標準表實現對大口徑流量計的校準；基於渦輪流量計量程的考慮，在大口徑流量計的上遊或者下遊(具體位置視現場的實際情況來定)引出一個旁路管道，在管道內安置標準流量計，然後當流體經過流量計時，記錄標準流量計的流量數值，根據旁路管道流量的測量結果與總管道大口徑流量計間的數理函數關係，實現對大口徑流量計的校準。
所述旁路校準法，是一種大口徑流量計在線校準的方法，該方法的具體步驟如下
步驟一標準流量計的選擇
大口徑流量計中，以電磁流量計的精度為最高，可達0. 2 0. 5%，為滿足精度校準的要求，採用精度為0. 2%的渦輪流量計作為標準流量計實現對大口徑流量計的在線校準。
步驟二 旁路管道的設計
畫出總管道與旁路管道圖。圖2所示為總管道與旁路管道設計示意圖，將渦輪流量計放置於支路的中間位置，圖中％表示A點與B點之間總管道的流量；Ltl表示A點與B 點之間總管道的長度；Dtl表示總管道的管徑表示旁路管道的流量^表示渦輪流量計上遊管道的長度；L3表示渦輪流量計下遊管道的長度；Dp D3表示旁路管道的管徑；D2表示渦輪流量計的公稱通徑；L2表示渦輪流量計的安裝管道長度。
式(1)表示流體力學中總流能量方程，式中下標1、2代表斷面A與B，Z1, 表示流體的位能，Pi、P2表示斷面A與B的壓強，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流體的密度，、、^表示流體在斷面A與B處的平均流速，αι、α 2表示動能修正係數，在流速分布均勻的情況下一般取值為0. 1，hw表示水頭損失。由於各支路在分流點A與匯合點 B之間的壓強差是相同的，可得式O)即水頭損失恆等。
權利要求
1. 一種大口徑流量計在線校準的方法，其特徵在於該方法的具體步驟如下 步驟一標準流量計的選擇大口徑流量計中，以電磁流量計的精度為最高，達0. 2 0. 5%，為滿足精度校準的要求，採用精度為0. 2%的渦輪流量計作為標準流量計實現對大口徑流量計的在線校準； 步驟二 旁路管道的設計畫出總管道與旁路管道圖，將渦輪流量計放置於旁路管道即支路的中間位置，仏表示A 點與B點之間總管道的流量，L0表示A點與B點之間總管道的長度，D0表示總管道的管徑， I表示旁路管道的流量，L1表示渦輪流量計上遊管道的長度，L3表示渦輪流量計下遊管道的長度，D1, D3表示旁路管道的管徑，D2表示渦輪流量計的公稱通徑，L2表示渦輪流量計的安裝管道長度；式(1)表示流體力學中總流能量方程，式中下標1、2代表斷面A與B，Zl、h表示流體的位能，Pi、P2表示斷面A與B的壓強，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流體的密度，、、^表示流體在斷面A與B處的平均流速，Q1, α 2表示動能修正係數，在流速分布均勻的情況下取值為0. l，hw表示水頭損失；由於各支路在分流點A與匯合點B之間的壓強差是相同的，得式O)即水頭損失恆等；
全文摘要
一種大口徑流量計在線校準的方法，該方法有四大步驟步驟一標準流量計的選擇；步驟二旁路管道的設計；步驟三標準表的安裝；步驟四方法性能評估。本發明基於標準表法的校準原理，採用精度較高的渦輪流量計作為標準表實現對大口徑流量計的校準；基於渦輪流量計量程的考慮，在大口徑流量計的上遊或者下遊引出一個旁路管道，在管道內安置標準流量計，然後當流體經過流量計時，記錄標準流量計的流量數值，根據旁路管道流量的測量結果與總管道大口徑流量計間的數理函數關係，實現對大口徑流量計的校準。該方法構思新穎，校準精確，它在流量計檢測技術領域裡具有實用價值和廣闊的應用前景。
文檔編號G01F25/00GK102494742SQ201110397310
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者趙曉東, 錢政, 陳妮亞 申請人:北京航空航天大學