流量量值傳遞與流量標(biāo)準(zhǔn)裝置課件

流量量值傳遞與流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/20231流量標(biāo)準(zhǔn)裝置原理10/1/20232流量量值傳遞系統(tǒng)10/1/20233流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的分類10/1/20234按測(cè)量介質(zhì)分，可分為水、氣、油、多組分（如水和油的混合）流體、多相流體（如氣液、氣固和液固）及蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置按測(cè)量方法分，可分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩類按流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用的計(jì)量器具分，可分為質(zhì)量法（也叫稱量法）、容積法和標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法按流量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具量值傳遞方法分，可分為原始標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的作用10/1/20235最基本的用途是校驗(yàn)或標(biāo)定流量計(jì)，量值統(tǒng)一進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的型式、性能試驗(yàn)研究研究參比條件和實(shí)際工作條件之間的差異對(duì)儀表準(zhǔn)確度的影響對(duì)于計(jì)量部門，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是做仲裁工作的基礎(chǔ)液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/20236液體流量計(jì)量器具傳遞系統(tǒng)常用液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置分類液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置分類10/1/20237靜態(tài)容積法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置靜止啟停靜態(tài)容積法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置流動(dòng)啟停靜態(tài)容積法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/20238河流流量測(cè)量10/1/20239靜態(tài)容積法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)10/1/202310本方法比較成熟，是目前國內(nèi)外用得最多的校驗(yàn)方法。靜止啟停法只能用于小管徑的裝置，因?yàn)榇蠊軓介y門啟閉不可能太快，啟閉占用時(shí)間過長。流動(dòng)啟停法的裝置用于校驗(yàn)總量儀表時(shí)，儀表必須要有高分辨率的電脈沖輸出。只能用于低粘度液體（如水、輕柴油等）流量計(jì)的校驗(yàn)和標(biāo)定。靜止啟停法的中小尺寸計(jì)量容器可車裝，作為可移動(dòng)的精確體積標(biāo)準(zhǔn)。10/1/20231110/1/20231210/1/20231310/1/20231410/1/202315靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置計(jì)算裝置復(fù)現(xiàn)的實(shí)際流量(qm)S為：10/1/202316其它液體大流量測(cè)量10/1/202317靜態(tài)質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)10/1/202318這是精確度最高的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，裝置的精確度一般可達(dá)

0.05%～

0.1%，最高可達(dá)

0.02%。適用于低粘度液體，但也可用于粘度較高的石油類液體。最適合于校驗(yàn)質(zhì)量流量儀表。標(biāo)準(zhǔn)體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202319傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體積管活塞式校驗(yàn)裝置傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體積管10/1/20232010/1/20232110/1/202322活塞式校驗(yàn)裝置10/1/202323一種結(jié)構(gòu)緊湊，小型輕量，尺寸僅為傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體積管的1/3左右的活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管（也可簡稱活塞校驗(yàn)裝置），更適合移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)應(yīng)用了微機(jī)技術(shù)、脈沖內(nèi)插技術(shù)、先進(jìn)的機(jī)械加工技術(shù)、幾何量檢測(cè)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)程序控制和數(shù)據(jù)自動(dòng)處理，是使流量得到精密測(cè)量的新型流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202324脈沖內(nèi)插技術(shù)10/1/202325雙時(shí)間法：脈沖內(nèi)插數(shù)四時(shí)間法：脈沖內(nèi)插數(shù)脈沖內(nèi)插技術(shù)10/1/202326用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)校驗(yàn)儀表用并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)校驗(yàn)儀表并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的未知系統(tǒng)相對(duì)誤差不大于該系

統(tǒng)中最不準(zhǔn)確的那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的系統(tǒng)相對(duì)誤差；用并聯(lián)方式連接起來的一組標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)最低限度也能和單臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)一樣可靠，并聯(lián)并不降低測(cè)量誤差；通過并聯(lián)方式，可以在不降低計(jì)量可靠性的前提下，按照需要擴(kuò)大流量測(cè)量的范圍。10/1/202327標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法10/1/20232810/1/202329氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置分類10/1/202330鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202331鐘罩流量公式檢定狀態(tài)鐘罩容積流過被檢流量計(jì)的氣體體積流過被檢流量計(jì)的氣體標(biāo)準(zhǔn)體積10/1/202332鐘罩流量公式流過被檢流量計(jì)的體積流量流過被檢流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)體積流量被檢流量計(jì)體積流量誤差10/1/202333鐘罩重力，向下—常數(shù)平衡錘拉力，向上—常數(shù)密封液體的浮力，向上—非常數(shù)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)拉力，向上—非常數(shù)鐘罩內(nèi)壓力ps

產(chǎn)生的作用力，向上—希望是常數(shù)10/1/202334鐘罩受力鏈條式補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：主要考慮鏈條單位長度質(zhì)量（鏈條線密度）應(yīng)等于鐘罩單位長度浸入密封液中排出液體質(zhì)量的一半。10/1/202335鐘罩補(bǔ)償機(jī)構(gòu)杠桿補(bǔ)償—偏心輪：偏心輪是一個(gè)等速螺線，即配重力臂的增加與滑輪轉(zhuǎn)角成正比。10/1/202336鐘罩補(bǔ)償機(jī)構(gòu)虹吸補(bǔ)償：利用一個(gè)與鐘罩固定在一起容器，隨鐘罩一起升降。用一個(gè)倒U形虹吸管將容器和液槽連通，使容器中液面始終與液槽液面保持同水平。鐘罩下降排出的液體通過虹吸管進(jìn)入容器，變成鐘罩質(zhì)量的一部分，正好克服浮力的上升。10/1/202337鐘罩補(bǔ)償機(jī)構(gòu)10/1/202338鐘罩補(bǔ)償機(jī)構(gòu)象限式補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：利用象限桿上的可移動(dòng)配重mG對(duì)鐘罩拉力的變化來補(bǔ)償浮力造成的影響。10/1/202339希望上式為0如果發(fā)現(xiàn)鐘罩下降過程中，余壓增加，說明應(yīng)該減小lG

或mG10/1/202340鐘罩流量范圍10/1/2023412000升鐘罩：流量一般小于300m3/h10000升鐘罩：流量一般小于1500m3/h只能用于中小管徑計(jì)量院鐘罩容積：

2000L，500L，50L鐘罩內(nèi)壓：

463mmH2O,

195mmH2O,

160mmH2O流量范圍：

(0.3～120)m3／h檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.2％

(k=2)在某一時(shí)間間隔t內(nèi)，氣體進(jìn)入或排出容積為V的容器，根據(jù)容器內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力p和熱力學(xué)溫度T的變化，求得氣體質(zhì)量流量。容器的容積V用氮?dú)饩_標(biāo)定。得到一V2010/1/202342PVTt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置PVTt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202343在t時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)容器V的實(shí)際氣體質(zhì)量流量qm為：10/1/202344PVTt法流量范圍10/1/202345定容罐的容積一般在20m3左右（Φ1.6m×10m），溫度場(chǎng)問題空氣R=287J/kg.K，極限情況下：真空能抽到0，音速文丘里噴嘴無壓降，時(shí)間30s負(fù)壓法可做到2400m3/h正壓法可提高流量，但壓力控制困難很難做到大口徑管道計(jì)量院PVTt法流量裝置10/1/202346PVTt法氣體流量國家基準(zhǔn)裝置采用負(fù)壓法，始建于八一年,八六年完成，達(dá)到國際先進(jìn)水平。用于對(duì)音速噴嘴進(jìn)行量值傳遞。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：標(biāo)準(zhǔn)容器容積：

2m3，20m3，0.2m3流量范圍：

(0.1～1300)m3／h檢定范圍： 音速噴嘴喉徑d≤60

mm檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.05%

(k=2)Mt法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202347陀螺電子秤快速閥噴嘴檢定臺(tái)位球罐mt法原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)裝置簡圖10/1/202348音速噴嘴原理10/1/202349音速噴嘴流量公式10/1/202350臨界流函數(shù)10/1/20235110/1/20235210/1/20235310/1/20235410/1/202355音速噴嘴的流通能力10/1/202356音速噴嘴的流通能力在理論上講是無限的實(shí)際裝置的流量決定于真空泵的容量、噴嘴直徑（外形和喉部）以d=100mm計(jì)算（一般外形直徑為4d-5d）qv=8000m3/h左右真空泵的容量和投入，運(yùn)行噪音問題目前在建的最大音速噴嘴裝置15000m3/h, 20只噴嘴并聯(lián)，最大被校表口徑500mm，3臺(tái)5000m3/h真空泵30多萬，總投資120多萬計(jì)量院音速噴嘴10/1/202357音速噴嘴氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用負(fù)壓法,用于檢定、測(cè)試各類氣體流量儀表、儀器。其主要技術(shù)指標(biāo)如下流量范圍：

(0.1～1300)m3／h檢定介質(zhì)： 空氣不確定度：

0.2％(k=2)流出系數(shù)C10/1/202358確定音速噴嘴的流出系數(shù)C一般有以下幾種方法：1、應(yīng)用基本的物理定理，列出數(shù)學(xué)方程式，用理論的方法求解而得到流出系數(shù)。2、用測(cè)定內(nèi)部流場(chǎng)或外部流場(chǎng)的方法計(jì)算出通過噴嘴的實(shí)際流量，從而確定流出系數(shù)。3、總特性的測(cè)量，即在氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行總特性試驗(yàn)，標(biāo)定出流出系數(shù)。測(cè)流場(chǎng)法10/1/202359用于標(biāo)定或測(cè)量大口徑流量儀表認(rèn)為制造一個(gè)穩(wěn)流區(qū)，在該穩(wěn)流區(qū)的流速分布幾乎是均勻的，然后用標(biāo)準(zhǔn)儀器（熱線風(fēng)速儀、激光多普勒、畢托管等）測(cè)量流速，計(jì)算流量只要流場(chǎng)穩(wěn)定，用該方法標(biāo)定音速噴嘴的不確定度為0.3％左右，與PVTt法比，最大偏差為0.45％計(jì)量院風(fēng)洞10/1/202360風(fēng)洞裝置建于一九九一年,經(jīng)測(cè)試符合低速風(fēng)洞標(biāo)準(zhǔn)要求。主要用于測(cè)試、檢定工作用皮托管及其它各類風(fēng)速計(jì)，滿足目前國內(nèi)風(fēng)速儀表測(cè)試工作的需要。其主要技術(shù)指標(biāo)如下:流速測(cè)量范圍：0.2～30m/s風(fēng)洞氣流穩(wěn)定性相對(duì)偏差：＜0.5%風(fēng)洞氣流均勻性相對(duì)偏差：＜1.5%最大噪聲：82dB德國PTB的LDA裝置10/1/202361流量范圍：

(65

~

5500)

m3/h風(fēng)洞口徑：

100mm、200mm最大流速：60m/s不確定度：0.1%(k=2)注：新建風(fēng)洞口徑316mm，最大流速80m/s標(biāo)準(zhǔn)體積管原理10/1/202362皂膜氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置用于微小流量10/1/202363計(jì)量院皂膜氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202364主要技術(shù)指標(biāo)如下:玻璃管容積：

25mL～1000mL流量范圍：

(0～2000)mL／min檢定介質(zhì)：空氣不確定度：

0.5% (1000mL管，k=2),1.0% (25～500mL管，k=2)置換法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202365氣排水法裝置10/1/202366氣囊法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202367活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置10/1/202368循環(huán)回路標(biāo)準(zhǔn)表比較法10/1/202369標(biāo)準(zhǔn)表10/1/202370渦輪流量計(jì)，600的渦輪，每米流速大約

1000m3/h左右，800的渦輪，每米流速大約1800m3/h左右；容積式流量計(jì)，適用于中小流量；文丘里流量計(jì)，流