流量標準裝置

流量標準裝置
流量標準裝置，是指能產(chǎn)生或復制標準(實際)流量的裝置。由于流量儀表的計量指標有穩(wěn)態(tài)和動態(tài)之分，相對應的流量標準裝置也有穩(wěn)態(tài)和動態(tài)之分。
第一節(jié)  概  述
  由于我國目前只有一套動態(tài)流量標準，即1997年研制成功的燃油動態(tài)流量校準裝置，故在以后的敘述中，凡提到流量標準裝置，沒有在前面特別注明“動態(tài)”兩字的，均指穩(wěn)態(tài)流量校準裝置。
  流量(穩(wěn)態(tài))標準裝置的分類，至今人們還沒有比較統(tǒng)一的認識。比較利學的方法是，首先分為原始標準裝置(也稱—次標準裝置)和傳遞標準裝置(又叫次級標準或二次標準)兩人類。
  原始標準裝置是依據(jù)流量的基本定義予以實施的裝置。流量的基本定義是單位時間內(nèi)通過某—規(guī)定截面的可流動物質(zhì)的質(zhì)量或容量，因此，質(zhì)量m或容積V和時間t作為原始標準裝置的原始量度依據(jù)，從而得出標準(實際)質(zhì)量流量或標準(實際)容積流量。這就是流量原始標準裝置產(chǎn)生標準(實際)流量的兩個基本方法，通常稱為質(zhì)量(時間)法和容積(時間)法。當然容量還可以溯源于長度或質(zhì)量，所以，流量的最終溯源是質(zhì)量或長度與時間。
  流量傳遞標準裝置，一般是通過原始標準裝置進行量值傳遞的，且具有良好重復性和穩(wěn)定性的標準流量裝置。它通常由標準流量計和有關(guān)配套部分組成。這些配套部分的構(gòu)成如閥門、直管段、整流器、壓力溫度測量單元及數(shù)據(jù)采集和處理單元等。但是不管其構(gòu)成如何復雜，標準流量計仍是其核心部分。
  流量傳遞標準裝置多用于現(xiàn)場流量校準，它是原始標準裝置和現(xiàn)場使用流量計之間的中間傳遞環(huán)節(jié)。流量傳遞標準裝置的優(yōu)越性在于它遠不如原始標準裝置那樣昂貴，從而為流量計數(shù)量較多的使用單位和一些特殊單位提供了方便。
  校準／檢定，是用流量標準裝置去核查流量儀表計量性能的全過程，即對同一流量狀態(tài)確定流量儀表的顯示，與流量標準裝置對應，得出的標準(實際)流量的一致程度，或者在同一流量狀態(tài)下，流量儀表的某一顯示(指示)數(shù)值(不一定是流量單位，例如可以是指針的某—位置)所對應的(所代表的或所表示的)流量標準裝置，對應給出(得出)的標準(實際)流量值。這后一種情況多是對新研制或新生產(chǎn)或修理過的流量儀表進行首次校準／檢定，在有些文獻中，把這種校準／檢定工作稱作對流量儀表進行“刻度”或“重新刻度”。
  不管是一次標準，還是二次標準，校準／檢定的方法都是比較法，即流量標準裝置所產(chǎn)生(給出)的標準(實際)流量與相應的流量儀表的顯示(指示)流量進行比較。
  流量標準裝置和流量儀表的計量參數(shù)有很多，但共同主要的是工作介質(zhì)，流量范囤，準確度，重復性，工作條件(壓力、溫度等)，管道口徑等六種。不同的是，標準裝置有流量穩(wěn)定性要求，流量儀表有時有線性度的要求。
  流量標準裝置的具體種類比較多，不可能在此全部介紹，每一類舉一種具體的典型方法，即本教材一次標準只介紹：液體質(zhì)量時間法一種，液體容積時間法一種，氣體容積時間法一種，氣體質(zhì)量時間法一種，氣體PVTt法—種，動態(tài)流量標準裝置—種，共六種；對二次標準，即流量傳遞標準作一綜合性介紹。
第二節(jié)  靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置
靜態(tài)質(zhì)量法是為了區(qū)別動態(tài)質(zhì)量法而稱謂的。其全稱應為靜態(tài)質(zhì)量時間法。
  質(zhì)量法水流量標準裝置有兩種，即靜態(tài)質(zhì)量法和動態(tài)質(zhì)量法。容積法也有兩種，即靜態(tài)容積法和功態(tài)容積法。這四種裝置的穩(wěn)壓方法也有兩種，即水塔穩(wěn)壓和容器穩(wěn)壓。下面只介紹水塔穩(wěn)壓靜態(tài)質(zhì)量法水流量標準裝置。其工作原邵圖如圖11-2-1所示，其工作原理為：水泵2將水經(jīng)過上水管3注入水塔4，再連續(xù)流經(jīng)截止閥7、被檢流量計8、閥9、噴嘴10、換向器11和旁通管13流回到水池1。在整個試驗過程中，使水塔始終處于有溢流狀態(tài)，以保持壓頭不變。
檢定時，先經(jīng)調(diào)節(jié)閻9使流量達到需要值，并確定稱量容器15的起始質(zhì)量m0；再啟動換向器，使水流從旁通管13換入稱量容器15。同時啟動計時器和被檢流量計8的脈沖計數(shù)器；當稱量容器15中的水達到預定的質(zhì)量時，換向器自動換向，使水流由稱雖容揣15換向到旁通管13。確定稱量容器15和水的最終總質(zhì)量m和計時器測量的時間t，以下式計算出實際的(標準的)質(zhì)量流量qm。


   
                        （11-2-1）
式中： —空氣浮力修正系數(shù)；
    ρa—空氣密度，單位為㎏／m3：；
    ρw—水的密度，單位為kz／m3；
    ρP—砝碼材料的密度，單位為kg／m3；
如果采用電子秤，則ρP一項不存在。
  這種裝置最適于用水作介質(zhì)。其主要優(yōu)點是準確度較高，主要缺點是裝置敞口運行、體積龐大、且不太適合校準無脈沖輸出的流量計。