標準渦街流量傳感器組合比較法氣體流量裝置的研究和討論
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近年來，用標準渦街流量傳感器（以下簡稱標準傳感器）研究檢測氣體大流量的方法在國內(nèi)還是首次，初期的檢測裝置均為原始標準裝置，建設(shè)投資昂貴技術(shù)復(fù)雜，檢測效率的，通常又是計量系統(tǒng)、使用單位和儀表制造行業(yè)不可缺少的重大設(shè)備。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并由于標準傳感器法流量標準裝置可以節(jié)省大量投資和提高標定效率。在工業(yè)發(fā)達國家，已獲得廣泛的應(yīng)用，如建立同等能力的流量裝置，標準傳感器法比原始基準法可節(jié)省投資約60%，建設(shè)周期可縮短一半，而檢測效率可提高50%~80%，在國內(nèi)開展標準傳感器法流量檢測裝置研究，建立和完善有關(guān)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)實踐，已成為當(dāng)前技術(shù)和經(jīng)濟上迫切需要解決的問題。
2 用標準傳感器法建立裝置簡介
2．1 研究裝置的指標
本裝置的計量方式是用標準傳感器組合比較法，研究檢測被檢傳感器的口徑DN80~300mm；流量范圍Qv=50~7500mm3/h；準確度±0.5%。
2．2 裝置的基本結(jié)構(gòu)（如圖1所示）
圖1 裝置的基本結(jié)構(gòu)
（2）氣源，氣源是由二臺9-19型高壓離心風(fēng)機和一臺LG300×200-1型羅茨風(fēng)機供給。其中二臺同型號的離心機，通過控制電動閥門根據(jù)流量大小的需要，實現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)運行，以滿足不同流量和不同壓力的要求。
（3）標準傳感器：該裝置選用了8臺標準傳感器，均為應(yīng)力式渦街傳感器，該儀表的優(yōu)點是無可動部件具有較高的重復(fù)性，有較強的耐過載和耐沖擊性。傳感器本體用不銹鋼具有耐磨損和抗腐蝕性能，該傳感器具有很高的穩(wěn)定性。另外這類傳感器的儀表系數(shù)不受或很少受被測介質(zhì)物性參數(shù)的影響，所以作為標準傳感器使用時，只要與被測料件基本一致就可以了。
目前，我國的氣體渦街傳感器的標準度一般在0.5級~1級的水平上，從準確度的水平上看，是無法作為0.5級標準傳感器使用的，但是這類儀表的范圍度很寬，一般都在10：1~15：1左右，而且重復(fù)性很好，均在0.2%以內(nèi)，甚至于更高，如采用壓縮范圍度在定點標定是提高準確度的有效方法。我們曾做了大量的試驗研究工作，結(jié)果表明若范圍度壓縮到2：1或3：1以內(nèi)，在定點標定均能滿足要求，因此，使用該傳感器標準，建立氣體流量裝置是可行的。
（4）流量的分配：為覆蓋所有被檢測的渦街傳感器，經(jīng)反復(fù)進行流通能力的試驗，確定了標準傳感器的范圍度如表1。
表1 流量的分配表 
單臺標準流量傳感器檢測被檢傳感器時，如圖2所示為單臺標準渦街流量傳感器檢測系統(tǒng)。
圖2 單臺標準傳感器檢測系統(tǒng)
PsVs/Ts=PtVt/Tt=P0V0/T0 (1)
Vt=(P0V0Tt)/(T0Pt)
體積流量qvt=qv0[(P0Tt)/(T0Pt)] (2)
qvs=qv0[(P0Ts)/(T0Ps)]
所以qvt/qvs= (PsTt)/(PtTs) (3)
又因標準傳感器的儀表系數(shù)Ks
Ks=Ns/Vs=fs/qvsfs=qvs·Ks
被檢測傳感器的儀表常數(shù)
Kt=Nt/Vt=ft/qvt ft=qvt·Kt
所以
Kt/Ks=(ftqvs)/(fs/qvt)=(Ntqvs)/(Nsqvt) (4)
式中，qv——體積流量
f——傳感器輸出頻率
Ns——統(tǒng)一技術(shù)時間間隔內(nèi)標準傳感器輸出脈沖數(shù)
Nt——統(tǒng)一技術(shù)時間間隔內(nèi)被檢傳感器輸出脈沖數(shù)
將式（3）代入式（4）得
Kt/Ks=(NtPsTt)/(NsPtTs)
Kt=[(NtPsTt)/(NsPtTs)] ·Ks=kNKptKs(5)
式中，Kpt——壓力溫度修正系數(shù)
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