差压流量计节流件的三坐标仿真组合测量法

　　0　引言

　　差压流量计广泛应用于石油、化工、电力、航天等部门。在生产过程中用来进行流体(液体、气体和蒸汽)的流量测量、控制和调节。为了在贸易结算方面与国际接轨,为了节能减排,流量的准确计量显得非常重要。差压流量计节流装置是由节流件、取压装置、符合要求的前后直段所组成,节流件是差压流量计节流装置中的关键部件。

　　节流件设计复杂,要求符合相应的国家标准或国际标准,几何尺寸要求高。它包括了孔径、长度和厚度、表面粗糙度等常规测量,也包括了短圆弧曲面半径、短距离范围内的角度、短基准情况下的同轴度、大直径薄件平面度和平行度、曲面轮廓法线方向的壁厚等测量难题。常规的单项测量方法不能完全满足测量要求,而且其操作繁琐,易产生误判。三坐标仿真组合测量方法测量效率高,评价准确,符合节流件的使用要求。

　　本文将举例逐一进行分析,介绍基于三坐标测量技术的仿真组合测量方法在节流件几何量测量中的应用,包括标准孔板、标准喷嘴、标准文丘利管等节流件所涉及到的几何量测量问题。

　　1　孔径、长度和厚度、表面粗糙度等常规测量

　　1.1　长度和厚度、表面粗糙度

　　孔板的厚度尺寸E使用专用千分尺测量,测点在孔板上均匀分布(最少测量8处),取其平均值作为厚度值,同时给出最大值与最小值之差(厚度差ΔE)。但是孔板节流孔的厚度e和厚度差Δe最好使用三坐标测量。

　　节流件的表面粗糙度参数使用便携式表面粗糙度仪测量,也可以用表面粗糙度样块比较测量。

　　1.2　节流件的节流孔直径

　　节流孔直径是节流件的重要参数之一,由于工作状态下温度的作用,节流孔直径会有较大变化。因此测量节流孔直径时节流件的温度需要提供给客户。

　　首先测量前要充分恒温,使用贴附温度计测量节流件的温度,并观察实验室的温度。二者相差很小时(0.2℃),可以认为恒温符合要求。然后使用三坐标编程,快速批量自动测量,在节流孔上自动测量8点,得出测量结果。

　　以规格为Φ270×Φ100×5的孔板为例,仅节流孔孔径需给出以下测量数据:

　　1)Φ100.016mm (节流孔的直径)

　　2)0.025mm (节流孔的圆度)

　　3)20.8℃(测量时节流件的温度)

　　4)0.003mm (k=2)(测量结果的不确定度)

　　如果客户确实需要给出温度为20℃时的孔板节流孔直径时,可以根据孔板材质的线膨胀系数(假设孔板的材质为1Cr18Ni9Ti,则Λd= 17.0×10^-6℃^-1)依据相应公式,结合上述数据计算得出20℃时的孔板节流孔直径值: