水泵试验台流量原位标定系统研制

　　水泵试验台的主要工作参数有扬程、流量、转矩和转速等,其中流量是测试参数中难度最大的,其测试精度对试验台的系统精度起着决定性的作用[1-4]。为了保证水泵试验台的流量计的精度,通常是将流量计拆除送往计量部门专门流量检定系统进行标定后,再装回原来位置。由于计量部门的计量检定系统不可能完全模拟原试验台管路条件,同时由于运输、安装等因素的影响,会对流量计本身结构产生影响,导致流量计流量系数发生变化,因此其标定出精度并不能完全代表试验台现场精度。

　　原位标定[5]是指测量仪表在试验现场安装好的条件下用高一级精度仪表进行校正的方法,可作为水泵试验台一种保证流量精度的方法。根据测量原理的不同,原位标定方法通常有称重法和容积法两种[6-7]。称重法精度高但费用也高;容积法价格较低但精度受容器变形等外部因素影响较大。基于水泵试验台的称重-容积法原位标定方法,成功地实现了原位标定,并对系统的稳压性能和不确定度进行了测试、分析和计算。

　　1　称重-容积法原位标定系统

　　1.1　设计指标

　　根据水泵试验台的实际使用要求,原位标定系统设计指标如下。

　　标定对象:速度型流量计(如电磁流量计)

　　被标流量计口径:DN 300~DN 400 mm

　　标定范围:0·1~0·4 m3/s

　　系统合成不确定度:<0·2%

　　标定方向:正、反向标定

　　1.2　工作原理

　　设计的原位标定系统总体布置见图1。整个系统分为两层,充分利用了水泵试验台的原有管路及设备。标定筒位于一楼和二楼之间,在水泵试验台室外建造水池,根据功能的不同,将其分为供水池、水槽、回水池和补水池。其中供水池、水槽、回水池相互连通,补水池与它们用墙体隔开。

　　原位标定系统分为称重桶的容积法标定和流量计称重法原位标定两部分。

　　①称重桶的容积法标定。采用容积法标定称重桶收集的水的体积。用标准工作量器量水作为标准量放入称重桶内,在一定体积范围内等间隔地标定10个流量点,每个流量点重复进行10次标定,分别记录称重传感器读数和各标定点的标准体积,实现运用标准工作量器标定称重桶体积。

　　②流量计称重法标定。在流量计标定前,首先运行加力泵向试验系统供水,水从水位恒定的供水池被吸入管路,经过被标定的流量计,由换向器经放水口回到供水池。待系统稳定运行0·5 h后,切换换向器让水流入称重桶,经100 s后,换向器复位,完成一次标定过程。取100 s时段称重桶收集的水质量和换水时间,计算出标定流量。

　　1.3　标定流程