静态容积法流量标准装置的架构

　　0　引言

　　为检定电磁流量计、涡街流量计、超声波流量计等仪表,建立了一套功能齐全的水流量标准装置,试验最大流量为10 000 m³/h。

　　1　静态容积法装置工作原理

　　静态容积法液体流量装置,由液体循环系统、试验管路、流量标准容器、计时器、试验启停设备(换向器)和控制设备组成。静态容积法装置如图1所示。

　　其工作过程基本为:用水泵将水池中的水打入稳压容器,并在整个试验过程中,使稳压容器上部保持1/4的气容自弹性吸收压力脉动状态,以减小水流的脉动量。然后打开截止阀门,水通过上游侧管段中整流器、被检流量计、下游直管段、流量调节阀、流量指示器(如果不需要可不安装)、进入喷嘴流出;在试验管路的出口处安装有换向器,换向器是用来改变液体的流向,使水流流入工作量器。换向器启动时,同时遮挡光电脉冲讯号转换器的光束,给出触发信号,该触发信号启动计时控制器(在控制台内),以保证流入工作量器的水量和时间的同步测量。

　　试验时可根据被检流量计检定点流量的大小,选用其中一个工作量器计量水量,若选用左工作量器,则打开右工作量器的放水阀,水流在右工作量器中流出,调整流量到所需测量点(一般不超过规定检定流量点的±2% ),延续一定的时间,待流量稳定后启动换向器使水流流向左工作量器,在换向器动作的过程中,同时启动计时器计时和被检流量计的脉冲计数器计数,当到达预定的流量或时间或脉冲时,自动将换向器换向,延续片刻时间,待工作量器中液位稳定,由数字式液位计将液位数值输入到计算机(因为液位与容积有对应关系)后,左工作量器的放水阀自动打开,与此同时也将计时器显示的测量时间t和累计的脉冲数N(或被检流量计的指示值)都输入计算机进行数据处理。

　　根据工作量器流出时间和残流等待时间,自动关闭阀门相应工作量器的放水阀,再开始第二次流量的测量。

　　2　装置需解决的关键问题

　　2.1　压力稳定性

　　2.1.1　稳压器的比较和选择

　　为建立一个稳压源,国内外的工程技术人员进行了大量的研究工作,这也是设计水流量装置的难点之一,目前采用的稳压源有三种方法。

　　①水塔稳压法

　　利用重力的原理,通过保持水塔中的固定液位保持压力不变,从而实现稳压液流的目的。这种稳压法易达到高稳定压力的效果。各国的流量装置多采用此种方法,由于液源压力要受到水塔高度的限制,所以压力不会很高,一般在4×10⁵Pa以下,因此对一定的管道来说,雷诺数低。要想提高雷诺数的数量级是很困难的,为满足功能齐全,检定各种流量计的要求,需要精心的设计和计算。水塔造价较高、电能耗大,因此选用中小流量装置比较理想。