活塞式液体流量标准装置

　　流量是一个非常复杂的物理量，同时也是工业生产中用得最多的参量之一，由于流量参数的复杂性，流量标准装置结构也比较复杂，流量标准装置的关键是流量源、流量测量系统两部分，传统的液体流量标准装置流量源的产生办法有两种，恒压流量源，这种方法流量稳定，一般稳压设备体积庞大，费用较高。另一种是依靠流量泵提供流量，流量有脉动，稳定性差。根据流量测量方法可分为静态称重法、动态称重法、静态容积法和动态容积法，静态称重法和静态容积法测量精度很高，但存在换向器引起的误差，动态称重法和动态容积法是在流体流人标准器的过程中进行测量，因此没有换向器引起的误差，但存在因流体的冲击力引起的测量误差，以上4种方法要提高测量精度就要牺牲工作效率，即通过增加一次测量的容积量或质量来提高相对的测量误差。当前，国际上新型的流量标准装置采用了活塞式结构，该种装置具有结构简单，体积小，校准精度高，自动化操作等许多优点。国防科工委第一计量测试研究中心，自“八五”期间开始研制活塞式流量标准装置，目前已经掌握了该种装置的关键技术，并且已经产品化，研制了从小流量0. 5L/min到大流量1500L/min的一系列流量标准装置，在国防工业系统取得了良好的应用效果。

　　1标准装置结构原理

　　装置采用电机一标准计量油缸的结构形式(如图1所示)，主要由计量油缸，油箱，电机及控制器，校准管路，温度压力传感器，丝杠，光栅，测量控制计算机，数据采集系统等部件构成，装置通过伺服电机驱动标准计量油缸活塞产生流量源，计量油缸同时作为容积标准，与光栅配合构成流量测量系统，计量油缸上下游安装有温度、压力传感器，用来测量流体的温度、压力，可对计量活塞排出的流量进行温度压力修正。

　　具体工作过程如下:1.校准行程，打开阀门a,b, d打开，关闭阀门c，启动电机正转，计量油缸活塞伸出，计量油缸左腔排出流体流经流量计流人主油箱，该行程为流量计校准行程。在校准行程过程中，当电机启动到转速稳定时，启动软件校准程序，开始采集被校流量计信号，同时记录活塞的初始位移，并开始记时，当流经流量计的流量达到预设值时，再次记录活塞的位移，同时停止记时，记录测量时间，活塞两点位移之差乘以活塞的面积，就得到流经流量计的流体体积，除以测量时间，得到流经流量计的标准流量，流量计显示的流量与标准流量相比较实现对流量计的校准。2.回程，打开阀门c, d，关闭阀门a,b，启动电机反转，计量油缸活塞退回到起始位置。整个校准过程都由计算机进行控制，实现校准的自动化。