專利名稱：一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法，屬于流量計(jì)檢測技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
隨著城市化的發(fā)展，用水量和排放量的增加，大口徑流量計(jì)的需求量不斷增加，且在水庫引水、源水進(jìn)水廠、自來水出廠、污水處理和污水排放等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但相應(yīng)地，流量計(jì)在長期使用后所面臨的精度問題也日益突出。
目前國內(nèi)外使用的大口徑流量計(jì)包括電磁流量計(jì)、超聲流量計(jì)、孔板流量計(jì)等。其中電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，其精度可達(dá)(0. 2 0. 5) %，超聲波流量計(jì)是以“速度差法”為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表，其精度為0. 5%，而孔板流量計(jì)是由節(jié)流件和差壓計(jì)組成，當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，在節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加，通過其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差，根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程可推導(dǎo)出差壓與流量之間的關(guān)系，從而可求得流體的流量值，其精度為 2%。對于孔板流量計(jì)尤其是大口徑的孔板流量計(jì)，由于其精度相對較低，且受安裝條件和使用條件的影響較大，因此在大口徑管道流量測量中使用較少。對于電磁流量計(jì)，由于其測量精度相對較高，而超聲流量計(jì)具有安裝方便的特點(diǎn)，因此這兩種流量計(jì)在大口徑管道流量測試中得到了廣泛的應(yīng)用。這些大口徑流量計(jì)在長期使用后會面臨精度校準(zhǔn)的問題，對于電磁流量計(jì)，是目前大口徑管道中測試精度最高的一種流量計(jì)，采用其它的流量計(jì)無法達(dá)到精度校準(zhǔn)的要求。而對超聲流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，采用電磁流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表對其進(jìn)行校準(zhǔn)，雖然滿足了精度校準(zhǔn)要求，但大口徑電磁流量計(jì)的費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超聲流量計(jì)本身。
綜上所述，現(xiàn)有的校準(zhǔn)大口徑流量計(jì)的方法存在如下問題
(1)對電磁流量計(jì)，采用超聲流量計(jì)對其進(jìn)行比對校準(zhǔn)，由于超聲流量計(jì)的精度低于電磁流量計(jì)的精度，因此通常是將電磁流量計(jì)的精度自動降至可使超聲波流量計(jì)校準(zhǔn)的級別，但這種校準(zhǔn)方式由于降低了流量計(jì)整體的精度，因此校準(zhǔn)結(jié)果不能精確的修正電磁流量計(jì)的測試結(jié)果。
(2)對超聲流量計(jì)，采用精度高的電磁流量計(jì)對其進(jìn)行比對校準(zhǔn)，增加了大量的費(fèi)用支出，且費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出超聲流量計(jì)本身。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法，該方法構(gòu)思新穎，校準(zhǔn)精確。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想由于現(xiàn)有的流量計(jì)中渦輪流量計(jì)的精度最高，可達(dá)0.2%，因此為提高校準(zhǔn)精度，采用渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表，但該流量計(jì)的量程有所限制，所測流量最大為1000m3/h，而大口徑管道的流量一般為(2000 6000)m3/h，因此引入旁路分流的思想， 使旁路管道中的流量值在渦輪流量計(jì)所測范圍之內(nèi)。通過旁路管道流量的測量結(jié)果與總管道流量計(jì)間的函數(shù)關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的在線校準(zhǔn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案基于標(biāo)準(zhǔn)表法的校準(zhǔn)原理，采用精度較高的渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的校準(zhǔn)；基于渦輪流量計(jì)量程的考慮，在大口徑流量計(jì)的上游或者下游(具體位置視現(xiàn)場的實(shí)際情況來定)引出一個(gè)旁路管道，在管道內(nèi)安置標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，然后當(dāng)流體經(jīng)過流量計(jì)時(shí)，記錄標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的流量數(shù)值，根據(jù)旁路管道流量的測量結(jié)果與總管道大口徑流量計(jì)間的數(shù)理函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的校準(zhǔn)。
所述旁路校準(zhǔn)法，是一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法，該方法的具體步驟如下
步驟一標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的選擇
大口徑流量計(jì)中，以電磁流量計(jì)的精度為最高，可達(dá)0. 2 0. 5%，為滿足精度校準(zhǔn)的要求，采用精度為0. 2%的渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的在線校準(zhǔn)。
步驟二 旁路管道的設(shè)計(jì)
畫出總管道與旁路管道圖。圖2所示為總管道與旁路管道設(shè)計(jì)示意圖，將渦輪流量計(jì)放置于支路的中間位置，圖中％表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間總管道的流量；Ltl表示A點(diǎn)與B 點(diǎn)之間總管道的長度；Dtl表示總管道的管徑表示旁路管道的流量^表示渦輪流量計(jì)上游管道的長度；L3表示渦輪流量計(jì)下游管道的長度；Dp D3表示旁路管道的管徑；D2表示渦輪流量計(jì)的公稱通徑；L2表示渦輪流量計(jì)的安裝管道長度。
式(1)表示流體力學(xué)中總流能量方程，式中下標(biāo)1、2代表斷面A與B，Z1, 表示流體的位能，Pi、P2表示斷面A與B的壓強(qiáng)，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流體的密度，、、^表示流體在斷面A與B處的平均流速，αι、α 2表示動能修正系數(shù)，在流速分布均勻的情況下一般取值為0. 1，hw表示水頭損失。由于各支路在分流點(diǎn)A與匯合點(diǎn) B之間的壓強(qiáng)差是相同的，可得式O)即水頭損失恒等。
權(quán)利要求
1. 一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法，其特征在于該方法的具體步驟如下 步驟一標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的選擇大口徑流量計(jì)中，以電磁流量計(jì)的精度為最高，達(dá)0. 2 0. 5%，為滿足精度校準(zhǔn)的要求，采用精度為0. 2%的渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的在線校準(zhǔn)； 步驟二 旁路管道的設(shè)計(jì)畫出總管道與旁路管道圖，將渦輪流量計(jì)放置于旁路管道即支路的中間位置，仏表示A 點(diǎn)與B點(diǎn)之間總管道的流量，L0表示A點(diǎn)與B點(diǎn)之間總管道的長度，D0表示總管道的管徑， I表示旁路管道的流量，L1表示渦輪流量計(jì)上游管道的長度，L3表示渦輪流量計(jì)下游管道的長度，D1, D3表示旁路管道的管徑，D2表示渦輪流量計(jì)的公稱通徑，L2表示渦輪流量計(jì)的安裝管道長度；式(1)表示流體力學(xué)中總流能量方程，式中下標(biāo)1、2代表斷面A與B，Zl、h表示流體的位能，Pi、P2表示斷面A與B的壓強(qiáng)，g表示重力加速度，一般取值9. 8m/s2, P表示流體的密度，、、^表示流體在斷面A與B處的平均流速，Q1, α 2表示動能修正系數(shù)，在流速分布均勻的情況下取值為0. l，hw表示水頭損失；由于各支路在分流點(diǎn)A與匯合點(diǎn)B之間的壓強(qiáng)差是相同的，得式O)即水頭損失恒等；
全文摘要
一種大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法，該方法有四大步驟步驟一標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的選擇；步驟二旁路管道的設(shè)計(jì)；步驟三標(biāo)準(zhǔn)表的安裝；步驟四方法性能評估。本發(fā)明基于標(biāo)準(zhǔn)表法的校準(zhǔn)原理，采用精度較高的渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的校準(zhǔn)；基于渦輪流量計(jì)量程的考慮，在大口徑流量計(jì)的上游或者下游引出一個(gè)旁路管道，在管道內(nèi)安置標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，然后當(dāng)流體經(jīng)過流量計(jì)時(shí)，記錄標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的流量數(shù)值，根據(jù)旁路管道流量的測量結(jié)果與總管道大口徑流量計(jì)間的數(shù)理函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對大口徑流量計(jì)的校準(zhǔn)。該方法構(gòu)思新穎，校準(zhǔn)精確，它在流量計(jì)檢測技術(shù)領(lǐng)域里具有實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G01F25/00GK102494742SQ201110397310
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者趙曉東, 錢政, 陳妮亞 申請人:北京航空航天大學(xué)