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气体罗茨流量计流量信号检测

时间:2018/08/08来源:未知

  气体罗茨流量计有多种信号输出方式, 有模拟信号、脉冲信号、开关量信号等。在检定的过程中, 针对不同的信号输出方式选择不同的信号采集模式。提高检测效率, ***大限度降低信号检测带来的误差。

  气体罗茨流量计即气体容积式流量计, 也称气体腰轮流量计。其工作原理是:容积式流量计是一种记录一段时间内流过流体总量累计式流量仪表。当流体流过流量计时, 内部机械运动件在流体动力作用下, 把流体分割成单个已知回转体积的气室, 并进行重复不断地充满与排空, 通过机械或电子测量技术记录其循环次数, 得到流体体积流量。气体罗茨流量计有如下优点:高准确度和高可靠性;量程范围度宽***宽可达260:1;其始动流量小***小可以达到0.04 m3/h;通用性好等。基于以上优点气体罗茨流量计广泛应用于工业气体流量检测与控制和城市燃气计量等领域。

表1 气体罗茨流量计检测方法

表1 气体罗茨流量计检测方法

  其中动态检定为气体罗茨流量计检定的优选方法。检定用计量标准器的流量范围应与被检流量计的流量范围相适应, 其扩展不确定度 (k=2) 应小于或等于被检流量计***大允许误差值的二分之一。其检定原理如下:气体在规定流量下流经被检流量计, 同步累计流过流量计和标准器的气体体积、时间、脉冲等初态值;当流过流量计的气量达到给定气量时, 同时停止累计;比较两者的指示量, 以及检测期间记录的温度、压力、湿度等参数, 按规定的计算公式得到流量计的示值误差。标准流量计比较法典型试验装置———临界流文丘利喷嘴法气体流量标准装置。检测装置结构示意图如下, 由图1可知, 测温、测压位置在流量计的上游测。

  每台气体罗茨流量计都配备一只流量补偿仪, 和测温、测压元件。流量补偿仪采用先进的微机技术与高性能的集成芯片。通过测温、测压元件采集到被测介质的温度、压力信号进行自动补偿和压缩因子自动修正。可直接检测气体的标准体积流量和标准体积总理。根据仪表的情况, 先容以下三种流量信号检测的方式:

图1 整体结构原理

图1

(1) 输出频率信号检测。下式为流量计系数计算公式:

计算公式 

 

式中:Kij—第i流量点, 第j次检定的系数, 1/m3或1/L;

Nij—第i流量点, 第j次检定的脉冲数;

Qsij—第i流量点, 第j次检定标准器累积流量值。

表2

表2

  表2为一只型号为G250-FCM的罗茨流量计频率信号检测数据。通过计算得到被检表在不同流量点的仪表系数。

  (2) 定标脉冲信号检测。电路脉冲发生器直接安装在计数器上, 仪表运行产生低频脉冲信号。通过检测低频脉冲信号, 对气体罗茨流量计进行检定。在一次检定过程中, 流量计的测试元件起、停应处在同一位置。给定气量或设定脉冲数应等于回转体积的整数倍, 或设定的给定气量大到足以使由转体积变化带来的影响, 可忽略不计。

表3

表3

表3为一只型号为G40-FCM的气体罗茨流量计定标脉冲检测数据。通过以下公式得到不同流量点的示值误差。

计算公式 

 

式中:E—流量计的示值误差;

Qm—流量计的累积流量值, m3或L;

Qs—与Qm同一温度和压力状态下的标准器累积流量值, m3或L。

图2

图2

 

  设置检定界面如图2。

  (3) 光电脉冲信号检测。对于小流量点检定, 以型号为G40-FCM罗茨流量计为例, 一个脉冲对应1m3, 检定一次用时长达392秒。采用光电发生器, 对准罗茨流量计的黑白轮或计数器上的反光条。采集脉冲信号, 一个脉冲对应一个回转体积。G40-FCM罗茨流量计的回转体积为:5.66×10-4m3。

检定界面设置如图3。

图3

图3

 

表4为检测数据:

表4

表4

  通过比较分析, 小流量点才用光电发生器检测脉冲信号, 小流量点检定一次用时为209秒, 可以缩短小流量点的检测时间。

  总结:气体罗茨流量计由于其特殊的构造和原理, 其流量信号输出方式也有很多种, 在实际的检定过程中, 根据其输出信号方式的不同, 而采取不同的信号检测方式。在符合检定规程要求的前提下, 既快又好地完成气体罗茨流量计的检定。


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