质量流量计标准装置的总体设计方案

质量流量计标准装置的总体设计方案

　　由研华工控机、可编程控制器(RS?485接口，A/D转换)、高稳定时基、手操盘(操作指示面板)、继电器及接线柜、电子秤(梅特勒托力多高精度，多系统工业用电子秤)、电控柜(富士公司变频调速器及手操系统)及机泵(格兰富士公司高稳定机泵)组成。

　　3.2软件功能及环境

　　以WINDOWS98为主程序软件开发平台，具有控制、运算、动态画面、自诊断、通讯、自动绘制曲线及制表功能。人机界面友好，美观，操作方便。

　　4.1检定方法

　　该装置以二套电子秤为主要标准设备，采用静态称量法，称测量时间内经换向器流入称量容器内的液体量，检定流量计。

　　4.2工作原理

　　(1)检定前准备：将被检流量计安装在相应的台位上，用工业风做气密实验。在无渗漏的情况下，打开入口阀、出口阀，然后开泵。使液流经除气过滤器，被检流量计，参照流量计，换向器流入旁路，流回水池，使标准装置处于循环状态。流量的大小用遥控板控制变频调速器，达到控制标准装置的循环流量。一般使流量在检定上限运行10min，以排除系统中的气体，使流量、温度、压力稳定。

　　(2)开始检定：在上述循环过程中，使用变频调速器调节流量使其稳定在检定点上进行循环。在称量显示器上设置予称点，计数器清零。启动定时器，通过电磁阀，使换向器将流入旁路的流体迅速切向称量罐。同步行程开关控制计数器和称量显示器开始记录被检流量计经过的流量(脉冲数)。由定时器使电磁阀控制换向器换向，将流体迅速切向旁路。同步行程开关控制称量显示器和计数器停止计数。称量显示器的称量值与计数器的脉冲值进行比较，就可以计算出被检流量计的准确度。通过定时器控制电器转换开关使底球阀动作开启，放净里面的液体，再关闭排液底球阀，为下次检定作好准备。

　　5.1主要设备的误差

　　称量装置由电子秤和与其配套的显示器和称量容器组成。电子秤按规格用标准砝码进行检定，其称量误差小于0.02%。为了减小计时误差，称量容器要尽可能大，对最大预期流量测量时差不小于40s，采用柔性管路连接和电气连接，避免在容器上形成附加力。经换向器流向测量容器的流体应尽可能减少流体的冲击力。测量装置中空气浮力形成的误差用空气浮力修正系数ξ进行修正，ξ=ρs(1/ρ-1/ρp)×100%，其中ρs为空气密度0.00129g/cm3，ρp为标准砝码密度(g/cm3)，ρ为介质密度(g/cm3)。

　　换向器装置由换向器和行程开关组成。该装置在换向过程中，用来启停计数器，使信号传递时间尽可能小。用实测的方法确定换向装置的性能，把流量稳定在一固定数值上，在一定间隔时间内进行不少于10次的流量测量。然后取几种不同的间隔时间，重复测量。根据实测所取得的数据计算出换向器误差。本装置换向最大系数误差为0.025%，随机误差为0.035%。

　　质量流量计由传感器、变送器和流量数显/积算器组成，用于厂家进行流量和密度校准，并将校准系数输入到变送器，使流量的精度在读数的0.2%之内。

　　计时器采用上海电表厂生产的PPlla通用频率计，准确度为4.2×10-6，随机误差为0.02%。

　　质量流量计可以直接在线测量液体的温度和密度。温度和密度测量的精度分别为0.5%、0.04%。

　　5.2装置稳定性

　　装置稳定性按管道台位分别检定。将流量稳定性在称量装置最大量限循环10min。连续进行几次(n≥10次)测量，测量后计算出上限流量的稳定性误差。

其中M?i为第i次测量的质量流量，M为Mi的平均值，ta为按tx分布概率为95%的置信度计算。

　　将流量调至称量装置的下限量，由标定程序计算出下限量及下限的稳定性δm下。经实际测试三个检定台位的稳定性优于0.05%。

　　5.3装置总误差(总不确定度)

　　根据ISOS168，用方和根法将全部误差合成。

其中：δ—标准装置系统误差，δvmax—检定点 中最大极限相对误差，δm—电子秤极限相对误差，δρ—密度计极限相对误差，δt1—定时器相对误差，δt2—浮力形成的误差，δt3—换向装置随 机相对误差，δt4—换向器系统误差。

　　经实际检定二台电子秤三个台位，每台的总误差都优于0.05%。