[摘要]文章依據(jù)在實際工作中的實踐經(jīng)驗，克服在實驗室內(nèi)對高壓浮子流量計檢測的局限性，采用在線實流檢測方法，對此方法進(jìn)行分析和研究，并以期對節(jié)能降耗工作有所裨益。
浮子流量計作為直觀流動指示或測量精度要求不高的現(xiàn)場指示儀表，被廣泛地用在電力、石化、化工、冶金等工業(yè)流程中。浮子流量計的工作原理是:浮子流量計的流量檢測元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和-一個沿著錐管軸上下移動的浮子組所組成。被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子:所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降,浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有對應(yīng)關(guān)系。高壓浮子流量計的工作介質(zhì)-般為各種壓縮氣體。其它流量計如渦輪流量計，在高壓下使用和檢測與在常壓下使用和檢測性能有所變化，而浮子流量計由于其特殊的工作原理，常壓下無法得到高壓差，高壓浮子流量計不工作。
1實驗室檢測高壓浮子流量計的局限性
(1)鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置是實驗室中檢測氣體流量計的主要標(biāo)準(zhǔn)裝置，100L、200L鐘單余壓通常為1000~1600Pa,500L鐘罩余壓通常為2500Pa,而用于焊接氣體計量的高壓浮子流量計工作壓力通常為0.35~0.5MPa,此類氣體流量計在實驗室中用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢測無法得到高壓差，浮子流量計不能工作，無法進(jìn)行正常檢測。
(2)在實驗室中如果用氣泵做氣源，用標(biāo)準(zhǔn)表法對高壓浮子流量計進(jìn)行檢測，經(jīng)試驗得知，氣源壓力不能保證恒定，無法進(jìn)行正常檢測。
(3)實驗室中氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的工作介質(zhì)通常是空氣，高壓浮子流量計的工作介質(zhì)常為Ar、CO2等等，由于工作介質(zhì)和檢測介質(zhì)的不同，即使能夠檢測也存在刻度間換算問題。
2在線實流檢測
選用標(biāo)準(zhǔn)氣表，對高壓浮子流量計進(jìn)行在線實流檢測。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)氣表和被檢測流量計的流量達(dá)到穩(wěn)定時，讀取標(biāo)準(zhǔn)氣表和被檢測流量計的指示流量，記錄標(biāo)準(zhǔn)氣表和被檢測流量計進(jìn)口處的壓力、溫度,計算被檢測流量計的實際流量。工作介質(zhì)經(jīng)過在線高壓被檢浮子流量計后,氣體壓力大幅度降低，進(jìn)人標(biāo)準(zhǔn)氣表的氣體壓力已是常壓，所以被檢高壓浮子流量計和標(biāo)準(zhǔn)氣表都可正常工作。
2.1數(shù)學(xué)模型
氣體流量計標(biāo)準(zhǔn)表檢定法，用氣體標(biāo)準(zhǔn)流量計作標(biāo)準(zhǔn)的計算方法:
式中:qN為被檢流量計刻度狀態(tài)下的實際流量，Lmin;qv為標(biāo)準(zhǔn)表指示流量，L/min;TN，Ts，Tm分別為刻度狀態(tài)下、標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和被檢流量計前的氣體熱力學(xué)溫度，K;PN,Ps,Pm分別為刻度狀態(tài)下、標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)和被檢流量計前的氣體絕對壓力,Ps=pa+pe,Pm=pa+pm;Pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮海琍a;Ps為標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)表壓力，Pa;pem為流量計前表壓力，Pa。
表1數(shù)據(jù)為2011年3月10日在線實測數(shù)據(jù)，室溫10℃，大氣壓約為101325Pa,檢測介質(zhì)為Ar。由于是在線實流，可以使高壓浮子流量計在工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，其檢測介質(zhì)與工作介質(zhì)相同，檢測狀況與工作狀況相同。
3在線實流檢測結(jié)果不確定度分析
(1)流量計的測量重復(fù)性
在浮子流量計最大流量點(diǎn)檢測6次，計算檢測值的標(biāo)準(zhǔn)差，為其重復(fù)性。設(shè)Ts，Tm均為283.15K,被檢表刻度狀態(tài)為0.4MPa,流量計滿量程流量為25L/min。
ur(q)=0.15%
靈敏系數(shù)為:
cr(q)=1
(2)標(biāo)準(zhǔn)氣表的不確定度
在標(biāo)準(zhǔn)氣表為25L/min流量點(diǎn)進(jìn)行檢測。因標(biāo)準(zhǔn)氣表為0.2級，則U(qs)=0.2%，取k=2。
靈敏系數(shù)為:cr(qs)=-1
(3)大氣壓的測量不確定度
pa為大氣壓，用空盒氣壓表測得，其最大允許誤差為50Pa，則不確定度Ur,(pa)=50/101325=0.05%按矩形分布考慮。
靈敏系數(shù)為:
3面對現(xiàn)實必須勇于創(chuàng)新
3.1流速分布的影響
本文分析了流量儀表在現(xiàn)場應(yīng)用時受制于工藝條件。不可能處于實驗室那樣的理想條件，所帶來的誤差，其中有些影響因素(如流體的物性、性狀)是可以通過修正減弱或消除，而有些則不可能，如面對萬千種阻力件.及其結(jié)合所帶來的復(fù)雜流場,它們難以通過實驗室模擬重現(xiàn)，無法修正，而它們卻又是影響流量儀表(特別是曾占流量儀表市場中大部分的經(jīng)典式節(jié)流裝置)提高精度最大的障礙。
3.2流動調(diào)整器的作用
為了改善流動狀態(tài)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC30,一直推薦采用流動調(diào)整器，類型多達(dá)幾十種，但并未見成效。問題不僅是增加成本及安裝維護(hù)量,而它本身就有一定的長度(有的可達(dá)2D),而在安裝上它還要求距阻力件及流量儀表各約4~5D,總計約10D,對于中小口徑來說可能不成問題，而在工程規(guī)模日益增大的趨勢下，現(xiàn)場就無能為力:難以提供。因此，采用流動調(diào)整器并非上策。一而再地提出也談不上有什么深遠(yuǎn)意義。
3.3勇于創(chuàng)新另辟新徑
在流量儀表家族中，經(jīng)典式節(jié)流裝置使用時間最長，裝機(jī)量曾幾乎占60%以上，且積累了大量的試驗數(shù)....雖然優(yōu)點(diǎn)多多，但無法面對直管段不足，精度下降的矛盾。只能是無可奈何花落去了，這是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的
形勢的要求，近十年來國內(nèi)外，涌現(xiàn)出不少新型的節(jié)流裝置(內(nèi)錐、整流、平衡、槽道、梭式)。它們的共同特點(diǎn)就是上游直管段長度只要求2-5D。即可保持±(0.5%~1%)的精度。當(dāng)然它還稚嫩，這是-個新生事物都會遇到的問題，因為孔板的發(fā)展初期也是這樣。需要強(qiáng)調(diào)的是，對新型的節(jié)流裝置技術(shù)性能的評估，應(yīng)以科學(xué)實驗數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，而不僅靠包裝和炒作。
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