移动式标准表法气体流量标准装置的抗震研究_康勇.pdf
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1、 收稿日期:第一作者:康勇(),男,汉族,陕西西安人,硕士研究生,高级工程师,研究方向为流量计量。:移动式标准表法气体流量标准装置的抗震研究康 勇,赵进涛,丁 凌(陕西省计量科学研究院流量计量研究所,陕西 西安)摘要:移动式标准表法气体流量标准装置,可将标准表法气体流量标准装置通过车载的方式运至流量计使用现场进行流量计检定校准工作,但由于标准装置运输过程中和流量计使用现场的路况及动力设备的高度集成等因素的存在,使得抗震设计及其方法研究成为保证移动式标准表法气体流量标准装置在运行过程中稳定可靠的首要问题。该文对一套移动式标准表法气体流量标准装置通过加装弹簧减震杆及气囊减震系统的方法进行抗震优化,
2、并通过一年的实际实验验证,验证了该抗震设计在保证此标准装置及其标准表性能稳定可靠方面的有效性。关键词:移动式标准表法气体流量标准装置;抗震研究;实验对比;减震方法中图分类号:文章编号:()文献标识码:,(,):,:;引言气体流量计的量值溯源基标准装置有很多,如 法气体流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置、临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置、标准表法气体流量标准装置等,这些基标准装置大多修建于标准实验室,具有良好的稳定性,能够满足气体流量计的日常溯源工作需求,但随着我国工业的发展,实验室溯源的缺点逐渐显现。流量计现场拆卸后,流量计用户需要将流量计送至计量技术机构进行溯源,首先增加了溯源的时间成本
3、,其次,在运输过程中,震动等不可控因素会影响流量计的计量性能,使得流量计溯源过程存在一定风险,且实验工况与流量计使用工况的不同会造成一定程度上误差扩大的问题。为了解决诸如此类的问题,在标准表法气体流量标准装置的基础上设计了一套移动式标准表法气体流量标准装置,相较于使用固定式气体流量标准装置,移动式标准表法气体流量标准装置具有可移动、灵活度高、可开展现场溯源等优势,节省了用户在流量计溯源过程中的时间成本、控制了流量计在运输过程中可能存在 年第 期 工业仪表与自动化装置的风险。移动式气体流量标准装置安装于一辆厢式货车中,移动方便,只需要在流量计使用现场接入 电源,便可开机使用。然而此装置在实际运行
4、过程中仍存在以下问题:()由于用户现场路况复杂多变,装置在运输过程中颠簸震动较强,会对标准装置中的标准表及整体装置计量性能产生影响;()整体装置安装于厢式货车上,空间有限,提供装置动力的高速离心风机在运行过程中会产生震动,对整体装置的计量性能产生影响。基于以上原因,本文对此移动式装置进行了抗震处理,并进行了实验研究,证明了该抗震方法的有效性,保证了此移动式标准表法气体流量标准装置的计量性能。装置介绍 装置结构移动式标准表法气体流量标准装置由一台控制电脑、一套弱电控制箱、一套强电控制箱、一套气动夹表器、一套标准表组、一台高压离心机组成,其中,标准表组由两台 级气体容积式流量计组成,一台为 口径罗
5、茨流量计,其流量范围为(),另一台为 罗茨流量计,其流量范围为()。整体装置尺寸(长 宽 高)约 ,总重约 吨,安装于一辆厢式货车上,见图。装置测量范围为(),最大可测 的气体流量计,相对扩展不确定度为 ,。装置运行时,两台标准流量计独立运行,当设定流量点大于 时,标准表启动,当设定流量点小于等于 时,标准表启动,装置流量由变频离心风机自动控制。图 移动式标准表法气体流量标准装置 减震方法移动式标准表法气体流量标准装置在流量计使用现场作为标准装置开展溯源工作,必须保证其作为标准装置的计量性能,由于装置本身重量较重,流量计用户的现场条件复杂多变,标准装置在运输过程中经常会产生较大的震动颠簸,对装
6、置的计量性能产生影响。另外,装置的动力源为高速离心风机,也集成在箱式货车内,装置在现场运行时,会产生的震动,会导致标准装置性能变差。为了避免因为各种震动对装置整体性能的影响,采用弹簧减震杆和气囊减震系统对整体装置中的标准表进行减震处理,以维持整体装置及其标准表的性能稳定可靠。弹簧减震杆如图 所示,其由螺杆和弹簧组成,共 根,分别安装在两台标准表两侧,固定在标准表安装架及标准表上,由弹簧消减震动对在整体装置及其标准表的影响。图 弹簧减震杆 气囊减震系统如图 所示,在装置标准表下安装浮式气囊减震系统,可有效抵抗装置运输及运行过程中的震动,有效保护标准装置及标准表。图 浮式气囊减震系统 实验方案将移
7、动式气体流量标准装置的两台标准表送至上级计量技术机构进行校准,校准完毕,进行整体装置组装。工业仪表与自动化装置 年第 期移动式标准表法气体流量标准装置安装减震设备后,为了对其性能进行验证,实验采用一块性能稳定的 涡轮流量计作为核查表,分别在移动式气体流量标准装置和临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置上进行检测(年),检测数据用以验证移动式标准装置的计量性能。性能实验验证完毕,此移动式气体流量标准装置将投入为期一年的实际运行实验工作中(年),经历山路、沙漠、高速、低速等各种路况及现场运行条件检验后,再次用此移动式气体流量标准装置和临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置对同一块核查表进行检测,验证实际运
8、行后移动装置的整体性能,并对实际运行前后两次移动式标准装置的检测结果进行对比,以验证减震方法对装置稳定性的影响。实验完毕,对两台标准表进行溯源校准,校准数据与实际运行前的校准数据进行对比,探究实际运行对标准表的影响。实验中,标准表溯源的流量标准装置为临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置和钟罩式气体流量标准装置,临界流装置的流量范围为(),装置扩展不确定度为 ,钟罩装置的流量范围为(),其装置扩展不确定度为 ,。实验室进行性能验证的临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置其流量范围为(),装置扩展不确定度为 ,。核查表为计量性能稳定可靠的 涡轮流量计。计算方法结果验证采用参照 中计量标准考核规范 中的比
9、较法。当对比结果满足公式()时,认为测量结果有效或被验证的装置性能稳定可靠,稳定性符合计量要求。()式中:为被验证装置测量结果,;为被验证装置测量结果不确定度,;为验证装置测量结果,;为验证装置测量结果不确定度,。实验结果及讨论 实验数据移动式标准表法气体流量标准装置组装前,对两台高精度气体容积式流量计进行溯源校准,上级标准装置为钟罩式气体流量标准装置和临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置,相关信息如表 所示。表 标准表校准用标准装置标准装置名称测量范围()装置扩展不确定度 钟罩式气体流量标准装置(),临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置(),其中,的气体容积式流量计在小于等于 流量点时用钟罩装置
10、进行溯源,大于 流量点时,用临界流装置进行溯源,的气体容积式流量计用临界流装置进行溯源。年校准时,气体容积式流量计的校准数据如表 所示。表 年 标准表校准数据校准流量点()平均示值误差 年 标准表的校准数据如表 所示。表 年 标准表校准数据校准流量点()平均示值误差 年两台标准表校准完成后,移动式标准表法气体流量标准装置组装完成并安装抗震设备,用 涡轮流量计作为核查流量计在实验室环境下对移动式气体流量标准装置进行性能验证,移动式装置对该核查表的测试数据如表 所示。表 年移动式气体流量标准装置对核查表的检测数据流量点()系数()年用临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置作为验证装置对该核查表在同样的
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