差壓式流量計(jì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的流量計(jì)量中，在流量計(jì)量中發(fā)揮著重要作用。流量計(jì)在出廠前需要進(jìn)行標(biāo)定，以確定其測(cè)量精度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。本文以長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)為例，通過(guò)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，介紹了差壓式流量計(jì)標(biāo)定流程及測(cè)量原理，并結(jié)合科學(xué)合理的誤差分析方法，得出了可靠的流出系數(shù)，確定了該流量計(jì)在實(shí)際測(cè)量中的可靠性。

 

1 差壓式流量計(jì)標(biāo)定流程

 

差壓式流量計(jì)標(biāo)定流程如圖1所示。啟動(dòng)離心泵之前，先打開放水閥I和放水閥II，將標(biāo)準(zhǔn)罐II放空后閉合放水閥II，并完全打開流量調(diào)節(jié)閥I和流量調(diào)節(jié)閥II，將換向器開關(guān)轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)罐I；啟動(dòng)離心泵，標(biāo)定介質(zhì)—水在密閉的管道內(nèi)流經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥I、被標(biāo)定的長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥II，流向標(biāo)準(zhǔn)罐I進(jìn)入地下水池循環(huán)；待水流速度穩(wěn)定后，扳動(dòng)換向器的控制開關(guān)，通過(guò)電動(dòng)氣閥迅速切換換向器，使水流向標(biāo)準(zhǔn)罐II，水流向標(biāo)準(zhǔn)罐II的同時(shí)實(shí)驗(yàn)開始；當(dāng)水位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)容積的高度后，快速切換換向器，使水流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)罐I進(jìn)入地下水池，并打開放水閥II，將標(biāo)準(zhǔn)罐II內(nèi)的水放空，一次標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)束。重復(fù)數(shù)次以獲得更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。全部的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開放水閥II，將標(biāo)準(zhǔn)罐II內(nèi)的水放空。

 

在進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，智能差壓變送器所測(cè)得的壓差信號(hào)被傳送到控制柜內(nèi)的PLC模塊，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)控制的信號(hào)，從而獲得標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，循環(huán)使用地下水池內(nèi)的水，水資源得到合理使用，不存在浪費(fèi)問(wèn)題。

 

2 標(biāo)定系統(tǒng)的精度分析

 

本標(biāo)定系統(tǒng)通過(guò)體積法對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。影響標(biāo)定精度的因素比較多，主要因素包括溫度、標(biāo)準(zhǔn)罐體積的計(jì)量方法、換向器的切換速度、水流的穩(wěn)定性、標(biāo)定時(shí)計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)的精度等。

 

（1）對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定的時(shí)間比較短，因此在室溫條件下溫度對(duì)標(biāo)定系統(tǒng)和標(biāo)定介質(zhì)的影響很小，可以忽略。

 

（2）利用液位控制柜計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)罐的體積。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)罐的液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，液位控制柜會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，使換向器迅速切換，可達(dá)到精確計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)罐體積的目的。

 

（3）換向器在標(biāo)準(zhǔn)罐體積的計(jì)量中起很重要的作用，本標(biāo)定系統(tǒng)的換向器采用電動(dòng)氣閥自動(dòng)控制，換向時(shí)間小于200ms，正反行程差小于20ms，換向不影響對(duì)標(biāo)準(zhǔn)罐體積進(jìn)行計(jì)量。

 

（4）為了防止標(biāo)準(zhǔn)罐口的水下流時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的浪花，使罐內(nèi)液面波動(dòng)過(guò)大，影響標(biāo)準(zhǔn)罐內(nèi)流體的液位，該標(biāo)定系統(tǒng)在罐口處安裝了高度為800mm的減波網(wǎng)，可保證水流的穩(wěn)定性。

 

（5）在進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，采用計(jì)算機(jī)程序精確進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)，每隔0.1s計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)時(shí)一次，得出標(biāo)準(zhǔn)罐灌滿水所用的時(shí)間，即可求出單位時(shí)間的體積流量。

 

對(duì)影響流量計(jì)標(biāo)定的因素采取上述措施，本標(biāo)定系統(tǒng)可提高并確保該標(biāo)定系統(tǒng)的精度。
 

三、差壓式流量計(jì)的常見故障

 

常見的故障分為引壓管路和閥門部分故障、差壓變送器故障兩大類。

 

1.引壓管路和閥門部分故障

 

引壓管路和閥門部分故障主要包括有引壓管路堵塞、引壓管路結(jié)冰和閥門連接處泄露等。常見的引壓管堵塞分為負(fù)引壓管堵塞和正引壓管堵塞。當(dāng)負(fù)引壓管堵塞，流量增加而負(fù)引壓管又堵塞時(shí)，流量計(jì)示值會(huì)升高，但增加量變小。當(dāng)流量降低而負(fù)引壓管又堵塞時(shí)，流量計(jì)示值下降。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計(jì)示值不變。當(dāng)正引壓管堵塞。當(dāng)流量增加時(shí)，流體管道中的靜壓力亦相應(yīng)增加，設(shè)其增加值為 P0，同時(shí)，因流速增加而靜壓降低，設(shè)其值為 P1。若 P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若 P0>P1，則流量計(jì)示值增加；若 P0<P1，則流量計(jì)示值降低。當(dāng)流量降低時(shí)，流體管道中的靜壓力亦相應(yīng)降低，設(shè)其降低值為 P1，同時(shí)，因流速降低而靜壓升高，設(shè)其值為 P0。若 P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若 P0>P1，則流量計(jì)示值下降；若 P0<P1，則流量值升高。管道中流量不變（保持原流量），則其流量計(jì)示值不變。引壓管路結(jié)冰和引壓管路堵塞現(xiàn)象較為接近，但其處理方式不同。

 

閥門連接處泄漏亦可以分為兩類負(fù)壓側(cè)泄漏和正壓側(cè)泄漏。負(fù)壓側(cè)閥門連接處泄漏，當(dāng)流量 F 增加，而負(fù)引壓管泄漏時(shí)，則流量值會(huì)增加。當(dāng)流量下降時(shí)，負(fù)引壓管靜壓增高為 P0，負(fù)引壓管泄漏為P1。若 P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若 P0>P1，則流量計(jì)示值升高；若 P0<P1，則流量計(jì)示值下降。正壓側(cè)閥門連接處泄漏，當(dāng)流量增加時(shí)，負(fù)引壓管靜壓下降為 P0，正引壓管泄漏為 P1。若 P0=P1，則流量計(jì)示值不變；若 P0>P1，則流量計(jì)示值升高；若 P0<P1，則流量計(jì)示值下降。

 

2.差壓變送器故障

 

差壓變送器故障主要包括零點(diǎn)漂移，膜片變型或損壞和電子元件故障等。差壓變送器的故障主要表現(xiàn)為，在流量穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生測(cè)量的波動(dòng)，或發(fā)生階躍性的測(cè)量值跳變。