流量标准装置简介

在国民经济各行业中，随着工业生产自动化，管道化的发展，各种形式的流量计量仪表的使用量越来越大。为了保证流量表所测数据准确可靠，必须定期在流量标准检定装置上对这些流量表进行检定。其中，液体流量的检定对液体源的流量稳定性要求很高，因此液体流量计检定装置的液体源常用“水塔法”产生。水泵将低位水池的水送到水塔的高位水池，在整个检定过程中，高位水池处于溢流状态，从而产生了一个恒定水位的恒压水源。该液体源的特点是操作方便，效果也比较好。但是由流量和压头的关系可知，要想有较高的雷诺数试验范围，就要建造较高的水塔，这需要很大的投资。为此，另一种基于“气液容器稳压法”的液体源也经常被使用。压力容器内有气、液两个空间，上部是具有一定压力的气体，下部是由泵注入的液体。注入液体的一部分作为试验液体，按流量调节阀所选定的流量送入试验管道检定流量表，其余液体由溢流阀排回水池。设容器内的液位高度为 ，气相压力为 ，液体的密度为 ，则试验液体的压头为 。由于通常 ，这样，不用高水塔就可以得到很高的试验液体压头。通常以差压变送器检测容器的气相压力 ，当其高于或低于标准压力时，通过调节器和执行机构调节溢流量，以保持压头稳定。气液容器稳压法的稳流精度不如水塔法。

本发明液体标准检定装置的结构组成如图4所示。

在压力容器3内，充有经管道5的来自压缩空气源的压力气体，容器上部安装有一个压力溢流槽1以获得稳定的液位，容器下部设有压力贮液槽2。压力贮液槽内的液体由循环泵4驱动经循环管注入压力溢流槽，这些注入的液体一部分作为恒压液体源输出的检定液体通过工作阀10流过试验管段14，最后流至常压溢流槽18；另一部分成为压力溢流槽的溢流流回压力贮液槽。压力容器外部有一个常压贮液槽7，槽内液面上作用大气压力，常压贮液槽内的液体由增压泵8经止回阀9泵入压力贮液槽。试验管段包括待检定流量计13、调节用流量计12以及流量调节阀11。

该液体标准检定装置的工作过程如下：事先将待检定流量计安装在试验管段上，再把待检定流量计的几个检定流量点预先输入到工控机（图中未画出）后，整个检定过程就将在工控机的控制下自动进行。工控机在某个检定流量点上，首先开启气动工作阀10与气动检定阀21，起动循环泵及增压泵，根据调节用流量计实测的流量值去调节流量调节阀开度，最后使流量稳定在要求的检定流量点上。当流量稳定后，工控机控制气动检定阀关闭，标准称量容器19内的液位上升，以标准液位计20测量这个液位，避开气动检定阀关闭初期压力变化不稳定的时段，选择压力稳定上升的液位变化区间内的两个液位作为计时开始液位与计时结束液位，从而得到与这两个液位对应的计时时间。由于在标准称量容器内这两个液位间的液体体积预先已知，故由计时得到计时时间后，就可算得该检定流量点准确的流量值，并以该值为标准去比对待检定流量计对应的输出信号值，进而得到待检定流量计的测量误差。由于流量标准检定装置实质上是以平均流量来代替瞬时流量去检定待检定流量计流量的，因此在计时时间内，检定介质的流量应当是稳定的，这就是流量标准检定装置必须要有一个压力稳定的流体源的原因。在测得计时结束液位后，即应将检定阀重新开启，为下一次检定做好准备。在按要求完成待检定流量计在该检定流量点的检定工作后，工控机就自动转向该流量计下一个检定流量点的检定工作，其工作过程同上。

本装置一方面采用了水塔法和容积稳压法优势互补的流体源；另一方面还采用了检定过程连续进行、易于检定自动化的动态法。动态法在检定大流量时，液体动能冲击力的影响使该法检定精度低于静态法，但这个影响由于在装置中增加了常压溢流槽18而基本上被消除掉。

为保证压力容器内气压 基本稳定，液位控制装置（图中未画出）应能根据差压变送器15测得的压力容器内的气压高于或低于比对容器16中设定标准气压的情况，减少或增加增压泵的泵入压力贮液槽的液体量，以使压力容器内的气相空间增大或缩小，进而维持压力容器内的气压在设定值上。这里，增压泵使用变频调速泵。当压力贮液槽内的液位高于或低于规定的上下液位限时，贮液槽的上下液位开关6动作，液位控制装置在接收到这个动作信号后，控制压缩空气源向压力容器充气或将容器内的多余气体放掉，使压力贮液槽内的液位重新回到增压泵可控的范围内。在采取上述技术手段后，液体流量标准检定装置可以具有相当于水塔稳压流体源的流量稳定性，同时又避免了水塔稳压投资多、占据空间及地面大、水塔高度限制难以达到高雷诺数的缺陷。