流量標準裝置

流量標準裝置
流量標準裝置，是指能產生或復制標準(實際)流量的裝置。由于流量儀表的計量指標有穩態和動態之分，相對應的流量標準裝置也有穩態和動態之分。
第一節  概  述
  由于我國目前只有一套動態流量標準，即1997年研制成功的燃油動態流量校準裝置，故在以后的敘述中，凡提到流量標準裝置，沒有在前面特別注明“動態”兩字的，均指穩態流量校準裝置。
  流量(穩態)標準裝置的分類，至今人們還沒有比較統一的認識。比較利學的方法是，首先分為原始標準裝置(也稱—次標準裝置)和傳遞標準裝置(又叫次級標準或二次標準)兩人類。
  原始標準裝置是依據流量的基本定義予以實施的裝置。流量的基本定義是單位時間內通過某—規定截面的可流動物質的質量或容量，因此，質量m或容積V和時間t作為原始標準裝置的原始量度依據，從而得出標準(實際)質量流量或標準(實際)容積流量。這就是流量原始標準裝置產生標準(實際)流量的兩個基本方法，通常稱為質量(時間)法和容積(時間)法。當然容量還可以溯源于長度或質量，所以，流量的最終溯源是質量或長度與時間。
  流量傳遞標準裝置，一般是通過原始標準裝置進行量值傳遞的，且具有良好重復性和穩定性的標準流量裝置。它通常由標準流量計和有關配套部分組成。這些配套部分的構成如閥門、直管段、整流器、壓力溫度測量單元及數據采集和處理單元等。但是不管其構成如何復雜，標準流量計仍是其核心部分。
  流量傳遞標準裝置多用于現場流量校準，它是原始標準裝置和現場使用流量計之間的中間傳遞環節。流量傳遞標準裝置的優越性在于它遠不如原始標準裝置那樣昂貴，從而為流量計數量較多的使用單位和一些特殊單位提供了方便。
  校準／檢定，是用流量標準裝置去核查流量儀表計量性能的全過程，即對同一流量狀態確定流量儀表的顯示，與流量標準裝置對應，得出的標準(實際)流量的一致程度，或者在同一流量狀態下，流量儀表的某一顯示(指示)數值(不一定是流量單位，例如可以是指針的某—位置)所對應的(所代表的或所表示的)流量標準裝置，對應給出(得出)的標準(實際)流量值。這后一種情況多是對新研制或新生產或修理過的流量儀表進行首次校準／檢定，在有些文獻中，把這種校準／檢定工作稱作對流量儀表進行“刻度”或“重新刻度”。
  不管是一次標準，還是二次標準，校準／檢定的方法都是比較法，即流量標準裝置所產生(給出)的標準(實際)流量與相應的流量儀表的顯示(指示)流量進行比較。
  流量標準裝置和流量儀表的計量參數有很多，但共同主要的是工作介質，流量范囤，準確度，重復性，工作條件(壓力、溫度等)，管道口徑等六種。不同的是，標準裝置有流量穩定性要求，流量儀表有時有線性度的要求。
  流量標準裝置的具體種類比較多，不可能在此全部介紹，每一類舉一種具體的典型方法，即本教材一次標準只介紹：液體質量時間法一種，液體容積時間法一種，氣體容積時間法一種，氣體質量時間法一種，氣體PVTt法—種，動態流量標準裝置—種，共六種；對二次標準，即流量傳遞標準作一綜合性介紹。
第二節  靜態質量法水流量標準裝置
靜態質量法是為了區別動態質量法而稱謂的。其全稱應為靜態質量時間法。
  質量法水流量標準裝置有兩種，即靜態質量法和動態質量法。容積法也有兩種，即靜態容積法和功態容積法。這四種裝置的穩壓方法也有兩種，即水塔穩壓和容器穩壓。下面只介紹水塔穩壓靜態質量法水流量標準裝置。其工作原邵圖如圖11-2-1所示，其工作原理為：水泵2將水經過上水管3注入水塔4，再連續流經截止閥7、被檢流量計8、閥9、噴嘴10、換向器11和旁通管13流回到水池1。在整個試驗過程中，使水塔始終處于有溢流狀態，以保持壓頭不變。
檢定時，先經調節閻9使流量達到需要值，并確定稱量容器15的起始質量m0；再啟動換向器，使水流從旁通管13換入稱量容器15。同時啟動計時器和被檢流量計8的脈沖計數器；當稱量容器15中的水達到預定的質量時，換向器自動換向，使水流由稱雖容揣15換向到旁通管13。確定稱量容器15和水的最終總質量m和計時器測量的時間t，以下式計算出實際的(標準的)質量流量qm。


   
                        （11-2-1）
式中： —空氣浮力修正系數；
    ρa—空氣密度，單位為㎏／m3：；
    ρw—水的密度，單位為kz／m3；
    ρP—砝碼材料的密度，單位為kg／m3；
如果采用電子秤，則ρP一項不存在。
  這種裝置最適于用水作介質。其主要優點是準確度較高，主要缺點是裝置敞口運行、體積龐大、且不太適合校準無脈沖輸出的流量計。