流量标准装置

流量标准装置
流量标准装置，是指能产生或复制标准(实际)流量的装置。由于流量仪表的计量指标有稳态和动态之分，相对应的流量标准装置也有稳态和动态之分。
第一节  概  述
  由于我国目前只有一套动态流量标准，即1997年研制成功的燃油动态流量校准装置，故在以后的叙述中，凡提到流量标准装置，没有在前面特别注明“动态”两字的，均指稳态流量校准装置。
  流量(稳态)标准装置的分类，至今人们还没有比较统一的认识。比较利学的方法是，首先分为原始标准装置(也称—次标准装置)和传递标准装置(又叫次级标准或二次标准)两人类。
  原始标准装置是依据流量的基本定义予以实施的装置。流量的基本定义是单位时间内通过某—规定截面的可流动物质的质量或容量，因此，质量m或容积V和时间t作为原始标准装置的原始量度依据，从而得出标准(实际)质量流量或标准(实际)容积流量。这就是流量原始标准装置产生标准(实际)流量的两个基本方法，通常称为质量(时间)法和容积(时间)法。当然容量还可以溯源于长度或质量，所以，流量的最终溯源是质量或长度与时间。
  流量传递标准装置，一般是通过原始标准装置进行量值传递的，且具有良好重复性和稳定性的标准流量装置。它通常由标准流量计和有关配套部分组成。这些配套部分的构成如阀门、直管段、整流器、压力温度测量单元及数据采集和处理单元等。但是不管其构成如何复杂，标准流量计仍是其核心部分。
  流量传递标准装置多用于现场流量校准，它是原始标准装置和现场使用流量计之间的中间传递环节。流量传递标准装置的优越性在于它远不如原始标准装置那样昂贵，从而为流量计数量较多的使用单位和一些特殊单位提供了方便。
  校准／检定，是用流量标准装置去核查流量仪表计量性能的全过程，即对同一流量状态确定流量仪表的显示，与流量标准装置对应，得出的标准(实际)流量的一致程度，或者在同一流量状态下，流量仪表的某一显示(指示)数值(不一定是流量单位，例如可以是指针的某—位置)所对应的(所代表的或所表示的)流量标准装置，对应给出(得出)的标准(实际)流量值。这后一种情况多是对新研制或新生产或修理过的流量仪表进行首次校准／检定，在有些文献中，把这种校准／检定工作称作对流量仪表进行“刻度”或“重新刻度”。
  不管是一次标准，还是二次标准，校准／检定的方法都是比较法，即流量标准装置所产生(给出)的标准(实际)流量与相应的流量仪表的显示(指示)流量进行比较。
  流量标准装置和流量仪表的计量参数有很多，但共同主要的是工作介质，流量范囤，准确度，重复性，工作条件(压力、温度等)，管道口径等六种。不同的是，标准装置有流量稳定性要求，流量仪表有时有线性度的要求。
  流量标准装置的具体种类比较多，不可能在此全部介绍，每一类举一种具体的典型方法，即本教材一次标准只介绍：液体质量时间法一种，液体容积时间法一种，气体容积时间法一种，气体质量时间法一种，气体PVTt法—种，动态流量标准装置—种，共六种；对二次标准，即流量传递标准作一综合性介绍。
第二节  静态质量法水流量标准装置
静态质量法是为了区别动态质量法而称谓的。其全称应为静态质量时间法。
  质量法水流量标准装置有两种，即静态质量法和动态质量法。容积法也有两种，即静态容积法和功态容积法。这四种装置的稳压方法也有两种，即水塔稳压和容器稳压。下面只介绍水塔稳压静态质量法水流量标准装置。其工作原邵图如图11-2-1所示，其工作原理为：水泵2将水经过上水管3注入水塔4，再连续流经截止阀7、被检流量计8、阀9、喷嘴10、换向器11和旁通管13流回到水池1。在整个试验过程中，使水塔始终处于有溢流状态，以保持压头不变。
检定时，先经调节阎9使流量达到需要值，并确定称量容器15的起始质量m0；再启动换向器，使水流从旁通管13换入称量容器15。同时启动计时器和被检流量计8的脉冲计数器；当称量容器15中的水达到预定的质量时，换向器自动换向，使水流由称虽容揣15换向到旁通管13。确定称量容器15和水的最终总质量m和计时器测量的时间t，以下式计算出实际的(标准的)质量流量qm。


   
                        （11-2-1）
式中： —空气浮力修正系数；
    ρa—空气密度，单位为㎏／m3：；
    ρw—水的密度，单位为kz／m3；
    ρP—砝码材料的密度，单位为kg／m3；
如果采用电子秤，则ρP一项不存在。
  这种装置最适于用水作介质。其主要优点是准确度较高，主要缺点是装置敞口运行、体积庞大、且不太适合校准无脉冲输出的流量计。