西森自动化·流量量值的一致与传递

西森9年口碑,专业解决10万客户测量方案 | [在线咨询]    2017-06-22 10:07:56
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【文章导读】 流量测量是物质数量的测量,流量量值的精确与一致是测量的基础,可是由于流量量值的特点,至今流量量值的一致性仍存在较多的问题

流量量值的一致与传递

概述

    流量测量是物质数量的测量,流量量值的精确与一致是测量的基础,可是由于流量量值的特点,至今流量量值的一致性仍存在较多的问题,国际_L正在努力解决这一问题。以下我们简介流量量值的特点,或许可以从中了解难以一致的原因。

    流量是自然界不存在实物标准的导出量,需在特定条件下由基本量(长度、质量、时间、温度等)合成。

    流量是一个动态量,它是一个只有当流体发生运动时才实际存在的物理量,因此它不仅是基本量的静态组合。又由于其动态性质,流量量值受到许多复杂因素的影响,例如流体内微观分子之问的相互作用,宏观的湍流、旋涡运动等,在具体的管道中还受到边界条件(管壁)的制约。

    流量量值需通过流体介质的物理变化得以反映,因此用于校验的介质最好就是使用介质。但介质有千万种,不可能都按此原则办,只好采用模拟介质,然后通过介质换算把流量量值传递到工作介质去。

    存在于不同工作状态的流体介质表现出不同的物理性质,因此流量量值在不同工作状态时必须考虑该因素的影响。

    流量量值基准与工作仪表的精确度的差别不可能太大(如目前基准为10-4,但工作仪表有达到10`3的),它们的数量级差别不像基本量或其他导出量那样大,量值传递时标准的误差一般不能忽略。校准流量计时,误差的估算比较复杂。

    由基准向工作仪表传递量值由于参考工作条件难以维持,影响量渐趋复杂,误差估算困难程度逐渐加大。

    流量量值精确度不高(目前最高精确度不高于10’ 4)的原因在于其导出的动态的和综合的性质。

西森电磁流量计.jpg

流量量值一致与传递的基本原理

    流量是导出量,量值的实物标准(原始标准)实际上就是一座流量标准装置。在装置上把各基本量综合为导出量,然后把量值传递给一台或一组流量计,它称为传递标准。用传递标准(量值的载体)向下一级标准(亦为流量标准装置)传递流量量值,借助于传递标准使流量量值一致起来。

    目前世界上有的国家建有全国最高实物标准,称为原始标准,制订计量检定系统图,流量量值就按此图由原始标准传递到工作仪表。有的没有全国最高实物标准,将几个精确度相近的标准进行装置比对,建立临时的原始标准。国际上目前还没有公认的原始标准,一般依靠国际间的装置比对来实现量值的一致。,

    由上述可见,流量量值的一致和传递主要有以下问题。

    1)原始标准的建立如何建立一个原始标准,它的流体种类,流量范围,工作状态(压力和温度),标准的精确度等级等如何确定。

    2)传递标准的选用传递标准可以是一台或一组流量计,它称为传递标准组件。采用什么类型流量计,组件的结构及其性能指标是其核心问题。

    3)量值一致与传递的方式量值传递网及传递方式如何建立?

西森·电磁流量计.jpg

原始标准的建立

    (1)原始标准的类型

    目前各国原始标准皆以水和空气为介质,其工作原理多种多样。水流量标准装置以静态质量法精确度最高,因此它亦是各国水介质的原始标准的主要类型,它的标准依据为L5Q 41$5 (1980),其最高精确度为i0-3一10一4。空气流量标准装置目前尚没有

国际标准为依据,作为原始标准,各国采用的类型有:二法(质量一时间法)、pVT't法(压力一容积一温度一时间法)、钟罩法、标准体积管法等。空气原始标准的精确度稍低些,约为l0-30原始标准的规模一般为中小口径(DNSO一DN200),工作状态:水为常温常压,空气为常温常压或高压。

    (2)原始标准建立中的问题

    在原始标准建立中主要有两个问题需要深人探讨。

    静态溯源和动态溯源静态溯源即对装置各部分分别进行量值传递,亦称单元检定法或分项检定法,它分别检定装置各部件,然后通过分项误差与总误差的关系式估算出装置的总误差。这种传递对象可认为静态的,即不随时间而变化。

    动态溯源即装置在实际工作情况下进行量值传递,它估算装置误差的各种影响因素,如环境条件、操作情况、测量方法及仪器设备状况、数据处理方法等等,它是一个动态过程,即传递对象是随时间而变化的。

    试验研究表明,原始标准除静态溯源外,必须辅以动态溯源才能符合实际。

    一座流量标准装置的精确度是指装置的流量标准而言的,但是由于参考工作条件甘的偏离对于不同工作原理的流量计进行校准,却会反映出不同的流量精确度。这是因为流量计特性要受参考工作条件,特别是流体条件的影响,为了使不同工作原理的流量计在同一座流量标准装置上获得一致的流量量值,必须严格满足参考工作条件,要做到这点,并不是轻而易举的。参考工作条件中流体流动条件的保持比较困难,条件的定量确定亦遇到问题,如试验管段中的湍流度、旋涡、脉动流参数等等。当流量量值向低等级标准传递时,愈接近现场保持参考工作条件愈困难〔。此时,传递标准的量值被歪曲了,只好加大不确定度来求得量值的一致。


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