灌溉用水流量計(jì)在不同黏度介質(zhì)中試驗(yàn)

摘要:文章介紹了灌溉用水流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)，利用現(xiàn)有燃油流量標(biāo)準(zhǔn)及滑油流量標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)三臺(tái)不同口徑(Ф40mm，Ф25mm，Ф15mm)灌溉用水流量計(jì)進(jìn)行了性能測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。測(cè)試主要依據(jù)JJG1037—2008《灌溉用水流量計(jì)檢定規(guī)程》進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果表明黏度對(duì)灌溉用水流量計(jì)性能有較大影響。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及**對(duì)能源、環(huán)境的重視，流量計(jì)量的地位更加突出，相關(guān)技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，如多種新型流量計(jì)不斷投入使用，傳統(tǒng)流量計(jì)技術(shù)得到改進(jìn)、精度更高等。各種在線計(jì)量、國(guó)際比對(duì)、實(shí)流測(cè)試等已成為當(dāng)今流量計(jì)量發(fā)展的主要方向。工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中流量的準(zhǔn)確計(jì)量需要高準(zhǔn)確度的流量計(jì)來保證，更需要對(duì)流量計(jì)量?jī)x表的正確使用來保證。依據(jù)實(shí)際需要，國(guó)防科技工業(yè)4113二級(jí)計(jì)量站先后建立了燃油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、液壓油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和滑油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。在現(xiàn)有條件下，我們對(duì)灌溉用水流量計(jì)在燃油和滑油兩種黏度相差較大的液體中進(jìn)行了性能測(cè)試和比較，以期對(duì)廣大流量計(jì)研發(fā)人員有所指導(dǎo)，對(duì)流量計(jì)使用人員有所啟發(fā)。
1灌溉用水流量計(jì)
灌溉用水流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，主要依據(jù)動(dòng)量矩守恒原理。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由傳感器1，變送器2及二次儀表3組成。工作時(shí)，液體通過流量計(jì)內(nèi)腔，對(duì)葉片產(chǎn)生沖擊而使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪旋轉(zhuǎn)速度隨流量大小變化而變化，通過渦輪的轉(zhuǎn)速得到液體介質(zhì)的流量。灌溉用水流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積、質(zhì)量小，精度高等特點(diǎn)，所以在工業(yè)實(shí)際中應(yīng)用*為廣泛。
2試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試儀表
2.1試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
此次比對(duì)試驗(yàn)所使用裝置為我單位所擁有的兩臺(tái)液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，各自技術(shù)指標(biāo)如下。

(1)航空燃油流量標(biāo)準(zhǔn):試驗(yàn)介質(zhì)為ＲP-3航空燃油;流量范圍為0.04～100m3/h;不確定度為0.05%(k=2，k為包含因子);裝置采用動(dòng)態(tài)質(zhì)量法;變溫范圍為常溫～50℃;溫控精度為±1℃。
(2)航空潤(rùn)滑油流量標(biāo)準(zhǔn):試驗(yàn)介質(zhì)為4050航空潤(rùn)滑油;流量范圍為0.1～80m3/h;不確定度為0.05%(k=2);裝置采用靜態(tài)質(zhì)量法;變溫范圍為－35～150℃;溫控精度為±1℃。
2.2測(cè)試儀表
此次試驗(yàn)測(cè)試所用流量?jī)x表為我單位所使用標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，共3臺(tái)，其主要參數(shù)如下。
(1)Φ40流量計(jì)。型號(hào)規(guī)格為L(zhǎng)WGY-40;流量范圍為3～30m3/h;出廠等級(jí)為0.5級(jí)。(2)Φ25流量計(jì)。型號(hào)規(guī)格為L(zhǎng)WGY-25;流量范圍為1.2～12m3/h;出廠等級(jí)為0.5級(jí)。
(3)Φ15流量計(jì)。型號(hào)規(guī)格為L(zhǎng)WGY-15;流量范圍為0.6～4m3/h;出廠等級(jí)為0.5級(jí)。
3試驗(yàn)測(cè)試
3.1測(cè)試依據(jù)
對(duì)單個(gè)流量計(jì)的測(cè)試主要依據(jù)JJG1037—2008《灌溉用水流量計(jì)檢定規(guī)程》。其中主要參數(shù)及計(jì)算方法如下:

式中:Kij為*i檢定點(diǎn)*j次檢定的儀表系數(shù)，L－1或(m3)－1，其中，i=1，2，3，…，m，m為檢定點(diǎn)數(shù)，m≥3，j=1，2，3，…，n，n為檢定次數(shù)，n≥3;Nij為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)流量計(jì)顯示儀表測(cè)得的脈沖數(shù);Vij為*i檢定點(diǎn)*j次檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)得的實(shí)際流量，L或m3。

式中:K為流量計(jì)的儀表系數(shù)，L-1或(m3)-1;E為流量計(jì)的儀表*大示值誤差，L-1或(m3)-1;(Ki)max為流量計(jì)所有檢定點(diǎn)中所得到的Ki中的*大值，L-1或(m3)-1;(Ki)min為流量計(jì)所有檢定點(diǎn)中所得到的Ki中的*小值，L-1或(m3)-1。
3.2測(cè)試結(jié)果
依據(jù)以上方法對(duì)所選流量計(jì)進(jìn)行測(cè)試，具體情況如下。
3.2.1Φ40流量計(jì)測(cè)試條件及結(jié)果
(1)滑油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:24.5℃;大氣壓力:100610Pa;濕度:27.8%;介質(zhì)黏度:31.63cSt(1cSt=10－6m2/s，余同)。
(2)燃油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:12.8℃;大氣壓力:101210Pa;濕度:30.3%;介質(zhì)黏度:1.62cSt。
Φ40流量計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

依據(jù)表1測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算可得，Φ40流量計(jì)在滑油及燃油中測(cè)試結(jié)果如表2所示，測(cè)試線形圖如圖2所示。

3.2.2Φ25流量計(jì)測(cè)試條件及結(jié)果
(1)滑油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:24.9℃;大氣壓力:100560Pa;濕度:30.3%;介質(zhì)黏度:35.41cSt。
(2)燃油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:25.61℃;大氣壓力:100760Pa;濕度:19.7%;介質(zhì)黏度:1.47cSt。
Φ25流量計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。
依據(jù)表3測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算可得，Φ25流量計(jì)在滑油及燃油中測(cè)試結(jié)果如表4所示，測(cè)試線形圖如圖3所示。


3.2.3Φ15流量計(jì)測(cè)試條件及結(jié)果
(1)滑油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:24.8℃;大氣壓力:100570Pa;濕度:29.3%;介質(zhì)黏度:37.83cSt。
(2)燃油測(cè)試條件。環(huán)境溫度:19.26℃;大氣壓力:100850Pa;濕度:25.9%;介質(zhì)黏度:1.5cSt。

Φ15流量計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)如表5所示。

依據(jù)表5測(cè)試數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算可得，Φ15流量計(jì)在滑油及燃油中測(cè)試結(jié)果如表6所示，測(cè)試線性圖如圖4所示。

4結(jié)論
從測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析可知：
(1)灌溉用水流量計(jì)在兩種不同黏度液體介質(zhì)中系數(shù)不同。
(2)灌溉用水流量計(jì)在兩種黏度介質(zhì)中線性差別較大，且在高黏度液體介質(zhì)中線性較差。
(3)灌溉用水流量計(jì)在兩種不同黏度液體介質(zhì)中重復(fù)性都較好。