空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 1．結(jié)構(gòu) 以渦輪流量計作為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（簡稱為空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）的典型結(jié) 構(gòu)如圖1所示，主要由氣泵、若干條管路、若干臺渦輪流量計、計時器和控制設(shè)備等組成。 圖1渦輪流量計為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置 渦輪流量計直接脈沖輸出，性能穩(wěn)定、重復(fù)性好、易于控制，因此，其作為標(biāo)準(zhǔn)使用在 標(biāo)準(zhǔn)表法空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上是可行的。 渦輪流量計前后直管段應(yīng)符合安裝要求。渦輪流量計應(yīng)在同樣流體條件的上一級空氣流 量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定溯源。 2．工作原理 空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的基本原理是基于流體力學(xué)的連續(xù)牲方程。以m個渦輪流量計為標(biāo) 準(zhǔn)器，使空氣在某個流量下連續(xù)通過渦輪流量計和試驗管路，此時渦輪流量計處的空氣累積 體積流量為 式中Kw-第w臺渦輪流量計的儀表常數(shù)，m³； Nw——第w臺渦輪流量計的累積脈沖數(shù)； Qvw——w臺渦輪流量計測量的體積流量，m³； Qvo——m臺渦輪流量計的累積體積流量，m³。 對每一臺渦輪流量計，其儀表常數(shù)定義如下： 式中Q——某流量點渦輪流量計測量的體積流量，m3； N——某流量點渦輪流量計的累積脈沖數(shù)； K——某流量點渦輪流量計的儀表系數(shù)，1／m3。其值是檢定時該流量點多次檢定的算術(shù)平均值。 試驗管路處的空氣累積體積流量為 式中 Qv —— 試驗管路處的空氣累積體積流量，m³； Qw —— 渦輪流量計處的累積體積流量，m³； T—— 試驗管路處的空氣熱力學(xué)溫度，K； p —— 試驗管路處的空氣絕對壓力，Pa； To —— 渦輪流量計處的空氣熱力學(xué)溫度，K； Po —— 渦輪流量計處的空氣絕對壓力，Pa。 試驗管路處的瞬時體積流量為 檢測流量計時，首先按照被檢流量計的檢定流量點選擇渦輪流量計，并進(jìn)行組合。將不 參與試驗的渦輪流量計的上、下游閥門關(guān)閉，打開已選渦輪流量計的上、下游閥門，啟動鼓 風(fēng)機使空氣流向已選渦輪流量計和被測流量計。然后，調(diào)節(jié)流量使流量達(dá)到試驗流量點。流 量穩(wěn)定一段時間后，同時測量渦輪流量計的脈沖數(shù)和被測流量計輸出值。經(jīng)一定時間后，再 同時停止記錄渦輪流量計的脈沖數(shù)和被測流量計輸出值。比較兩者的流量值，從而確定被測 流量計的計量性能。 3．檢定 空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定按JJG 643-2003《標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》進(jìn)行。 (1)渦輪流量計的檢定 渦輪流量計按JJG1037-2008《渦輪流量計》中的方法進(jìn)行檢定。定點使用的渦輪流量 計，檢定每個使用流量點，每點檢定次數(shù)不少于6次。渦輪流量計的檢定結(jié)果，應(yīng)給出對應(yīng) 于各檢定流量點的儀表系數(shù)。 ①渦輪流量計儀表系數(shù)的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度 式中Uj-第j個檢定點的儀表系數(shù)的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度，%； Sk——第j個檢定點的儀表系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差，1／m³； Kj——第j個檢定點的儀表系數(shù)平均值，1／m³。 第w臺渦輪流量計的儀表系數(shù)的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uw： ②并聯(lián)m臺渦輪流量計按式計算m臺渦輪流量計的儀表系數(shù)的相對標(biāo)準(zhǔn)不 確定度U21： 式中 U21 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； qw —— 第w臺作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計的對應(yīng)流量，m³／h。 (2)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的給出流量的相對不確定度 ①渦輪流量計處的氣體累積體積流量測量合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度 式中U21 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計的標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U22 —— 檢定作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計的上一級流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U23 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計檢定時沒帶配套儀表一起檢定，配套儀表引入的流量測 量不確定度； U4 —— 怍為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計檢定時的流體條件與使用時不一致，其影響引起的不確 定度； U25 —— 數(shù)據(jù)采集、信號處理、數(shù)據(jù)處理及通信不確定度所引起的流量測量不確定度。 ②渦輪流量計處的空氣瞬時流量的合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度： 式中U1 —— 測量時間的A類測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U2—— 測量時間的B類測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U3—— 標(biāo)準(zhǔn)計時器的測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 ③試驗管路處的空氣累積體積流量合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度： 式中U27 —— 試驗管路處溫度測量不確定度引起的給出流量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U28 —— 試驗管路處壓力測量不確定度引起的給出流量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U29 —— 渦輪流量計處溫度測量不確定度引起的給出流量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度； U30 —— 渦輪流量計處壓力測量不確定度引起的給出流量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 ④試驗管路處的空氣瞬時體積流量測量合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度： ⑤空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置給出流量的相對擴展不確定度： 計算相對擴展不確定度U．： Ur =k · Ue （k=2） 4．檢定結(jié)果 檢定渦輪流量計的上一級空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出： (1) DN (2)流量范圍 (3)給出累積體積流量的相對擴展不確定度U2 渦輪流量計為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出： (1)檢定點的儀表系數(shù) (2)給出流量的相對擴展不確定度Ut (3)給出流量的穩(wěn)定性 (4)最短測量時間tmin。 5．檢定周期 空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定周期與渦輪流量計的檢定周期相同。若渦輪流量計的準(zhǔn)確度為 0.1，0.2，0.5級時，其檢定周期為1年，當(dāng)渦輪流量計的淮確度低于0.5級時，檢定周期 為2年。 6．例題 某空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，由一臺DN50渦輪流量計（作定點使用的標(biāo)準(zhǔn)表）、一根DN50 的試驗管路和控制設(shè)備組成，主要用于DN50流量計的檢定。渦輪流量計檢定帶配套儀表， 檢定時與空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的流體條件相同，檢定數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果如下。請給出空氣流量標(biāo) 準(zhǔn)裝置試驗管路處的累積體積流量的相對擴展不確定度。 (1)渦輪流量計在10000L鐘罩空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定，檢定結(jié)果見表1。 按式計算： U21 = 0. 09% 由給定條件可知： U23 = U24 = 0 由檢定證書可知： U22=0.1% U25=0.05% (2)溫度測量的不確定度：渦輪流量計處和試驗管路處溫度計的允許誤差為 ±0.1℃，則 (3)壓力測量的不確定度：渦輪流量計處和試驗管路處壓力計不確定度分量為 0. 02%，則 U8 =U30=0.02% (4)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的相對不確定度：按式(5-40)計算試驗管路處的空氣累積體 積流量合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則 Ue=0.15% 計算試驗管路處的空氣累積體積流量相對擴展不確定度： Ut=K·Ue=0.30% （k=2） 標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積時間內(nèi)流量穩(wěn)定性應(yīng)在最小流量、最大流量下進(jìn)行檢定，作為例子僅給 出最大流量下的數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果。 (5)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定結(jié)果 檢定渦輪流量計的鐘罩空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出： ①DN= 50mm ②流量范圍 ③給出累積體積流量的相對擴展不確定度：Ur=0.2%，k=2。 渦輪流量計為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出： ①檢定點的儀表系數(shù)。 ②試驗管路處的空氣累積體積流量相對擴展不確定度：Ur=0.30%，k=2。 ③流量穩(wěn)定性：0. 02%。 (6)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定周期為1年。
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