旋進(jìn)漩渦流量計(jì)工作原理：
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)工作原理如圖所示：流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線（圖），在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進(jìn)入流量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成，并配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計(jì)中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并自動進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：
………………(2)
式中：
QN——標(biāo)況下的體積流量(m3/h)；
QV——工況下的體積流量(m3/h；
Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；
P ——流量計(jì)取壓孔測量的表壓（KPa）；
PN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；
TN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（293.15K）；
T ——被測流體的溫度（K）；
ZN——?dú)怏w在標(biāo)況下的壓縮系數(shù)；
Z——?dú)怏w在工況下的壓縮系數(shù)；
注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時取ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY／T6143－1996中的公式計(jì)算。
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)溫度、壓力性能的確認(rèn)
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)溫度、壓力性能的確認(rèn)，新發(fā)布實(shí)施的JJG1121-2016《旋進(jìn)漩渦流量計(jì)檢定規(guī)程》對旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的檢定作了明確的規(guī)定, 但規(guī)程7.1.2條款中對流量計(jì)本身配備的壓力傳感器和溫度傳感器不確定度的確認(rèn)沒有作進(jìn)一步的說明。本文通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn), 對如何確認(rèn)壓力傳感器和溫度傳感器示值誤差的性能作了相關(guān)的研究。
一、旋進(jìn)漩渦流量計(jì)檢定方法
目前, 檢定氣體流量計(jì)常用的方法是臨界流文丘里噴嘴法。檢定時, 將被檢旋進(jìn)漩渦流量計(jì)安裝在裝置的被檢表處, 將裝置流量調(diào)節(jié)到0.7qmax~qmax, 保持系統(tǒng)至少運(yùn)行5min, 使流體溫度、壓力和流量穩(wěn)定, 根據(jù)規(guī)程的要求, 逐一檢定各流量點(diǎn)。該方法只能對流量計(jì)基表進(jìn)行計(jì)量檢定, 對本身配備有溫度、壓力傳感器的智能流量計(jì), 根據(jù)JJG1121-2016之7.1.2條要求, 在檢定流量計(jì)之前, 需對溫度和壓力傳感器的性能進(jìn)行確認(rèn)。
二、壓力和溫度傳感器性能的確認(rèn)
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)本身安裝有壓力和溫度傳感器, 按照量值傳遞的溯源性, 壓力和溫度傳感器是需要單獨(dú)進(jìn)行檢定的。目前各省、科研院所等都建有高準(zhǔn)確度的壓力檢定裝置和溫度校準(zhǔn)裝置, 但是需要把安裝在流量計(jì)上的壓力和溫度傳感器拆下來分別送到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定或校準(zhǔn), 這樣做雖然保證了量值傳遞的可靠性, 但無疑受流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各種條件限制是不現(xiàn)實(shí)的。
標(biāo)準(zhǔn)檢定裝置在靠近被檢表處都安裝有高準(zhǔn)確度的壓力變送器和溫度變送器, 若將壓力變送器和溫度變送器的測量值作為標(biāo)準(zhǔn)值, 將流量計(jì)本身壓力傳感器和溫度傳感器測量值作為被測值, 可計(jì)算出流量計(jì)本身壓力傳感器的示值誤差和溫度傳感器的示值誤差, 通過判斷合成的不確定度是否滿足流量計(jì)準(zhǔn)確度等級的要求來確認(rèn)壓力和溫度傳感器的性能。
三、數(shù)據(jù)處理
標(biāo)準(zhǔn)壓力變送器經(jīng)檢定準(zhǔn)確度等級為0.075級, 標(biāo)準(zhǔn)溫度變送器經(jīng)校準(zhǔn)不確定度為0.3 (k=2) , 被檢表選用天信儀表生產(chǎn)的準(zhǔn)確度等級為1.5級 (基表準(zhǔn)確度等級為1.0級) 的智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì), 被檢表壓力和溫度值通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)傳采集 (見表1) 。
1. 壓力示值誤差重復(fù)性
由表1可得壓力示值誤差的重復(fù)性為0.0336%。
2. 壓力變送器引入的不確定度
壓力變送器的準(zhǔn)確度等級為0.075級, 按均勻分布得壓力變送器的不確定度為
表1 旋進(jìn)漩渦流量計(jì)壓力、溫度標(biāo)準(zhǔn)值和測量值
3. 溫度示值誤差的重復(fù)性
由表1可得溫度示值誤差的重復(fù)性為0.2989%。
4. 溫度變送器引入的不確定度
溫度變送器的擴(kuò)展不確定度為0.3%, 按正態(tài)分布k=2得溫度變送器的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
5. 流量計(jì)基表引入的不確定度
查流量計(jì)基表的準(zhǔn)確度等級為1級, 按均勻分布得基表的不確定度為
6. 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
流量計(jì)壓力傳感器、溫度傳感器和基表三者不相干, 所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
7. 擴(kuò)展不確定度
取置信因子k=2, 則擴(kuò)展不確定度為
智能旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級為1.5級, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果得流量計(jì)的擴(kuò)展不確定度為1.34%, 小于流量計(jì)準(zhǔn)確度等級, 滿足要求。
