孔口流量計校準裝置及其校準方法
通過標準表法氣體流量標準裝置的研制,對孔口流量計的流量和壓力修正項之間的關(guān)系進行線性擬合,得到流量計的標準曲線并評價其準確度等級。實驗結(jié)果表明了校準方法的可行性和可靠性。
0.引言
新疆范圍內(nèi)石油、化工企業(yè)眾多,大大小小近百家熱電廠遍布全疆各地州。長期以來,新疆的大氣環(huán)境都承受著巨大的壓力。隨著西部大開發(fā)進程的深入和大氣環(huán)境綜合治理的加強,用于檢測總懸浮顆粒物的大氣環(huán)境采樣器越來越多,而其中所使用的標準器孔口流量計的計量校準需求也日益增加。對此,新疆計量測試研究院建立了標準表法氣體流量標準裝置,用于對孔口流量計的校準工作 。
1.標準裝置
1.1構(gòu)成
標準表法氣體流量標準裝置采用重復性好的羅茨流量計和渦輪流量計作為主標準器,與被??卓诹髁坑嫶?lián)在管路中,配備兩臺差壓變送器和兩臺溫度變送器,根據(jù)測量范圍選擇不同的管路 。計算機同時采集被檢表和標準表輸出的流量信號,并分別利用壓力和溫度值對流量進行修正,得到相應的標況流量,再進行比較,得到被檢表指示流量值的示值誤差及儀表系數(shù),通過多次測量得到被檢表的重復性。
1.2 技術(shù)參數(shù)
測量范圍:2 ~ 200 m3·h-1;裝置的擴展不確定度:U =0.5%,k =2。
2.校準方法
1)在規(guī)定的環(huán)境條件下,按 HJ/T 368-2007 《標定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計》技術(shù)要求及檢測方法 ,將孔口流量計安裝在標準表法氣體流量標準裝置上。以空氣為校準介質(zhì)進行漏氣檢查。用橡皮墊堵住孔口流量計的孔口,開啟抽氣泵,20 s內(nèi)標準流量計應無讀數(shù)變化,否則,需檢查漏氣位置,排除漏氣故障,直至標準流量計無讀數(shù)變化。取下橡皮墊,對孔口流量計進行校準。
2)在孔口流量計使用流量范圍內(nèi),均勻選取七個流量點。啟動抽氣泵,調(diào)節(jié)流量至每一選取點附近維持流量不變。待羅茨流量計讀數(shù)為一整數(shù)值時開始計時,并記錄羅茨流量計初始讀數(shù) Vi,讀取并記錄羅茨流量計壓差值p(Pa)和孔口流量計孔口的壓差值H (Pa),待羅茨流量計讀數(shù)至少增加 1 m3后終止計時,記錄羅茨流量計終止讀數(shù) Vf 和測定時間 t(min)。重復上述步驟,逐一校準所選七個流量點。
3)計算每一校準點的標準狀況流量。先由羅茨流量計讀數(shù)計算孔口流量計被校點通過的計量體積 Vm:
4)計算每一標定點孔口流量計壓差修正項 Y:
如果任何一標定點的 pL 值超過 ±2%,則需按上述規(guī)定操作,重做該點數(shù)據(jù),直至滿足要求為止。不能滿足要求者,為不合格品。
3.實驗數(shù)據(jù)處理
對青島某公司生產(chǎn)的穩(wěn)定性良好的孔口流量計進行校準,流量范圍: 80 ~ 130 L·min-1,準確度等級:1 級。實驗數(shù)據(jù)見表 1。實驗現(xiàn)場大氣壓p1 =93 500 Pa,環(huán)境溫度 T1 =293.65 K。將根據(jù)公式計算得到的修正項 Y 和標態(tài)流量 QN在 Excel 軟件中進行線性回歸擬合,得到零點 A=2.229 9增益 B=0.253 7,相關(guān)系數(shù) R2=0.998 3,即擬合函數(shù)為:Ycal=0.253 7QN + 2.2299,如圖 2 所示。進而對數(shù)據(jù)進行處理,結(jié)果見表 2。
由表 2 可以看出,7 個校準點的 pL 值均未超過±1%,校準結(jié)果良好。
4.結(jié)語
孔口流量計校準裝置的建立,為總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計校準提供了技術(shù)手段,其檢測方法和技術(shù)指標滿足環(huán)境保護總局 HJ/T 368-2007 《標定總懸浮顆粒物采樣器用的孔口流量計》的要求。實驗數(shù)據(jù)表明了該標準裝置和校準方法的可行性和可靠性。