常压法音速喷嘴式气体流量标准装置

▆    常压法音速喷嘴式气体流量标准装置

一、技术依据

“音速喷嘴式气体流量标准装置”是以临界流喷嘴作为标准表的气体流量标准装置。装置设计所依据的国家标准和检定规程如下：

GB/T21188-2007《用临界流文丘里喷嘴测量气体流量》

JJF1240-2010《临界流文丘里喷嘴气体流量标准装置》校准规范

JJG 198-1994《速度式流量计》检定规程

JJG 620-2008《临界流流量计》检定规程

JJG 633-2005《气体容积式流量计》检定规程

JJG 643-2003《标准表法流量标准装置》检定规程

JJG 1029-2007《涡街流量计》检定规程

JJG 1037-2008《涡轮流量计》检定规程

    我公司根据以上规程要求，对本装置的所有外购和自制设备严格进行选型、设计、加工、制造、安装。装置中的临界流喷嘴是由我公司设计生产的，符合符合ISO 9300：2005《临界流文丘里喷嘴流量测量》和GB/T21188-2007/ISO 9300:2005《用临界流文丘里喷嘴测量气体流量》和JJG620-2008标准要求。 

二、技术指标

Ø 工作方式：负压法

Ø 检表种类：涡轮流量计、涡街流量计、罗茨流量计、容积式流量计、速度式流量计等。 

Ø 流量范围：1～10000m3/h（根据流速确定）

Ø 被检表口径：DN15～400（根据用户要求确定）

Ø 检定介质：空气

Ø 音速喷嘴不确定度：0.2%

Ø 装置扩展不确定度：0.3%（K=2）

Ø 装置形式：正压法或负压法（常压）

三、工作原理

根据气体动力学原理，当气体通过临界流喷嘴时，当喷嘴上、下游压力比达到某一特定条件后，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到较大速度（音速）。流过喷嘴的气体质量流量也达到较大值Qm。此时Qm只与喷嘴入口处的滞止压力和温度有关，而不受其下游状态变化的影响。本装置正是基于上述原理，以音速喷嘴为标准表与被检流量计比对得出示值误差。

四、系统构成

音速喷嘴式流量装置由气源部分、装置总成、工艺管线、测控系统组成。

气源部分分正压法和负压法，正压法由空气压缩机组、储气罐、稳压罐、减压阀组成；负压法由真空泵、阀门组、循环水泵组成。

装置总成由滞止容器、收集（背压）容器、音速喷嘴组组成。喷嘴前后设有压力、温度采集点。

工艺管线由夹表器组、表前、表后直管段、气体过滤器等组成。

测控系统由工控机、PLC中央处理器、控制柜、二次仪表组成。

五、测控系统

喷嘴气体流量流量装置系统软件是在windowsXP环境下，使用组态王编辑,界面友好、操作方便、可维护性高；每类流量计设置相应检测窗口，能自动生成检测数据、计量特性曲线、出具检定证书数据库采用ACCESS数据库，报表EXCEL内嵌VBA编辑，支持查询、修改、删除；计时器分辨率不大于0.1ms，晶振8h的稳定度要优于1×10-6；计算模型中加入湿度修正公式，公式符合国际技术规范要求。控制系统采用模块化设计便于技术改造与升级。计算机操作界面如下图所示（仅供参考）：

该系统使用现场总线与下位机通信，具有很强的抗干扰能力，能自动的对收、发数据进行校验，保证数据准确可靠。通过管控机与下位机的交互，共同完成对整个装置的控制。系统启动后，通过界面实时显示现场情况，使操作者对整个装置的运行情况一目了然。在检定开始后，系统自动完成对装置的控制，实现被检表和喷嘴的读数同步，同时将采集到的数据存入Access数据库中。检定完成后，系统依据被检气体流量计类型按照相关的检定规程进行计算，然后将计算结果以标准报表的形式打印输出。用户可以通过该系统对以往的检定结果进行查询，也可以使用Access数据库对检定数据进行维护。

检定工作完成后系统自动生成符合检定规程要求并经用户认可的检定记录及检定证书。