渦輪流量計干擾影響實驗研究
發(fā)布時間：2019-03-22 發(fā)布作者：
一、研究目的
為評估節(jié)流件干擾對流量計的影響，我們模擬各種現(xiàn)場安裝條件，通過試驗確認渦輪流量計設(shè)計要求，為更好選用
渦輪流量計提供幫助。
二、試驗方案
1. 前期準備：準備試驗樣機和設(shè)備，調(diào)試試驗用氣體流量標準裝置，預(yù)備各類節(jié)流件，如不同長度的直管段（0D、2D、10D、20D） 、彎頭、三通、變徑、閥門、過濾器等。
2. 試驗樣機：DN80 氣體渦輪流量計，2 臺，準確度等級 1.5 級，流量范圍（8~160）m 3 /h。
3. 試驗設(shè)備：標準表法氣體流量標準裝置；裝置不確定度 U rel =0.3%（k=2） ，流量范圍：（5~4000）m 3 /h。
4. 試驗方法：利用標準表法氣體流量標準裝置進行初始計量特性測試，然后進行各類后續(xù)干擾測試，流量點 q min 、0.2q max 、0.4q max 、0.7q max 和 q max ，測試次數(shù) 3 次。
5. 試驗依據(jù)：GB/T18940-2003《封閉管道中氣體流量的測量 渦輪流量計》、GB/T28848-2012《智能氣體流量計》、GB/T32201-2015《氣體流量計》、JJG1037-2008《渦輪流量計檢定規(guī)程》。
6.試驗項目：根據(jù)GB/T28848-2012附錄E要求，流量干擾試驗可分為輕度干擾影響試驗和嚴重干擾影響試驗，測試流量點增加為 5 個點。
（1）輕度干擾影響試驗：包括前直管段不足、前后彎管、收縮和擴張管徑直連等。
（2）嚴重干擾影響試驗：包括過濾器、調(diào)壓器或其他節(jié)流裝置直連表具、半開閥門等。
三、試驗過程
1. 初始計量特性測試
根據(jù) GB/T18940-2003 附錄 E 的要求，樣機表體取壓，在標準表法流量標準裝置上選取 5 個流量點對樣機進行基本計量特性測試，每個流量點測試 3 次，記錄樣機壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
2. 輕度干擾影響試驗
初始計量特性測試結(jié)束后，在相同標準裝置上進行后續(xù)干擾試驗，試驗方法與初始計量特性測試完全相同，但需要分別設(shè)置各種干擾節(jié)流件。
（1）前直管段影響：流量計前連接不同長度直管段（0D、2D、10D、20D），在相同流量點上進行測試，記錄樣機壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
（2）前后彎管影響：分別在流量計前端、后端、前后端連接同管徑彎管（平面彎頭、立體彎頭、三通），在相同流量點上進行測試，記錄樣機壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
（3）前后變徑影響：分別在流量計前端、后端、前后端連接變徑（縮徑、擴徑），在相同流量點上進行測試，記錄樣機壓力、儀表系統(tǒng)、示值誤差和重復(fù)性。
3.嚴重干擾影響試驗
（1）過濾器影響：流量計前直接安裝過濾器，在相同流量點上進行測試，記錄樣機壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
（2）半開閥門影響：流量計前直接安裝閥門，半開閥門，在相同流量點上進行測試，記錄樣機壓力、儀表系數(shù)、示值誤差和重復(fù)性。
四、數(shù)據(jù)分析
GB/T32201-2015 之 5.13.3 規(guī)定，對于準確度易受流體擾動影響的流量計，由流體擾動引起的誤差變化不應(yīng)超過較大允許誤差的三分之一，如果此類流量計對安裝管段有要求，以改善流體擾動影
響，流量計上應(yīng)有相應(yīng)的標識，且流量計只能安裝在經(jīng)實驗驗證準確度等級能滿足計量性能要求的管段中。
對于準確度等級受流體擾動影響的流量計，應(yīng)按 GB/T32201-2015 之附錄 C的規(guī)定進行試驗，根據(jù)實際情況，我們把半開閥門和前端直連過濾器視
為嚴重流體擾動，其他視為輕微流體擾動。鑒于渦輪流量計口徑較多，且屬于相似設(shè)計，故試驗表選用常規(guī)的 DN80G100 規(guī)格渦輪流量計，其他規(guī)格根據(jù)需要再進行試驗。
檢定過程中數(shù)據(jù)處理采用 JJG1037-2008 進行。
1.示值誤差
試驗儀表 DN80G100 渦輪流量計，儀表編號131222006。檢定結(jié)果如表 1和圖1 所示。
2. 儀表系數(shù)
試驗儀表 DN80G100 渦輪流量計，儀表編號131222006。檢定結(jié)果如表 2 和圖 2 所示。按照 GB/T32201-2015 的要求，本試驗表在輕微擾動影響試驗中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過 0.5%，符合要求。彎頭、三通、擴管對小流量的影響超過 1.0%，不符合要求。在嚴重干擾試驗中，半開閥門影響較大，每個流量點的影響量均超過標準要求。
3.示值誤差
試驗儀表 DN80G100 渦輪流量計，儀表編號131222028。檢定結(jié)果如表 3 和圖 3 所示。
4. 儀表系數(shù)
可以看出，本試驗表在輕微擾動影響試驗中，直管段影響不存在，示值誤差變化量均未超過 0.5%，符合要求。部分彎頭、縮管對小流量的影響超過1.0%，不符合要求。
在嚴重干擾試驗中，半開閥門影響較大，每個流量點的影響量均超過標準要求。
五、試驗結(jié)論
根據(jù)試驗結(jié)果可以看出，渦輪流量計對于輕微擾動存在部分影響，對于嚴重干擾中的半開閥門影響較大，且屬于負偏差，不符合標準要求。目前大多數(shù)渦輪流量計設(shè)計表前整流器，對于上游直管段要求可以大大降低，按照使用說明書要求的前 2DN，后1DN 即可滿足要求，但對于其他輕微擾動節(jié)流件則存在隨機性影響。因此，在儀表選用設(shè)計時，還是要避免組合節(jié)流件產(chǎn)生的影響，為此可能需要適當延長直管段長度；對于閥門和過濾器，建議上游安裝時遠離流量計，至少10DN 以上，閥門較好安裝在流量計下游。
鑒于試驗表數(shù)量較少，建議增加試驗儀表數(shù)量和品種，如增加超聲波流量計、腰輪流量計等。試驗節(jié)流件需要按照標準要求進行加工制作，使試驗更加充分，數(shù)據(jù)更加翔實，結(jié)果更加具有說服力，借鑒意義更強。
131222028。檢定結(jié)果如表 4 和圖 4 所示。
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