[發明專利]一種大口徑流量計在線校準的方法

有效

• 申請號: 201110397310.8
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102494742A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 錢政;趙曉東;陳妮亞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種大口徑流量計在線校準的方法，其特征在于：該方法的具體步驟如下：

步驟一：標準流量計的選擇

大口徑流量計中，以電磁流量計的精度為最高，達0.2～0.5％，為滿足精度校準的要求，采用精度為0.2％的渦輪流量計作為標準流量計實現對大口徑流量計的在線校準；

步驟二：旁路管道的設計

畫出總管道與旁路管道圖，將渦輪流量計放置于旁路管道即支路的中間位置，Q₀表示A點與B點之間總管道的流量，L₀表示A點與B點之間總管道的長度，D₀表示總管道的管徑，Q_x表示旁路管道的流量，L₁表示渦輪流量計上游管道的長度，L₃表示渦輪流量計下游管道的長度，D₁、D₃表示旁路管道的管徑，D₂表示渦輪流量計的公稱通徑，L₂表示渦輪流量計的安裝管道長度；

式(1)表示流體力學中總流能量方程，式中下標1、2代表斷面A與B，z₁、z₂表示流體的位能，p₁、p₂表示斷面A與B的壓強，g表示重力加速度，一般取值9.8m/s²，ρ表示流體的密度，V₁、V₂表示流體在斷面A與B處的平均流速，α₁、α₂表示動能修正系數，在流速分布均勻的情況下取值為0.1，h_w表示水頭損失；由于各支路在分流點A與匯合點B之間的壓強差是相同的，得式(2)即水頭損失恒等；

z1+p1gρ+α1V122g=z2+p2gρ+α2V222g+hw---(1)]]>

h_f1+h_f2+h_f3＝h_f0????????????????(2)

將公式謝齊系數和曼寧公式代入式(2)，其中λ為阻滯系數，n為粗糙系數，與管壁的凸起物、粗糙程度有關，假設旁路管道與總管道采用同一材料，則n值相同，得出總管道與旁路管道的流量、管徑和流程三者之間的關系表達式(3)

L1Qx2D116/3+L2Qx2D216/3+L3Qx2D316/3=L0Q02D016/3---(3)]]>

設定L1=L3=aL2D1=D3=bD2,]]>式中a、b表示比例系數，代入式(3)，得出：

(2δ-2b16/3)a=1-δ---(4)]]>

其中若使旁路管道尺寸設計達到最小，即a和b的值最小，則應選取最大的δ值；

為求得旁路管道的幾何尺寸，綜合考慮以下幾點：(1)根據現場實際測試環境的不同，選取相應型號的渦輪流量計，獲得參數D₂的大小；(2)結合實際情況，a和b的值均應大于0；(3)渦輪流量計在安裝使用時，要求上、下游側應分別有與傳感器相同公稱通徑的長度不少于20DN和5DN的直管段；

將以上三個條件代入公式(4)中，即得出旁路管道的幾何尺寸；

步驟三：標準表的安裝

在確定渦輪流量計型號和旁路管道的尺寸后，將渦輪流量計安裝至旁路管道內，安裝過程中應保證流量計軸線應與管道軸線同心，流向一致，且確保管道內壁光滑清潔，無明顯的凹痕、積垢和起皮缺陷，當流體中含有雜質時，應加裝過濾器，保證渦輪流量計在使用過程中的測量精度；

步驟四：方法性能評估

在通過理論建模與仿真分析相結合的基礎上，初步建立旁路管道流量和總管流量間的函數關系，然后進行大量的實測工作，作好各項參數的統計和記錄，通過實際測試的結果修正理論建立的模型，以確保該測試方法精度要求和實現對大口徑流量計的在線校準。