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空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置
  1．結(jié)構(gòu)
  以渦輪流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)為空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）的典型結(jié)
構(gòu)如圖1所示，主要由氣泵、若干條管路、若干臺(tái)渦輪流量計(jì)、計(jì)時(shí)器和控制設(shè)備等組成。

                                              圖1渦輪流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

    渦輪流量計(jì)直接脈沖輸出，性能穩(wěn)定、重復(fù)性好、易于控制，因此，其作為標(biāo)準(zhǔn)使用在
標(biāo)準(zhǔn)表法空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上是可行的。
    渦輪流量計(jì)前后直管段應(yīng)符合安裝要求。渦輪流量計(jì)應(yīng)在同樣流體條件的上一級(jí)空氣流
量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定溯源。
  2．工作原理
  空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的基本原理是基于流體力學(xué)的連續(xù)牲方程。以m個(gè)渦輪流量計(jì)為標(biāo)
準(zhǔn)器，使空氣在某個(gè)流量下連續(xù)通過(guò)渦輪流量計(jì)和試驗(yàn)管路，此時(shí)渦輪流量計(jì)處的空氣累積
體積流量為

式中Kw-第w臺(tái)渦輪流量計(jì)的儀表常數(shù)，m³；
    Nw——第w臺(tái)渦輪流量計(jì)的累積脈沖數(shù)；
    Qvw——w臺(tái)渦輪流量計(jì)測(cè)量的體積流量，m³；
    Qvo——m臺(tái)渦輪流量計(jì)的累積體積流量，m³。
    對(duì)每一臺(tái)渦輪流量計(jì)，其儀表常數(shù)定義如下：
   
式中Q——某流量點(diǎn)渦輪流量計(jì)測(cè)量的體積流量，m3；
    N——某流量點(diǎn)渦輪流量計(jì)的累積脈沖數(shù)；
    K——某流量點(diǎn)渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)，1／m3。其值是檢定時(shí)該流量點(diǎn)多次檢定的算術(shù)平均值。
    試驗(yàn)管路處的空氣累積體積流量為

式中  Qv —— 試驗(yàn)管路處的空氣累積體積流量，m³；
    Qw —— 渦輪流量計(jì)處的累積體積流量，m³；
    T—— 試驗(yàn)管路處的空氣熱力學(xué)溫度，K；
    p —— 試驗(yàn)管路處的空氣絕對(duì)壓力，Pa；
    To —— 渦輪流量計(jì)處的空氣熱力學(xué)溫度，K；
    Po —— 渦輪流量計(jì)處的空氣絕對(duì)壓力，Pa。
    試驗(yàn)管路處的瞬時(shí)體積流量為

檢測(cè)流量計(jì)時(shí)，首先按照被檢流量計(jì)的檢定流量點(diǎn)選擇渦輪流量計(jì)，并進(jìn)行組合。將不
參與試驗(yàn)的渦輪流量計(jì)的上、下游閥門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)已選渦輪流量計(jì)的上、下游閥門(mén)，啟動(dòng)鼓
風(fēng)機(jī)使空氣流向已選渦輪流量計(jì)和被測(cè)流量計(jì)。然后，調(diào)節(jié)流量使流量達(dá)到試驗(yàn)流量點(diǎn)。流
量穩(wěn)定一段時(shí)間后，同時(shí)測(cè)量渦輪流量計(jì)的脈沖數(shù)和被測(cè)流量計(jì)輸出值。經(jīng)一定時(shí)間后，再
同時(shí)停止記錄渦輪流量計(jì)的脈沖數(shù)和被測(cè)流量計(jì)輸出值。比較兩者的流量值，從而確定被測(cè)
流量計(jì)的計(jì)量性能。
  3．檢定
  空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定按JJG 643-2003《標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置》進(jìn)行。
  (1)渦輪流量計(jì)的檢定
  渦輪流量計(jì)按JJG1037-2008《渦輪流量計(jì)》中的方法進(jìn)行檢定。定點(diǎn)使用的渦輪流量
計(jì)，檢定每個(gè)使用流量點(diǎn)，每點(diǎn)檢定次數(shù)不少于6次。渦輪流量計(jì)的檢定結(jié)果，應(yīng)給出對(duì)應(yīng)
于各檢定流量點(diǎn)的儀表系數(shù)。
  ①渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

式中Uj-第j個(gè)檢定點(diǎn)的儀表系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，%；
    Sk——第j個(gè)檢定點(diǎn)的儀表系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差，1／m³；
    Kj——第j個(gè)檢定點(diǎn)的儀表系數(shù)平均值，1／m³。
    第w臺(tái)渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uw：

 ②并聯(lián)m臺(tái)渦輪流量計(jì)按式計(jì)算m臺(tái)渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不
確定度U21：

式中  U21 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    qw —— 第w臺(tái)作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)的對(duì)應(yīng)流量，m³／h。
    (2)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的給出流量的相對(duì)不確定度
    ①渦輪流量計(jì)處的氣體累積體積流量測(cè)量合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

   式中U21 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
   U22 —— 檢定作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)的上一級(jí)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U23 —— 作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)檢定時(shí)沒(méi)帶配套儀表一起檢定，配套儀表引入的流量測(cè)
    量不確定度；
    U4 —— 怍為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)檢定時(shí)的流體條件與使用時(shí)不一致，其影響引起的不確
    定度；
    U25 —— 數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理及通信不確定度所引起的流量測(cè)量不確定度。
  ②渦輪流量計(jì)處的空氣瞬時(shí)流量的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

式中U1 —— 測(cè)量時(shí)間的A類(lèi)測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U2—— 測(cè)量時(shí)間的B類(lèi)測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U3—— 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)器的測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
  ③試驗(yàn)管路處的空氣累積體積流量合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

式中U27 —— 試驗(yàn)管路處溫度測(cè)量不確定度引起的給出流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U28 —— 試驗(yàn)管路處壓力測(cè)量不確定度引起的給出流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U29 —— 渦輪流量計(jì)處溫度測(cè)量不確定度引起的給出流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；
    U30 —— 渦輪流量計(jì)處壓力測(cè)量不確定度引起的給出流量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
    ④試驗(yàn)管路處的空氣瞬時(shí)體積流量測(cè)量合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

 ⑤空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置給出流量的相對(duì)擴(kuò)展不確定度：
    計(jì)算相對(duì)擴(kuò)展不確定度U．：
    Ur =k · Ue        （k=2）
 4．檢定結(jié)果
    檢定渦輪流量計(jì)的上一級(jí)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出：
    (1) DN
    (2)流量范圍
    (3)給出累積體積流量的相對(duì)擴(kuò)展不確定度U2
    渦輪流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出：
    (1)檢定點(diǎn)的儀表系數(shù)
    (2)給出流量的相對(duì)擴(kuò)展不確定度Ut
    (3)給出流量的穩(wěn)定性
    (4)最短測(cè)量時(shí)間tmin。
    5．檢定周期
    空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定周期與渦輪流量計(jì)的檢定周期相同。若渦輪流量計(jì)的準(zhǔn)確度為
0.1，0.2，0.5級(jí)時(shí)，其檢定周期為1年，當(dāng)渦輪流量計(jì)的淮確度低于0.5級(jí)時(shí)，檢定周期
為2年。
  6．例題
  某空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，由一臺(tái)DN50渦輪流量計(jì)（作定點(diǎn)使用的標(biāo)準(zhǔn)表）、一根DN50
的試驗(yàn)管路和控制設(shè)備組成，主要用于DN50流量計(jì)的檢定。渦輪流量計(jì)檢定帶配套儀表，
檢定時(shí)與空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的流體條件相同，檢定數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果如下。請(qǐng)給出空氣流量標(biāo)
準(zhǔn)裝置試驗(yàn)管路處的累積體積流量的相對(duì)擴(kuò)展不確定度。
(1)渦輪流量計(jì)在10000L鐘罩空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定，檢定結(jié)果見(jiàn)表1。


按式計(jì)算：
U21 = 0. 09%

由給定條件可知：
U23  =  U24  = 0

由檢定證書(shū)可知：
U22=0.1%     U25=0.05%

(2)溫度測(cè)量的不確定度：渦輪流量計(jì)處和試驗(yàn)管路處溫度計(jì)的允許誤差為
±0.1℃，則

 (3)壓力測(cè)量的不確定度：渦輪流量計(jì)處和試驗(yàn)管路處壓力計(jì)不確定度分量為
0. 02%，則
    U8 =U30=0.02%
(4)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的相對(duì)不確定度：按式(5-40)計(jì)算試驗(yàn)管路處的空氣累積體
積流量合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則
    Ue=0.15%
    計(jì)算試驗(yàn)管路處的空氣累積體積流量相對(duì)擴(kuò)展不確定度：
    Ut=K·Ue=0.30%    （k=2）
 標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積時(shí)間內(nèi)流量穩(wěn)定性應(yīng)在最小流量、最大流量下進(jìn)行檢定，作為例子僅給
出最大流量下的數(shù)據(jù)及檢定結(jié)果。
    (5)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定結(jié)果
    檢定渦輪流量計(jì)的鐘罩空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出：
    ①DN= 50mm
    ②流量范圍
    ③給出累積體積流量的相對(duì)擴(kuò)展不確定度：Ur=0.2%，k=2。
    渦輪流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)表的空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，應(yīng)列出：
①檢定點(diǎn)的儀表系數(shù)。
②試驗(yàn)管路處的空氣累積體積流量相對(duì)擴(kuò)展不確定度：Ur=0.30%，k=2。
③流量穩(wěn)定性：0. 02%。
(6)空氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定周期為1年。