管路液体点流速在线流量测量装置的研制

摘要

在当今社会，流量测量广泛应用于工业过程控制及能源计量，工农业发展对流体流量的测量提出了越来越高的要求，只有将其数量测量准确，才能做到“节能有数，耗能有据”，正确的进行经济核算。在流量计量工作中遇到了一系列问题，比如：由于测量介质的变化，管路内各类杂质及锈蚀的产生，使其测量误差变得很大，因拆装、断流等诸多因素，对流量计进行周期检定又非常困难，由于流量测量失准而产生的计量争议也越来越突出。
　　 本课题提出的目的是通过对管路液体点流速测量技术的研究，研制出可以在线测量流速的装置。根据现场实际需要设计的测量装置给计量检定、校准工作带来了很大的便利。目前在流速测量领域，尤其是在点流速流量测量领域，更多的是关于点流速的讨论和基于实验室条件下对单一平均流速点的测量等测量手段。本课题研发的点流速在线流量测量装置能够根据管路液体的流速分布进行调节式测量，管路液体点流速在线流量测量装置的研制成功减小了离线检定法导致的检定条件与流量计使用条件相差甚大造成的附加误差，给出了被检流量计更加准确的校准系数，使被检流量计在工业生产中计量的流量更加准确可靠。管路液体点流速在线测量装置不仅通过点流速的测量提高了流量测量的准确度，而且增强了计量检定的可靠性和便利性，该在线测量装置既可用于流量计在线校准的参考标准，又可作为大口径管路液体流量测量的仪器。
　　 通过对管路液体的流动特性和流速分布的分析，总结出采用测量有效点的流速来计算流量的方法，而且这种测量方法是建立在探明了管路内部结构的基础上，准确度和可靠性能够满足生产的要求。自主设计的适合计量校准条件的流量传感器，是结合机械原理和CAD 绘图知识，通过设计各个部件，制作出便携的、用于测量管路液体流速的流量测量装置，结合相应的辅助设备利用水流量测量标准装置进行标定测试，验证了流速的变化规律，再通过线性内插的处理方法对大量的实验数据进行分析，给出了不同口径、不同流速下更为准确的校准系数，通过对大量数据进行进一步的整理，验证了装置在相同流量、不同时间下测得的数据的重复性非常好，同时对不同口径下线性度的对比，验证了装置稳定的性能，达到了预期的效果并且给出了不同口径下平均流速与平均系数的对应关系，为以后的流速测量及流量计的在线校准提供了依据，最后给出了利用神经网络对校准系数进行调整的方法以及进一步量化的设想。
　　 管路液体点流速在线流量测量装置完全自主设计研发，其创新理念来源于实际生产需要，其产品应用又回归于实际生产，通过水流量测量标准装置对其进行标定测试，测试结果充分证明了这一课题已经取得了极为积极的科研成果。