靶式流量计在小流量流动时流量系数A的补偿
靶式流量计流量系数A与直径比B及流体流动状态有关, 图2 是管径D= 50 mm, B= 01 7 和B= 018 的雷诺数ReD关系曲线, 当ReD>2 000时, A基本保持不变; 当ReD较小时, A随ReD的降低而减少。使流量系数趋于恒定值时的管道雷诺数称为靶式流量计的界限雷诺数, A可被认为是一个常数。ReD低于界限雷诺数时, A将随ReD而变化, 测量误差变大, 传统的靶式流量计在ReD< 2 000时无法测量。

可知, 当小流量流动时, 雷诺数变低, 流量表达式的A将不是一个常数, 必须进行修正才能减小测量误差。采用实验室标定的方法, 获得不同标准流量测得的电压值, 计算各自的实际流量系数值,取出出现拐点的标准流量与流量系数作为标准参考值存入Flash 中。流量计工作时, 根据A/ D 测得的电压数据,判断流量所处的范围, 取出实验标定数据, 利用内插的方法, 求出相应的流量系数, 计算出瞬时流量并显示。
3 靶式流量计系统设计
图3 系统设计框图智能型靶式流量计系统设计框图如图3 所示, 靶式流量传感器上的电阻应变片接成全桥形式, 经差动放大后接至A/ D 转换口上, 单片机和A/ D 转换系统采用AduC812, 它是全集成的12 位数据采集系统, 在单个芯片内部包含了高性能自校准多通道ADC( 8 通道12 位高精度) 以及可编程的8 位MCU. 单片机系统根据采样测得的流量, 计算相应的流量系数, 将电压信号转换为流量表示。显示模块用于显示当前瞬时流量和累加流量。按键控制单元用于仪器与用户的人机交互, 可设置管道比、流体密度等参数。PC 接口电路用于实现多路流量计同时测量流量时的集中监视, 当上位机发出一个仪器地址, 相应的流量计就将该位置测到的流量信号送到上位机。温度传感器用于补偿由于温度变化引起流体密度变化的影响。

研制的靶式流量计主要针对高黏度、小流量的流体测量,通过标定和智能修正流量系数的方法, 计算当前合适的流量系数, 减小高黏度、小流量测量误差, 达到小流量、高黏度流量的测量, 且zui低流速能够测到5 L/ min, 仪表在量程范围内仪用误差小于0.5%。

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