金屬管浮子流量計(jì)又稱轉(zhuǎn)子流量傳感器。本實(shí)驗(yàn)室用到的被檢定浮子流量計(jì)是金屬管浮子流量計(jì),而金屬管浮子流量計(jì)的檢定實(shí)驗(yàn)是流量檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，也是本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
金屬管浮子流量計(jì)引入計(jì)算機(jī)技術(shù)取代凸輪機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行流量計(jì)算,將流量信號(hào)通過(guò)傳感器、轉(zhuǎn)換器由數(shù)字液晶顯示出來(lái)，并通過(guò)鍵盤置人密度、溫度、壓力等工況參數(shù),具有智能化、高精度、使用方便、工作可靠等特點(diǎn)。
流量傳感器是將非電量的流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)的感應(yīng)裝置,金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)輸出的則是電壓信號(hào)。由于其流量-電壓特性有較強(qiáng)的非線性,常用最小二乘法對(duì)其進(jìn)行三次曲線擬合。
1.實(shí)驗(yàn)原理
金屬管浮子流量計(jì)管體由錐管和浮子組成,當(dāng)流體自下而上流人錐管時(shí),被浮子節(jié)流,當(dāng)流體作用在浮子的動(dòng)壓力、浮子在流體中的浮力、浮子的重力達(dá)到平衡時(shí)，浮子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某-位置上。浮子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管流量的大小一對(duì)應(yīng)。其浮子位置高度是由角位移傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。因此,某一個(gè)流量點(diǎn)Q對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓值,實(shí)驗(yàn)要求在各流量點(diǎn)下正反行程各進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn),將其平均值作為輸出電壓V。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出Q~Vo的關(guān)系式，再次進(jìn)流量檢定實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證擬合公式的擬合精度。
2.金屬管浮子流量計(jì)性能測(cè)試
在浮子流量計(jì)的流量范圍內(nèi)選擇6~7個(gè)流量點(diǎn)(最好是均勻分布的,且由標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)讀取),調(diào)節(jié)閥廣]達(dá)到所要求的流量值點(diǎn)Q(瞬時(shí)流量m'/h),測(cè)出與流量點(diǎn)Q對(duì)應(yīng)的浮子輸出電壓V(從浮子的液晶顯示上讀得)。
從小流量向大流量測(cè)量稱正行程,反之稱反行程。正反行程各3次,當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)全部測(cè)量完成時(shí),計(jì)算機(jī)自動(dòng)將各流量點(diǎn)的電壓平均值V計(jì)算出來(lái)。
3.擬合曲線Q~V0
根據(jù)圖3檢定測(cè)試的數(shù)據(jù)，在圖3窗口按[報(bào)臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成用最小二乘法擬合3次曲線91(實(shí)質(zhì)為:若擬合n次曲線,則n+1個(gè)待定系數(shù),需解n+1元一次線性方程組,此程序用高斯消去法求解),求得浮子電壓一流量特性曲線如圖4,并得出擬合公式。
4.金屬管浮子流量計(jì)的檢定
再次選定5~6個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,將這些點(diǎn)的浮子流量計(jì)的輸出電壓代人擬合公式,計(jì)算出通過(guò)浮子的流量。金屬管浮子流量計(jì)的檢定計(jì)算結(jié)果如圖5所示。在圖5中，渦輪流量是指標(biāo)準(zhǔn)表流量，擬合曲線流量指將浮子電壓帶人3次擬合曲線公式后計(jì)算得到的浮子流量計(jì)的流量。
將浮子流量計(jì)的流量Q與標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)得的流量Qo帶人計(jì)算滿度誤差[10公式(2),進(jìn)而求得對(duì)應(yīng)的滿度誤差E,并找出最大滿度誤差Emax。
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