型临界喷嘴气体流量标准装置技术性能

1、一、 概述LXH型临界喷嘴气体流量标准装置（以下简称“装置”），选用符合国际标准（ISO 9300）的临界流文丘利喷嘴作为流量标准，采用标准流量计比较法原理进行流量计检定或测试。依据有关的国家检定规程，该装置可对涡轮、涡街、叶轮、旋进旋涡等速度式流量计和腰轮、煤气表等容积式流量计进行出厂检验和周期检定。二、 装置主要技术指标1、 装置综合不确定度：优于0.5%；2、 使用气源：单相稳定的大气；3、 供气方式：负压法；4、 可测流量范围：（54000）m3/h；5、 可测流量计通径：DN25DN200；6、 可检定流量计类型：容积式流量计、速度式流量计。注：差压式流量计的节流装置等的检定：此类流

2、量计尚无气体实流标定的检定规程；负压标定差压小，引起的计量误差大；流量计品种多，计算方法、安装方法各异，双方有待进一步探讨。三、 参照的主要标准1、 JJG 198-94速度式流量计检定规程；2、 JJG 633-90 气体腰轮流量计试行检定规程；3、 JJG 643-94 标准表法流量标准装置检定规程；4、 JJG 620-94 临界流流量计检定规程；5、 ISO 9300 临界流文丘利喷嘴流量测量。四、 装置技术方案描述1、 工作原理简述：根据气体动力学原理，当气体通过临界流喷嘴时，在喷嘴上、下游气流压力比达到某一特定数值的条件下，在喷嘴喉部形成临界流状态，气流达到最大速度（当地音速）。流

3、过喷嘴的气体质量流量也达到最大值qm。此时qm只与喷嘴入口处的滞止压力和温度有关，而不受其下游状态变化的影响。正是应用这原理，采用喷嘴作为标准装置的标准表，然后与被检流量计进行比对，得出被检流量计的误差。2、 装置技术方案构成装置由五部分组成（见技术方案图一、图二）（1） 气源部分，它用于产生气体负压流动。该部分由真空泵、阀门组、缓冲容器组成。另外还有给真空泵的供水排水系统。（2） 音速喷嘴组计量核心部份该部分有13只标准流量计临界流文丘利喷嘴、滞止容器、背压容器、选择喷嘴的13只阀门组件。为了进行准确计算，喷嘴前后设有高精度的压力变送器、温度变送器，提供喷嘴前滞止压力和滞止温度以及喷嘴后的背

4、压值。（3） 被检流量计及管路系统该部分包括：六条被检流量计管线，DN200、DN150、DN100、DN80、DN50、DN25，管线按前20DN与后10DN设计。被检流量夹表平台，其中有气支夹具、蜗轮蜗杆升降校验平台（图三）等。被检表处的温度压力传感器被检信号输出接线盒，被检表信号有：脉冲输出，被检表电源，地线，模拟信号和开关量信号。（4） 气路系统该系统由空压机为气源，提供装夹被检气源和气动阀门气源。（5） 数据采集与处理系统（见自控部分）3、 工艺流程简述（1） 启动真空泵，给自控系统输入被检流量计流量点，以及其它大气参数，这时，自控系统自动选择喷嘴，从喷嘴前后的压力比判断喷嘴是否处于

5、临界状态，当达到临界状态时，系统开始全自动检测。气体流向：稳定的大气在真空泵的作用下，流向检定台位的前直管段，被检表、后直管段、并联音速喷嘴组、缓冲容器到真空泵的排气口排出。系统为吸气工作方式（负压检定）。系统流程图如图四所示。（2） 同时在自控系统的控制下，气路系统自动打开所需的喷嘴阀门。（3） 循环水系统自动向真空泵提供密封和提供冷却用水，并自动排放。（4） 装置占地面积：以贵方给定空间安排（见平面布置图五）。装置最高为缓冲罐高4米。五、 自控部分简述1、 系统结构自控系统以工控计算机为中心进行控制、数据采集、数据处理。（参见自控系统框图六）。2、 脉冲插值技术在传统读数电路中，靠上下沿触

6、发计数，可能会少计一个脉冲，在流量计输出脉冲较少时，就会造成很大的计数误差。为解决这一问题，本项目中采用双时钟脉冲插值法，提高计算精度。3、计算机硬件配置该系统采用研华IPC-610工业控制机，PCPU，128M内存，40G硬盘，光驱，17英寸CRT和HP LaserJet6L打印机。主机总线上安装了PCL-81312位A/D转换卡，PCL-720I/O输入/输出卡和PCL-836计时计数卡。PCL-81312位A/D转换卡用于采集喷嘴前滞止压力和滞止温度、喷嘴后的背压、流量计处的压力和温度以及被检流量计的模拟输出。PCL-720I/O输入/输出卡用于控制阀门的开关和检测阀门的状态。PCL-8

7、13计时计数卡用于记录检定时间和检定过程中流量计发出的脉冲数。 4、计算机接口电路（1） 开关量输入卡开关量输入卡将开关量输入信号转换TTL电平，经光电隔离后输出给PCL-720输入通道，同时驱动电路输出状态信号供LED指示。开关量输入卡主要用于阀门开关状态的输入。（2） 开关量输出卡开关量输出继电器卡是专为PCL-720输出通道配套设计的16通道开关输出继电器卡，它将PCL-720输出的TTL电平，经光隔离后驱动OMRON小型继电器，由继电器控制电磁阀的开关。（3） 计时计数控制卡计时计数控制卡是专为PCL-836计时计数卡配套设计的，它具有：脉冲处理电路，将流量计输出的不同电压的脉冲经施密

8、特触发电路转换成TTL电平，再经光电隔离后进入PCL-836卡；外控手动开关控制电路；计时计数器于脉冲上升沿同步控制电路等。（4）I/V转换板I/V转换板是将变送器输出的（420）mA电流信号转换成（15）V电压信号，送给PCL-813A/D转换卡，转换过程中采用250的标准电阻。此板同时设计了8路24V电源供变送器使用。（5）接线板接线板是连接进入装置的信号线，并将信号线转换成扁平电缆接入计算机。本系统设计了两个接线板，一个供阀门状态信号输入，另一个供阀门控制信号输出。5、软件配置操作系统采用Windows NT4或Windows98，编程语言采用Visual C+ 6.0。操作界面为Win

9、dows图形用户界面，菜单驱动，实时数据和状态显示。它主要包括以下程序模块：（1） 系统自检程序；（2） 建立和修改基础数据库程序（3） 流量计检定程序（4） 流量计检定结果历史记录序号名称规格型号数量1临界流文丘喷嘴（含计量院标定费）LXHVcn温州地区15(2.5640)m3/h采购标准(1Cr18Ni9Ti) GB/T 1220-19922精加工喷嘴安装管段组件LXH5000.115套(1Cr18Ni9Ti) 同13气缸阀、配套电磁阀YFTPY台湾产15套4开关喷嘴密封构件LXH5000.215套(1Cr18Ni9Ti) 同15喷嘴前后取压系统组件LXH5000.32套(1Cr18Ni9

10、Ti) 同16滞止容器组件LXH-5000.41套(81685000)(1Cr18Ni9Ti) 同17背压容器组件LXH-5000.51套(45085000)(1Cr18Ni9Ti) 同18撬装底座组件LXH-5000.61套(Q235) 同A39蜗轮蜗杆箱、升降对中心平台LXH-5000.75套(Q235) 同A3DN100、150、200、250、30010安装支架、后支承架组件LXH-5000.85套(Q235) 同A3DN100、150、200、250、30011气动夹具组件LXH-5000.95套(1Cr18Ni9Ti) 同1DN100、150、200、250、30012前后直管段组件（前20DN后10DN）LXH-5000.105套(1Cr18Ni9Ti) 同1DN100、150、200、250、30013波纹伸缩段组件LXH-5000.115套(1Cr18Ni9Ti) 同1DN100、150、200、250、30014活动套接直近段20DN后10DNLXH-5000.125套(1Cr18Ni9Ti) 同1DN25、40、50、