6 种典型流场中超声流量计校准系数随企业污染源烟气排放量变化研究

采用计算流体力学方法,对6种典型流场中超声流量计校准系数随企业污染源烟气不同流速变化的规律进行研究。分析不同负荷下超声流量计校准系数相对标准偏差在不同声道角度、管道直径、声道布置形式、上游直管段长度、管道形式时的变化规律。通过国家烟道流量计量标准装置进行实验验证,验证结果表明:不同负荷下校准系数相对标准偏差均未超过1%,且可以通过单负荷校准实现对烟道超声流量计的校准。     

凝胶流量计标准装置设计中测量不确定度评估

正一、引言计量标准的不确定度是衡量计量检定/校准工作可靠性的重要指标,也是衡量被检器具溯源结果的主要依据。凝胶流量计标准装置采用凝胶水基模拟液作为工作介质,主要用于凝胶发动机用质量流量计(以下简称"凝胶流量计")的测试和量值传递。本装置是为了模拟凝胶流量计的实际使用工况,实现凝胶流量计的实流模拟校准建立的一套液体流量标准装置。为了确保流量测量的准确度,     

基于激光多普勒测速仪的天然气流量测量的研究

天然气流量计量需要解决复杂工况下流量测量及大口径仪表量值溯源等计量基础问题。基于激光多普勒测速仪对天然气流量进行测量,将传统的流量体积量测量转化为管道截面的速度场测量,通过速度面积法实现了天然气流量的准确测量。研究表明:该方法可实现1. 45MPa、500m3/h的最大流量测量,系统扩展不确定度为1. 42%(k=2);实验结果与超声流量计标准表测得的标准流量相对偏差在-0. 81%～0. 09%范围;所获得的测量结果验证了光学法测量天然气流量的可行性,建立的实验系统可用于更宽广流量范围的高压天然气流量测量的研究。     

恒流装置校准活塞气体流量计的方法研究

针对干活塞气体流量计连续测量瞬时流量采用的间断工作方式会造成较大的流场阻力波动,为消除阻力波动对干活塞气体流量计准确校准的影响,研究两种恒流法(体积管气体流量标准装置配合调压阀、皂膜气体流量标准装置传递恒流泵)的校准方法,得到满意的干活塞气体流量计校准结果。恒流泵传递比较法把皂膜气体流量标准装置和干活塞气体流量计在量值溯源图上联系起来,是对气体小流量量值溯源体系的有效补充。     

流量积算仪计量标准装置不确定度评定

根据JJF 1059《测量不确定度评定与表示》的规定,结合流量积算仪标准装置,以天然气计量中涡轮流量计使用的Daniel S600+流量积算仪为实例,采用GUM方法对标准装置进行了不确定度分析评定。该标准装置的扩展不确定度为0.14%,按照量值溯源要求,可以对准确度等级不优于0.5级的流量积算仪开展检定/校准工作。     

柱塞式计量缸在燃油涡轮流量计校准中的应用

研究了双柱塞计量缸的流量计校准装置,通过系统控制与计算实现计量缸计量流量与被校流量计测量流量的在线对比,以满足宽量程和高精度的校准要求.分析了该装置的结构特点和设计方法,通过仿真分析对其性能进行初步评估.研究了校准计量柱塞行程和移动速度对涡轮流量计仪表系数的影响,给出了建议的校准实验条件.结果表明,采用该校准装置可满足宽量程液体流量计校准,流量计量稳定性在0.2‰内.     

实验室动态

<正>湖北省计量院再获两项国家实用新型专利近日,以湖北省计量院流量专业计量专家桑晓鸣命名的流量计量技术研究实验室、便携式环境大流量气体采样校准装置研究课题组再出质量技术基础研究领域的新成果,"文丘里双差压超声流量测量装置"和"变径两探头时差超声流量测量装置"成功获得国家实用新型专利。"文丘里双差压超声流量测量装置"通过双差压流量计设计,使超声流量计流量测量范围扩展了30%,     

气体流量量值传递体系的建立及关键技术研究

气体流量是能源贸易结算、环境监测等诸多领域中的关键参数,其测量不确定度直接影响贸易公平和环境保护。气体流量基准装置是流量量值的源头,流量计是流量量值传递的载体。本项目自主研制了气体流量基准、标准装置,系统研究了流量计的计量性能,建立了完整的气体流量量值传递体系,显著提升了我国气体流量的计量水平。项目主要成果包括3个方面:将我国气体流量基准装置的测量不确定度水平提升了4倍,首次获得了国际气体流量领域的4项校准测量能力(CMC),测量结果获得国际互认,支撑主导中俄两国间的国际比对,保障能源国际贸易的开展。拓展了气体流量标准装置的测量能力,自主建立高压pVTt法气体流量原级标准装置、临界流音速喷嘴法次级标准装置和环道式涡轮流量计法工作标准装置,满足了高压气体流量量值溯源的迫切需求。综合采用理论、数值模拟及实验等不同研究方法对音速喷嘴流量计开展系统研究,成果显著提升了其测量结果可靠性,支撑相关国际标准的修订,极大提高了我国在该领域的国际学术地位。     

高压液体流量标准装置研制

为解决民用飞机高压液压油流量计校准问题,研制了高压液压油流量标准装置,标准装置采用高压柱塞泵提供流量源,通过变频调速和比例控制阀配合调节的方法实现流量装置的流量和压力宽范围调节,标准装置以活塞式体积管作为主标准器,实现了高压条件下的流量计校准。利用该标准装置对圆柱齿轮流量计在变压工况下进行校准试验,高压工况下流量计仪表系数与常压工况相差超过5%,证明开展高压变压下流量计计量性能及修正方法研究的重要性,该标准装置的建成为高压下流量计校准及计量性能研究提供了有效的手段,具有很高的实用价值。     

被动活塞式气体小流量标准装置的研究与应用

为开展气体小流量传感器溯源校准工作,研制出相应气体小流量标准装置。以被动活塞式玻璃体积管作为主标准器,流量测量范围为0. 01～10 L/min,扩展不确定度为0. 2%(k=2)。装置气源为高压气瓶,可采用空气、氮气、氩气等多种无毒无危害气体作为气源,通过两级减压在被校流量计前形成稳定压力,保证流经被检流量计和主标准器的流量持续稳定。研究中对主标准器开展了密封性、压力波动和流量稳定性等试验,试验结果表明该套流量标准装置具有良好计量性能,满足常规微小气体流量传感器的检定校准要求。     

Self-mixing feedback in a laser diode for intra-arterial optical blood velocimetry

Intra-arterial measurements of the velocity and the average flow of red-blood cells were investigated by means of a fiber-coupled laser Doppler velocimeter based on the self-mixing effect. The velocity of the red cells was calculated from the frequency of the signal that occurs when light, scattered back from a moving object in front of a fiber into a laser-diode cavity, interferes with the laser cavity's proper mode. These fluctuations occur at the Doppler frequency. The signal was obtained from the photodiode that is present in the laser diode's housing. Temperature control and stabilization of the diode cavity were introduced to reduce the light-intensity fluctuation that is due to mode hopping of the diode. The velocimeter was calibrated with a rotating disk covered with white paper (nonlinearity of 2.6% for velocities up to 0.4 m/s) and tested in vitro as a fluid velocimeter. The velocimeter was used in in vivo tests on the iliac artery of a 35-kg pig and on the arteria pulmonaris of a healthy calf. The optical fiber was placed in the iliac artery by a basket catheter 4 cm proximal to the bifurcation of the femoral artery. The average arterial blood flow velocity of the red cells were measured upstream and downstream. A special cleaving procedure for the fiber tip in downstream measurement is reported. Blood-velocity measurement is compared with values generated by an ultrasound flowmeter, and a difference of less than 9% is found.     

变温润滑油涡轮流量计修正技术研究

为研究以变温航空润滑油为工作介质的涡轮流量计仪表系数修正方法,利用变温航空润滑油流量标准装置对4支涡轮流量计在多个温度点下进行了校准试验,通过双指数衰减函数对校准结果进行拟合修正。结果表明,各温度点和流量点涡轮流量计仪表系数与校准结果误差小于1%,修正方法具有较好的通用性。     

烟气超声流量计时间测量准确度校准方法研究

大口径气体超声波流量计广泛应用于烟道排放监测和工业控制等领域。超声波流量计的传播时间测量准确度校准是非实流校准的重要环节,通过建立超声波流量计时间测量准确度校准装置,实现对大口径气体超声流量计传播时间的非实流校准。该文首先提出3种不同的超声流量计传播时间校准方法,分析不同方法的影响因素,其次通过改变探头间距离,对不同探头间距时超声波流量计传播时间的测量误差进行校准。试验结果表明:超声波流量计传播时间的测量误差随距离变化,并确定利用标准声速对超声波流量计传播时间进行修正的方法更为准确,测量结果不确定度为0.2%。     

标准表法流量计算及不确定度评估分析

以圆柱齿轮流量计做为标准流量计为例,介绍了在标准表法流量标准装置中非定点使用的标准流量计的几种典型流量计算方法,并给出各种流量算法引入的不确定度评定方法。实例对比表明,采用最小二乘法拟合计算,选择与流量计自身特性匹配的拟合阶次可有效降低算法引入的不确定度;选用流量修正值计算流量,对于低流量区域算法引入的相对不确定度较大;采用仪表系数和流量修正系数计算流量引入的不确定度比较接近。     

基于机器学习算法的超声流量计使用中检验

为保证使用中超声流量计的准确度,基于随机森林算法,建立了超声流量计使用中检验预测分析模型。研究了超声流量计使用中检验程序。首先,获取超声流量计的信号质量数据、流态指标数据、以及计量性能数据;其次,采用随机森林算法对使用中超声流量计的流量偏差进行预测,预测值与真实值的偏差在0.76%以内,分析了影响使用中超声流量计测量准确度的各数据对超声流量计性能的影响程度;最后,对预测模型的不确定度进行分析,其扩展不确定度U=0.92%~0.22%(k=2)。     

The Characterization of a Piston Displacement-Type Flowmeter Calibration Facility and the Calibration and Use of Pulsed Output Type Flowmeters

Critical measurement performance of fluid flowmeters requires proper and quantified verification data. These data should be generated using calibration and traceability techniques established for these verification purposes. In these calibration techniques, the calibration facility should be well-characterized and its components and performance properly traced to pertinent higher standards. The use of this calibrator to calibrate flowmeters should be appropriately established and the manner in which the calibrated flowmeter is used should be specified in accord with the conditions of the calibration.These three steps: 1) characterizing the calibration facility itself, 2) using the characterized facility to calibrate a flowmeter, and 3) using the calibrated flowmeter to make a measurement are described and the pertinent equations are given for an encoded-stroke, piston displacement-type calibrator and a pulsed output flowmeter. It is concluded that, given these equations and proper instrumentation of this type of calibrator, very high levels of performance can be attained and, in turn, these can be used to achieve high fluid flow rate measurement accuracy with pulsed output flowmeters.     

激光测速仪定焦系统设计

为满足激光测速仪在米级距离的测速需要,设计了一种激光测速仪定焦系统.通过光束分析仪测量距离激光出射口不同位置处的光斑半径,利用函数拟合的方法得到激光束腰斑半径与腰斑位置.采用望远镜系统作为定焦系统的基本结构,通过MATLAB软件穷举定焦系统的各项参数,记录满足条件的参数.根据操作过程中的实际条件选择其中一种数据搭建定焦...     

Bubble sizing with high spatial resolution

The authors propose a technique that allows them to size bubbles with the same accuracy as with the double-frequency method and to locate them with the same range resolution as with the pulsed Doppler velocimeter. They demonstrate that the signal scattered by the bubble insonified by a high-frequency pulsed ultrasonic field and a low-frequency pumping field is a low-frequency signal sampled at the repetition frequency rate and in which the amplitude is maximum when the bubble resonates. However using a conventional Doppler flowmeter, the maximum amplitude is not detectable when the repetition frequency is a multiple of the pump frequency. The modifications of the signal processing needed to overcome this drawback are discussed and implemented in the conventional Doppler flowmeter. Using this modified setup the lateral and the longitudinal range resolution are the same as in conventional Doppler flowmeters. The resonance frequency thus obtained is also compared to the resonance frequency measured by the double Doppler frequency method. Some practical improvements are proposed to make the system easy to use. Using this latest version, the resonant requencies for ten different bubble sizes are measured and compared. The case in which the nonlinearity effect (due to a bubble at resonance) generates out-of-phase upper and lower sidebands is discussed, and it is demonstrated that this effect is so feeble that it is negligible.