水流量标准装置
水流量标准装置的能耗分析

近校准提供 了便利条件 。但这些大 口径标准装置工作时 能耗巨大的问题也 凸显 出来 。如何评价标准装置用能的 合理性 , 进而优化装置 的用能状况成为需要探讨的问题。
本 文从 能 量耗 费 的角 度 , 就 目前 大 口径 水 流 量 标 准
△ p , ‘ Q
装置的用能状况作分析研究 , 希望能为标准装置 的节能
( 1 ) 若 接近 1 , 说明装置 的能耗接近理论值 , 装置 在现有工艺过程条件下 , 能耗是合理的。 ( 2 ) 若 较大程度地大于 l , 说明装置的中存在额外 的 耗能环节 , 在标准装置在节能方面还有改进提升的空间。 ( 3 ) 若 较大程 度地小 于 1 , 说 明标 准 装 置设 计 过 程 中, 管路的当量长度 f 取值过大 , 标准装置的能力没有得 到充分的利用 , 通过提高水泵功率 , 可以继续提高标准装 置 的最 大流量 。
万 别 。为 比较 不 同类 型 装 置 的总 体耗 能情 况 , 必 须 作 如
下假 设 :
.
1 0 Q f 一1 6 2 0 0 0 0 7 r d
令 a=
则上 式转换 为 :
2
, l
J 8 =
卢=a ・
( 3 )
式中: P 一 流量 标 准 装 置 在最 大 流 量 时 的水 泵 电 机
1 前 言
式 中: △ P 厂 一 流体 流经 直管段 的压 力 降 , J / m 3 ;
一
水流量标准装置是流量计校准的必需设备。通过校
直管段的阻力系数 ;
准工作保证流量计量准确度是节能减排的主要手段 。近 几年 , 在我 国十二 五规 划 中节 能减 排政策 的指引下 , 全 国
水流量标准装置

水流量标准装置1 范围本标准规定了本企业用于水流量仪表检定的液体流量标准装置的技术要求。
本标准适用于本企业DN50mm~DN300mm口径水流量标准装置的购置、安装、施工及检定。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件,凡是不注日期的,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 778.3-2007 封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表第3部分试验方法和试验设备JJG 164-2000 液体流量标准装置检定规程JJG 162-2009 冷水水表检定规程JJG 225-2010 热量表检定规程3 术语和定义3.1 静态容积法(含启停容积法)在水流量标准装置处于静止状态下测量一段时间内工作量器中的液体体积量,从而计算出流量。
3.2 动态容积法在水流量标准装置流动过程中,测量一段时间内工作量器的液体体积变量,从而计算出流量。
3.3 计量单位体积:立方米,符号m³流量:立方米每小时,符号m³/h4 构成4.1 水源系统由储水池、水泵组、稳压容器、消气过滤器和变频调节系统组成。
主要作用是利用变频调节系统控制水泵把水从储水池中抽出,以一定压力流入管路,经过稳压容器的稳压和消气过滤器的气泡消除、杂质过滤,在实验管路中形成一个稳定且无杂质气泡的流场环境,使流过被检流量计的液体达到理想状态。
4.2 标准器组主要有20L、50 L、300 L、1000 L、7500L等二等标准金属量器组成。
4.3 管路系统由连接管段、前后直管段、被检流量计夹紧装置、流量调节设备和换向器组成。
夹紧装置采用气动伸缩器,可以自由夹紧各种流量计。
4.4 数据采集控制系统由工业控制微机、温度压力传感器、信号采集调理部件、输入输出控制部件、专业组态软件组成。
5 计量性能要求5.1 介质条件测量介质为单相的清洁水且符合饮用自来水的水质要求;若水是循环使用的,则应经过过滤并防止含有害人体、损坏被检仪表或影响被检仪表的有害物质。
静态质量法检定装置

静态质量法水流量标准装置构成原理及不确定度分析海宁 蔡洁 国家水大流量计量站 475002摘要:本文介绍了静态质量法水流量标准装置的结构原理及其特点,并对其测量不确定度进行了分析。
关键词:流量标准装置 测量不确定度 一、 概述流量标准装置是流量仪表进行量值传递的一种标准装置。
装置类型根据流量测量方法可分为静态质量法、动态质量法、静态容积法和动态容积法。
其中静态质量法和静态容积法流量源恒压,流量稳定,测量精度高。
以水为例对国内外几个流量标准装置的情况列表如下:名称 流量上限(m 3/h) 准确度(%) 测量方法国家水大流量计量站 18000 0.10 静态容积法美国标准局 23000 0.13 静态质量法 英国工程研究所 5040 0.20 静态质量法 德国技术物理研究院 1800 0.10 静态容积法 二、 静态质量法水流量标准装置结构原理静态质量法水流量标准装置原理图按要求将被检流量计安装到试验管路中,启动水泵,将水池中的水抽入水塔或高位水箱,当水开始溢流后,依次开启开关阀和调节阀,使水经被检流量计、换向器和旁通管路流入水池。
开始检定时,操作调节阀将流量调至所需流量后,启动换向器使水由旁通管路换入称量容器,同时触发计时、计数系统开始记录被检流量计示值和测量时间,当达到预定水量时,操作换向器,使水由称量容器换入旁通管路,同时停止流量计和计时器信号记录。
比较电子秤的称量值和被检流量计的输出流量值,从而确定被检流量计的计量特性。
中国流量仪表网 w w w .c h i n a -f l o w .c n三、数学模型f m C t mq = (1)式中:—瞬时质量流量,kg/m 2;m q m —测量时间内称量容器内的液体质量示值,kg; t —测量时间,s;—浮力修正系数。
f C ρρρρρρρρa m a a maf C +−≈−−=111 (2)式中:a ρ—空气密度,kg/m 3;m ρ—检定时电子秤的标准砝码密度,kg/m 3;ρ—检定时液体密度,kg/m 3。
《变水头水流量标准装置校准规范》

《变水头水流量标准装置校准规范》编写说明一、任务来源根据国家质量监督检验检疫总局的国质检量函(2017)25号文(质检总局计量司关于国家计量技术法规制修订、修改及宣贯计划有关事项的通知)要求,《变水头水流量标准装置校准规范》技术规范制定的项目已经国家质检总局批准列入2017年制订计划。
由上海市计量测试技术研究院为主要起草单位并归口到全国流量计量技术委员会。
由起草单位组成校准规范起草小组,参加起草的单位有上海市计量测试技术研究院、中国计量科学研究院、浙江省计量科学研究院、上海威尔泰工业自动化股份有限公司、科隆测量仪器(上海)有限公司、上海星空自动化仪表公司、铎博流体测控技术(上海)有限公司。
二、编制依据JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》JJF 1004-2004《流量计量名词术语及定义》JJF 1059-2012《测量不确定度评定与表示》JJG 164-2000《液体流量标准装置检定规程》三、目的和意义目前,大口径液体流量计承担着企业生产用水、城镇生活用水以及污水排放等流量计量任务。
根据目前国家检定规程,一般使用静态容积(或静态质量法)检定流量仪表。
由于这种方法建立在定常流动的基础上,用上述方法检定流量仪表的水流量标准装置需要一个稳定的压力源(一般使用高位水塔或稳压容器实现),因而管道内是一个非时变的定常流动。
运用这一方法的水流量标准装置不确定度一般可以优于0.05%。
但是若将这些方法运用于大口径(大流量)仪表的检定装置,则存在局限。
首先,在检定过程中为保持恒压,高位水塔必须保持持续供水的满溢状态,所以能耗大,装置效率低;其次,由于工艺、造价、能源等因素的影响,这类装置的管径、流量均受到一定限制,一般使用多表并联组合的标准表法流量标准装置来检定大口径流量计,检定的流程中多了标准表,明显增加了测量不确定度。
基于变水头原理的动态容积法水流量标准装置克服了上述标准装置的缺点,在降低能耗和水资源的有效利用方面具有明显优势。
静态水流量标准装置建标报告

计量标准技术报告静态水流量标准装置 市计量测试所周生生 2010年1月 至10月计 量 标 准 名 称 建立计量标准单位 计 量 标 准 负 责 人 筹 建 起 止 日 期目录一、计量标准的工作原理及其组成……………………………………………( 1 )二、选用的计量标准器及主要配套设备………………………………………( 2 )三、计量标准的主要技术标准…………………………………………………( 3 )四、环境条件……………………………………………………………………( 3 )五、计量的量值溯源和传递框图………………………………………………( 4 )六、计量标准的测量重复性考核………………………………………………( 5 )七、计量标准的稳定性考核……………………………………………………( 6 )八、测量不确定度评定…………………………………………………………( 7 )九、计量标准的测量不确定度验证……………………………………………( 13 )十、结论…………………………………………………………………………( 14 ) 十一、附加说明……………………………………………………………… ( 14 )计量标准测量重复性考核计量标准测量重复性考核,可通过用该计量标准在尽量短的时间内测量一稳定的被测对象,并常用观测值的实验标准差S来表示测量重复性,此值应不大于测量不确定度评定时所采用的重复性数据。
现选一台型号为LZB-15、准确度等级为2.5级的转子流量计,在标准装置正常工作条件下,用尽量短的时间对50L/h点重复测量10次,结果如下表:(单位:L/h)用实验标准差S(x)表征计量标准的测量重复性:S(x)=()211--∑=nxxnii= 0.003L/h结论:S(x)等于测量不确定度评定中所采用的重复性数据(0.003L/h),符合重复性验证要求。
计量标准稳定性考核依照JJF1033-2001《计量标准考核规范》中计量标准的稳定性的定义:选一稳定的被测对象,每隔一段时间(大于一个月),用该计量标准进行一组n 次的测量,取其算术平均值作为该组的测量结果。
水流量标准装置

水流量标准装置水流量标准装置是一种用于检测和校准水流量的设备,它在工业生产和科学研究中具有非常重要的作用。
水流量标准装置可以帮助我们准确地测量水流量,保证工业生产和科学实验的准确性和稳定性。
本文将介绍水流量标准装置的工作原理、分类、应用领域以及未来发展趋势。
首先,水流量标准装置的工作原理是通过一系列精密的传感器和控制装置,实时监测和调节水流量。
它可以根据用户设定的参数,精确地控制水流量,并且能够实时反馈水流量的变化情况。
这种高精度的控制系统,可以保证水流量的稳定性和准确性,满足不同工业生产和科学实验的需求。
其次,水流量标准装置根据其工作原理和使用场景的不同,可以分为多种类型。
例如,按照测量原理的不同,可以分为机械式、电磁式、超声波式等水流量标准装置。
而按照使用场景的不同,又可以分为实验室用、工业生产用、环境监测用等水流量标准装置。
不同类型的水流量标准装置在不同领域有着各自的优势和适用性,可以满足不同用户的需求。
水流量标准装置广泛应用于工业生产和科学研究的各个领域。
在工业生产中,水流量标准装置可以用于监测和控制化工生产、电力生产、制药生产等过程中的水流量,保证生产过程的稳定性和安全性。
在科学研究中,水流量标准装置可以用于实验室的水流量测量和校准,保证科学实验的准确性和可靠性。
此外,水流量标准装置还可以应用于环境监测领域,用于监测水资源的利用和保护,保障环境可持续发展。
未来,随着工业生产和科学研究的不断发展,水流量标准装置将会迎来更广阔的应用领域和更高的发展要求。
未来的水流量标准装置将更加智能化和自动化,具有更高的测量精度和稳定性。
同时,未来的水流量标准装置还将更加环保和节能,符合可持续发展的要求。
总的来说,水流量标准装置将会成为工业生产和科学研究中不可或缺的重要设备,为人类社会的发展进步发挥着重要作用。
综上所述,水流量标准装置是一种具有重要意义的设备,它在工业生产和科学研究中发挥着不可替代的作用。
水流量标准实验装置变频调速系统设计

Ab ta t Ai ig t a y e rf ga a e s r c : m n a m n c nt iu lw t r pum p a motv p s s i e owe i h a e -l w san r pa a u r n t e w t rfo t da d ap r t s, usng va ibl—r q n y t ha ge t e r a i a pe d,de ini e ra l— r q n y s t m fs vng r i ra e f e ue c o c n h ot ton ls e sg ng a s tva i b e fe ue c ys e o a i e s ur e e a ka y,m a ng s e c n rf a o c s r m r bl ki ur e t iug lwat rpu ps wor tt i h e fce y a e e m k a he h g fiinc r a, r aii g t ot — e lzn he r a
t n ls e d S r g l t n a d o e c mi g f w— a g l t n v l e S t r tl o s s o l e d n . Th y t m i a p e ’ e u a i , n v r o n l o o o r e u a i a v ’ h o t l s h u d b o e o e e s se
Ex e i n a c o o y a d M a g me p rme t lTe hn l g n na e nt
水流量标准装置的设计与实现

TECHNOLOGY S ECTION 技术篇
现代计量仪器与技术
水流量标准装置的设计与实现
□张天慈 宋鲁宁
一 、流 量 标 准 装 置 的 设 计 流 量 标 准 装 置 ( 以 下 简 称 “装 置 ”) 是 对 流 量 仪 表 进 行量值传递的标准, 它主要用于检测和校准流量仪表的 准确度、重复性、线性度等参数。装置有很多类型, 经过 综合考虑各方面因素, 我们决定设计一套静态容积法及 标 准 表 法 两 种 计 量 方 法 的 装 置 。静 态 容 积 法 的 优 点 是 准 确度、流量稳定性较高, 检定周期较长, 缺点是检定效率 低 、不 适 应 大 量 检 定 。 而 标 准 表 法 流 量 装 置 正 好 可 以 弥 补其缺点。可以在静态容积法装置上增加几台标准表, 由于标准表检定周期及性能要求需要定期进行检定, 因 此, 可以利用静态容积法对标准表进行周期检定。 二 、装 置 的 设 计 原 理 1.系 统 设 计 依 据 与 参 数 确 定 按企业实际需要, 依据 国家 计量 检定 规程JJG164- 2000《液体 流量 标准 装置》、JJG643- 2003《标 准表 法流 量 标准装置》、JJG259- 1989 《标准金属量器》、JJG198- 1994 《速 度 式 流 量 计 》的 要 求 , 确 定 装 置 的 口 径 、工 作 量 器 大 小 、换 向 器 、最 大 流 速 、水 泵 扬 程 、准 确 度 等 级 、稳 压 方 式 等, 确定各种参数及系统各部分设备的选型。 2.设 计 步 骤 考 虑 ( 1) 稳压水源的设计 稳压水源的稳压方式一般有水塔稳压、容器稳压、 变频器调速稳压等, 应根据实际情况选取稳压方式, 保 证流量的稳定性。 根据设计需要选取适当扬程及功率的水泵, 保证各 管 径 的 设 计 流 速 、工 作 压 力 。装 置 配 备 大 、中 、小6台 卧 式 离心泵, 总装机容量600W, 最大流量5200m3/h。 ( 2) 实验管路的设计原则 根据装置的不同管径及校验仪表的种类, 考虑被检 表上下游直管段的长度, 同时兼顾实用性、美观性, 合理 进 行 布 置 。装 置 的 标 准 表 选 用 准 确 度 为 0.2%的 电 磁 流 量 计, 并采用多台标准表并连的方法扩大流量范围。 水的温度和压力变化会引起密度的变化, 所以该装 置在每条实验管路都安装了压力变送器和温度变送器,
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水流量标准装置(2014年1月10日)技术文件丹东通博电器(集团)有限公司目 录1设计依据............................................................................................................................................... 3 2装置技术指标 ....................................................................................................................................... 3 3 主要设备技术指标、要求和特点 . (4)3.1 储水循环稳压系统 (4)3.1.1 流量泵选择的依据 (4)3.1.2 储水池 (5)3.1.3 稳压罐: (5)3.2 计量管线系统 (6)3.2.1 检定管线 (6)3.2.2 流量调节系统 (6)3.2.3 标准流量计组 (7)3.2.4 夹表器 (7)3.3 称重标准系统 (7)3.3.1 称重容器 (7)3.3.2 称重标准器 (8)3.3.3 换向器 (8)3.4 变频调速系统 (8)3.5 多媒体采集系统 (9)3.6浮子检定装置 ........................................................................................................................... 9 4 装置不确定度分析计算 .. (9)4.1 装置静态质量法不确定度粗算如下: (9)4.1.1计时器的不确定度1s 、1u .......................................................................................... 9 4.1.2电子衡器的不确定度2s 、2u :以20t(1/4000)电子秤为例 ....................................... 10 4.1.3换向器不确定度 5s 、6s 、4u ................................................................................. 10 4.1.4标准砝码不确定度F u ............................................................................................... 11 4.2 标准表法不确定度粗算如下: (11)4.2.1涡轮流量计的相对标准不确定度21u ....................................................................... 12 4.2.2检定涡轮流量计的上一级标准装置的合成相对标准不确定度22u ....................... 12 4.2.3涡轮流量计的配套仪表引入的相对标准不确定度23u ........................................... 12 4.2.4涡轮流量计检定时与使用条件不同而引起的相对标准不确定度24u ................... 12 4.2.5 数据采集、数据处理及通讯所引起的流量相对标准不确定度25u .. (12)5 微机自动检定控制系统(PLC+工控机) (13)5.1控制系统硬件 (13)5.2装置软件和功能 (13)5.2.1控制功能 (13)5.2.2数据采集功能 (13)5.2.3数据处理功能 (13)5.3系统控制原理 (14)5.4系统控制硬件工作原理 (15)5.5系统控制软件系统 (15)1设计依据《JJG 164-2000液体流量标准装置检定规程》《JJG 643-2003标准表法流量标准装置检定规程》《JJG 198-1994速度式流量计检定规程》《JJG 667-1997液体容积式流量计检定规程》《JJG 1038-2008科里奥利质量流量计检定规程》《JJG 640-1994差压式流量计检定规程》《JJG 257-2007浮子流量计检定规程》《JJG 1029-2007涡街流量计检定规程》《JJG 1033-2007电磁流量计检定规程》《JJG 1037-2008涡轮流量计检定规程》《JJG 1030-2007超声波流量计检定规程》《JJG 162-2007冷水水表检定规程》建设期间遇规程更新,按新规程执行。
2装置技术指标1.检定方法:静态质量法(原级标准)+标准表法(传递标准)2.口径范围:DN50~DN6003.工艺结构:水平台位4.流量范围:1~5600m3/h静态质量法:1~1800m3/h标准表法:3~5600m3/h5.流量范围:静态质量法:0.1~7m/s标准表法(DN50~DN300):0.3~7m/s标准表法(DN300~DN600):0.3~5.6m/s6.装置的扩展不确定度:标准表(组)法:优于0.1%静态质量法:优于0.05%7.流量稳定性:优于0.2%8.稳压方式:变频稳压9.管路及法兰材质:304不锈钢,成分0Cr18Ni910.检定台位: 20000kg、 3000kg、600kg、150kg共4台11.夹表器形式:双气缸气动夹表器12.基本检定管线:DN50、80/65、100、200/150/125、300/250、400/350、600/500/450共计7条,预留DN800管路接口和空间13.检表口径:DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600共计14口径14.电磁流量计:DN300(3)、DN200、DN150、DN100、DN50准确度优于0.2级,重复性优于0.05%15.配备M1级砝码和自动校准加卸载系统,所配备砝码形状与大小与电子称配备的自动校准(加载)系统配合,达到自动加载对电子秤进行校准或检定。
16.被检流量计种类:科里奥利质量流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声流量计、液体容积式流量计、冷水水表、浮子流量计等17.检定介质:洁净水18.耗能功率: AC380V 总功率670kW;(最大耗电功率580kW)AC220V ≤2kW。
19.含DN50~DN150立式夹表器以及管路系统一套。
20.装置流量稳定性:0.15%21.装置考核验收:由中国计量科学研究院指派专家现场考评验收并出具检定证书3主要设备技术指标、要求和特点3.1 储水循环稳压系统3.1.1流量泵选择的依据通过多台泵组合方式,能够覆盖最大流量,并在满足流量调节的前提下充分考虑节能及经济性最优的原则。
泵的规格型号由泵出口至喷嘴的沿途管线损失和局部损失进行计算,在ν=7m/s时,水头损失,加上水池表面到喷嘴高度、泵吸水口损失,最终确定泵扬程H=29m以上,为确保最大流量5600m3/h,故选四台泵组合使用,参数如下:KQSN600-N19 2台 H=29m qv=2582m3/h P=280kKWKQSN350-N13 1台 H=31m qv=898m3/h P=110kW整套装置配备一套变频调速系统;一是作为泵启动的软启动器,二是保证始终有一台水泵处于变频状态便于系统流量调节同时也起到节能效果;电机总功率可以控制在600kW以内。
3.1.2储水池储水池容积水池位于整套检定装置下方,占地面积24×12+9×10=378(m2),深度为2.3 m,水池空间容量为756 m3。
实际水深为1.8m,蓄水总量为680 m3;水池设计时,充分考虑工作时水气泡漩涡以及沉淀杂质等对水池的影响,以提高装置稳定性,同时便于以后的日常维护。
3.1.3稳压罐:稳压罐作为装置稳压最主要的部件与变频控制系统共同完成装置的稳压控制。
为使稳压罐输出流量的压力波动值稳定在0.15%以内,稳压容器内设隔板及多层带孔的网格,使检定管路的液体完全满足单相恒定流的要求;装置中的稳压罐一方面为系统提供稳定的压力、消除泵源波动,同时消除泵产生大部分气泡起到消气的功能。
稳压罐采用常规的立式罐(业内常用且经验成熟)。
3.2 计量管线系统3.2.1检定管线检定管线为七条,平铺方式,规格:DN50、80/65、100、200/150/125、300/250、400/350、600/500/450共计7条,预留DN800管路接口和空间系统通过变径的方式保证在不增加管线及夹表器的前提下可检定上述DN50~DN600的14种口径流量计,并配齐各种变径接头。
本装置中的所有管线、法兰均采用不锈钢(304、0Cr18Ni9),管线焊接处及外观均打磨抛光为亚光色装置汇管处安装自动排气阀,保证进入检定管线介质为单项状态。
DN300及以下口径试验管路需采用不锈钢标准管,内径应与被检表口径一致,壁厚要求:●DN50~DN150-----壁厚≥3.5mm●DN200~DN300-----壁厚≥8.0mmDN300以上口径管路可采用不锈钢卷管,壁厚≥10mm;不锈钢管的材料和尺寸验收按GB/T 17395-1998和GB/T 14976-2002验收被检表位处应适应PN16、PN25、PN40三种法兰连接被检表前直管段≥20D,被检表后直管段≥10D,标准表前直管段≥10D,标准表后直管段≥5D管路同轴度:≤0.5mm/1000mm3.2.2流量调节系统流量统计系统主要由调节阀及变频调速两部分组成。
变频调速实现粗调,调节阀实现细调,变频调速在后面的变频调速系统中单独介绍。
5.2.2.1 流量调节阀本装置中选用的调节阀为气动V型调节阀,其执行机构为进口的产品。
此形式调节阀的调节性能为等百分比状态,其线性调节范围能达到10%~90%,精度1%,是其它形式调节阀无法比拟的。
而且是我们使用的相当成熟的产品(南京市所、武汉石化水装置、浙江联大水装置、独山子石化均使用此阀),装置中选择如此高标准的调节阀是保证装置稳定度,降低调节时间所必须的。
3.2.3标准流量计组标准表法装置的标准器,承担着日常主要的检定方式。
6.2.3.1本装置选用的精度等级优于0.2级的电磁流量计组成标准表组,其量程范围完全能够覆盖所有被测流量计流量点的检定。
装置的标准表法是采用并联标准表的方式。