玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)刻度示值的修正

玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、線(xiàn)性刻度、讀數(shù)直觀等特點(diǎn)，屬于變面積式流量計(jì)的一種，在工業(yè)計(jì)量中應(yīng)用最為廣泛。一般出廠時(shí)對(duì)玻璃管粗細(xì)均勻程度要求較高，但其粗糙的刻線(xiàn)使得其在使用中誤差非常大。由于玻璃管自身是錐體的，所以無(wú)法均勻分割刻線(xiàn)以達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)流量相接近的目的。為了達(dá)到預(yù)期使用目標(biāo)，本著方便快捷、經(jīng)濟(jì)合理的原則，本文以L(fǎng)ZB-50和LF百分比型兩種流量計(jì)為例，采用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，介紹如何把刻度示值無(wú)限接近地修正到標(biāo)準(zhǔn)流量。

1 相關(guān)概念

刻度示值：玻璃管或坐標(biāo)紙上標(biāo)刻的讀數(shù)，單位為m3/h，有時(shí)也用百分比。

標(biāo)準(zhǔn)流量：在101325Pa，20℃狀態(tài)下的流量，單位為m3/h。

引用誤差：（刻度示值－標(biāo)準(zhǔn)流量）/量程上限×100%。

2 LZB-50型流量計(jì)

（1）把轉(zhuǎn)子流量計(jì)按玻璃管上的刻度示值做一遍檢定，得到如表1所示數(shù)據(jù)，從中可以看出刻度示值為“100”和“80”時(shí)的引用誤差非常大，已經(jīng)無(wú)法正常使用（JJG257—2007《浮子流量計(jì)檢定規(guī)程》中規(guī)定引用誤差最大為5%）。

表1 LZB-50型流量計(jì)修正前的數(shù)據(jù)

（2）用坐標(biāo)紙測(cè)量一下玻璃管上刻度示值“100”與“80”之間有多少小格（1小格=1mm），測(cè)得“100”與“80”之間有66mm。

（3）把刻度示值“100”對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量105.080m3/h減去刻度示值“80”對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量85.764m3/h，計(jì)算出“100”與”80”之間相差的標(biāo)準(zhǔn)流量。即

105.080－85.764=19.316m3/h

（4）計(jì)算出刻度示值“100”與“80”之間每毫米對(duì)應(yīng)多少m3/h。即

19.316/66=0.29266m3/h

（5）以標(biāo)準(zhǔn)流量105.08m3/h為基準(zhǔn)，找出標(biāo)準(zhǔn)流量為100m3/h時(shí)對(duì)應(yīng)到玻璃管上的位置。即

105.08－100=5.08m3/h

5.08/0.29266=17.4mm

（6）由（5）中的兩個(gè)式子可以得出，標(biāo)準(zhǔn)流量為100m3/h和105.080m3/h時(shí)在玻璃管上的位置相差17.4mm。在坐標(biāo)紙上找一起始刻線(xiàn)，并在玻璃管左側(cè)與“100”橫豎對(duì)齊并固定好，從坐標(biāo)紙的起始刻線(xiàn)處向下移動(dòng)17.4mm，該位置就是標(biāo)準(zhǔn)流量為100m3/h時(shí)的位置，在此處畫(huà)一橫線(xiàn)作標(biāo)記，記數(shù)為100。以后把浮子升到該位置就可較為準(zhǔn)確地得到100m3/h的標(biāo)準(zhǔn)流量。

（7）上述步驟只得到刻度示值“100”的修正，同理可以得出80與60，60與40，40與20相差的距離，通過(guò)向下調(diào)整而得到所需修正值。如果我們認(rèn)為某點(diǎn)滿(mǎn)足使用不用修正，那么就可以對(duì)照玻璃管上的刻線(xiàn)直接畫(huà)過(guò)來(lái)。

（8）修正完所有刻度示值后，按照坐標(biāo)紙上的刻度示值重新檢定。得到如表2所示數(shù)據(jù)，從中可看出刻度示值為“100”與“80”時(shí)的引用誤差已變?yōu)?.28%，0.39%，明顯優(yōu)于修正前。

表2 LZB-50型流量計(jì)修正后的數(shù)據(jù)

3 LF百分比型流量計(jì)

按玻璃管上的百分比刻度做其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量，如表3所示。從表3可看出，假如需要60m3/h、50m3/h、40m3/h、30m3/h的標(biāo)準(zhǔn)流量時(shí)，我們是無(wú)法較為準(zhǔn)確把浮子調(diào)到玻璃管上其對(duì)應(yīng)的位置的，因此需要通過(guò)下列步驟得到我們想要的結(jié)果。

表3 LF原始數(shù)據(jù)

（1）根據(jù)上述數(shù)據(jù)用Excel等軟件繪制LF曲線(xiàn)圖轉(zhuǎn)換成線(xiàn)性公式得出標(biāo)準(zhǔn)流量；也可用下列公式y(tǒng)=ax+b（a為直線(xiàn)斜率，b為直線(xiàn)截距）求出標(biāo)準(zhǔn)流量。

式中：xi為刻度示值，i=1，2，…，6；yi為標(biāo)準(zhǔn)流量；

（2）經(jīng)計(jì)算得a=0.7104，b=0.3728，即y=0.7104x+0.3728。我們已經(jīng)知道刻度示值“10”對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量為7.4507m3/h，那么只要以此為基準(zhǔn)，向上找出60m3/h、50m3/h、40m3/h、30m3/h與7.4507m3/h之間的距離即可。

（3）由（2）中式子得出x=（y－0.3728）/0.7104，把所求的流量點(diǎn)流量（60m3/h，50m3/h，40m3/h，30m3/h）依次設(shè)為y值，得x值分別為83.9mm，69.8mm，55.7mm，41.7mm。

（4）在坐標(biāo)紙上找一起始位置，并在玻璃管刻線(xiàn)左或右側(cè)與刻度示值“10”橫豎對(duì)齊并固定好，用鉛筆做一標(biāo)記，記數(shù)為10。因?yàn)槲覀儾恍枰疫@個(gè)流量點(diǎn)，所以全部標(biāo)完后要擦除該記數(shù)。

（5）以記數(shù)為10的起始刻線(xiàn)為基準(zhǔn)，向上到達(dá)41.7，55.7，69.8，83.9mm處時(shí)分別做標(biāo)記，畫(huà)一橫線(xiàn)，這些橫線(xiàn)標(biāo)記即為所求流量點(diǎn)，記數(shù)為30m3/h，40m3/h，50m3/h，60m3/h。

LF曲線(xiàn)圖如圖1所示。

圖1 LF曲線(xiàn)圖

4 結(jié)論

利用價(jià)格低廉的坐標(biāo)紙?jiān)诓ＡЧ苌蠘?biāo)注刻線(xiàn)，克服了玻璃管流量計(jì)自身出廠時(shí)的缺陷，更加有效地提高了流量計(jì)的精度，為工業(yè)計(jì)量節(jié)約了采買(mǎi)新流量計(jì)的成本。